Основные механические проблемы, влияющие на производительность FDM 3D-принтеров

Хотя большинство проблем с FFF 3D-принтерами обычно связаны с электроникой, работой хотэнда или состоянием печатающей поверхности, существует ряд механических неисправностей, которые могут возникать периодически и требуют регулярной проверки.

Перпендикулярность осей

Эта проблема возникает из-за некорректной сборки 3D-принтера, поэтому она чаще всего встречается в комплектах для самостоятельной сборки. Обычно она не приводит к сбоям печати, но вызывает деформации деталей. Главный признак — отсутствие перпендикулярности краев изделий. Единственное решение — перепроверить сборку оборудования.

В случае принтеров типа CoreXY нарушение перпендикулярности осей может быть вызвано чрезмерной разницей в натяжении двух ремней.

Недостаточная смазка валов или загрязнение

Плохо смазанные валы, будь то цилиндрические направляющие или линейные рельсы, приводят к повышению шума во время печати. В некоторых случаях отсутствие смазки в сочетании с попаданием грязи в подшипники вызывает избыточное трение, что может привести к потере шагов двигателями и смещению слоев. Рекомендуется регулярно очищать и смазывать все подвижные компоненты, обеспечивая их плавное и бестрендвое движение.

Плохое состояние ремней

Ремни отвечают за передачу движения на валы, поэтому периодическая проверка их состояния критически важна.

Одной из главных причин смещения слоев или размерных отклонений является неверная настройка натяжения ремней. Слабо натянутые ремни часто ухудшают качество поверхности деталей из-за линий и артефактов, в то время как чрезмерно натянутые увеличивают нагрузку на двигатель, что ведет к потерям шагов и смещению слоев.

Изображение 1: Эффект ослабленного ремня. Источник: wikimedia

Как упоминалось выше, в принтерах CoreXY разница в натяжении двух ремней может вызвать потерю перпендикулярности осей, поэтому для этого типа принтеров важно не только отрегулировать ремни до соответствующего натяжения, но и обеспечить их схожее натяжение.

Зазор Z-шпинделя (бэклэш)

Во время ретракций 3D-принтер часто выполняет быстрые движения по оси Z вверх и вниз. Если есть люфт между резьбой шпинделя и гайки, эти движения вызывают потерю точности, отражающуюся на поверхности детали. Это явление называется бэклэш (backlash) и часто приводит к линейным дефектам на поверхности изделий. Единственное решение — заменить шпиндели и гайки на более качественные или использовать гайки с компенсацией люфта (anti-backlash nuts).

Изображение 2: Гайка с компенсацией люфта для шпинделей T8. Источник: futakuchi-hataka.com

Положение и состояние концевиков

Для определения крайних положений осей X и Y обычно используются механические или оптические датчики. Эти типы датчиков подвержены отказам, особенно механические, из-за повторяющейся нагрузки. Главный признак неисправности — столкновение головки во время хоммирования. Наиболее частые причины:

• Неверное положение: головка сталкивается до срабатывания датчика. Рекомендуется периодически проверять положение, вручную перемещая головку или стол, и убеждаться, что ничего не мешает срабатыванию датчика.

• Проблемы с подключением: ослабленный кабель или плохой контакт оставляют цепь постоянно разомкнутой, датчик не срабатывает. Это распространенная проблема, поэтому для предотвращения столкновений, способных повредить принтер, рекомендуется использовать концевики в нормально замкнутом состоянии (NC) — при обрыве связи датчик сработает, и проблему можно легко обнаружить.

• Повреждение датчика: типично для механических датчиков, имеющих ресурс усталости. В таких случаях единственным решением является замена датчика.

Примечание: Это руководство рассматривает концепции в общем виде и не фокусируется на конкретной марке или модели, хотя они могут упоминаться. Процедуры калибровки и настройки могут существенно отличаться у разных производителей, поэтому перед использованием этого руководства рекомендуется ознакомиться с руководством производителя.