Hvorfor fører opgradering til en Direct Drive-ekstruder ofte til dårlig 3D-udskrivningskvalitet?

En 3D-printer er en sofistikeret maskine, der smelter plastik til komplekse 3D-former. Opgradering af en indebærer at pille ved komplicerede bevægelsessystemer og kompliceret elektronik, med den ekstra kompleksitet af firmwaremodifikation.

Det har stadig ikke afskrækket et stigende antal frygtløse 3D-printentusiaster fra at købe 3D-printere på begynderniveau og modificere dem til konkurrerende dyre modeller. En af de mest populære mods indebærer at opgradere standard Bowden-ekstrudere til direktedrevne ekstrudere.

Det ville være rimeligt at antage, at en opgradering af selve printhovedet ville garantere en tilstrækkelig forbedring til at retfærdiggøre besværet. Men hvad nu hvis vi fortalte dig, at denne dyre opgradering ofte forringer udskriftskvaliteten?

Forvirret? Læs videre for at finde ud af, hvorfor en ekstruderopgradering ikke er så ligetil, som den lyder.

Myte: Direct Drive-ekstrudere forbedrer udskriftskvaliteten

Besøg et hvilket som helst 3D-printforum, og du vil helt sikkert finde medlemmer, der klager over dårlig printkvalitet lige efter opgradering til direkte drev-ekstrudere. Du kan tilskrive nogle af disse tilfælde defekte opgraderingsdele og ukorrekt installationspraksis, men disse er ikke isolerede hændelser.

Faktisk ved 3D-printerveteraner, at det er praktisk talt umuligt for selv dyre printere at matche den out-of-the-box printkvalitet af Creality Ender-3 printere. Så hvad sker der her?

Men lad os først tage et skridt tilbage for at forstå, hvad direktedrevne ekstrudere er, hvordan de adskiller sig fra lagerekstrudere, og hvorfor de anses for værdige opgraderinger.

Hvad er Bowden-ekstrudere?

Populære 3D-printere på begynderniveau, såsom Ender-3, leveres med Bowden-ekstrudere. Dette printhoveddesign adskiller fysisk ekstruderen (som skubber filament ind i dysen) fra den varme ende, der består af kølepladen, varmeafbryderen, varmeblokken og dysen.

Disse ekstrudere får deres navn fra det betydeligt længere Bowden (eller PTFE) rør, der forbinder ekstruderen til den varme ende. Dette er et relativt simpelt design, der er omkostningseffektivt. Men en Bowden-ekstruders længere filamentbane gør det også næsten umuligt at printe fleksible filamenter.

Du forsøger i det væsentlige at skubbe et reb ned ad en slange på det tidspunkt. Og det er her, direkte drevne ekstrudere kommer ind i billedet.

Hvad gør Direct Drive-ekstrudere bedre?

Dette printhoveddesign kombinerer ekstruderen og den varme ende i en enkelt enhed. Ideen er at reducere filamentvejen ved at bringe ekstruderen så tæt som muligt på dysen. Hvis du gør det, forkortes længden af ​​filament, der skal skubbes ned i PTFE-røret, markant. Det betyder også, at en kortere del af filamentet skal skubbes mod dysen for at generere ekstruderingstryk.

En kortere del af filamentet er i sagens natur stivere og derfor mindre tilbøjelig til at samle sig og tilstoppe på vej til dysen. Dette gør det muligt for direkte drevne ekstrudere at udskrive fleksible filamenter med lethed, samtidig med at indstillinger for tilbagetrækningsafstand for almindelige filamenter reduceres. En kortere sektion af filament er også nemmere at kontrollere med præcision, hvilket reducerer strengeproblemer, der er tydelige i komplicerede 3D-print.

Men er de virkelig bedre?

Direktedrevne ekstrudere gør 3D-print med fleksible filamenter til en leg, men virtuelt alle klager ikke desto mindre over grimme Z-banding problemer efter opgradering fra Bowden til direkte drev ekstrudere. Disse gremlins manifesterer sig som grimme bånd, der løber lodret hen over printoverfladen og er synlige langs Z-aksen på 3D-printeren.

Sværhedsgraden af ​​båndet kan variere fra printer til printer, men den manifesterer sig absolut i alle direktedrevne ekstrudere. Jeg har personligt brugt fem forskellige direktedrevne ekstrudere, hvor hver ekstruder udviser dette problem i varierende grad.

Og det er ikke kun mig og nogle få statistiske outliers, der står over for disse problemer.

Udgaven #602 Wasteland

Ejerne af Prusa direct drive printere havde en kollektiv nedsmeltning, da de indså, at deres dyre maskiner ikke kunne matche udskriftskvaliteten på de betydeligt billigere Ender-3 printere. Hvad der startede som en fejlrapport, der citerede inkonsekvent filamentekstrudering, affødte til sidst i den berygtede Udgave #602.

Josef Prusa, ejeren og grundlæggeren af ​​Prusa Research, reagerede ved at mobilisere sin hær af ingeniører til at undersøge sagen, men problemet er stadig uløst den dag i dag. Der er et helt Discord-fællesskab, kaldet 602 Wasteland, hvor 3D-printer-entusiaster ikke kun begræder og spøger med det uløste fænomen i lige høj grad, men nogle endda tager fat i at løse problemet.

Kort sagt, brugere er nødt til at klage over dette fænomen, når 3D-printere udstyret med en direktedrevet ekstruder når en stor nok installeret brugerbase. Ejere af de vildt populære Voron DIY 3D-printere (se vores Voron begynderguide) kender dette fænomen som Udgave #6. Du vil finde folk, der maskerer den afslørende ekstruderingsuoverensstemmelse ved at tage billeder under favorable lysforhold, men problemet er helt synligt, når 3D-printene er skudt under overhead belysning.

Hvad forårsager disse direkte drevekstruderingsproblemer?

Når du først udregner ukorrekt montering og tuning problemer, er de førende teorier for inkonsekvente ekstrudering forbundet med direkte drevne ekstrudere koges ned til Bondtechs "Dual Drive" ekstruder gear. Det er præcis de samme ligeudskårne tandhjul, som findes i stort set alle direkte drevne ekstrudere, der bruges i populære 3D-printerdesigns fra Prusa og Voron.

3D-print YouTubers Design Prototype Test og MihaiDesigns har gjort et fantastisk stykke arbejde med at indsnævre problemet til Bondtechs ekstrudergear, og førstnævntes efterforskning er værd at tjekke ud. Begge YouTubere har foreslået at bruge spiralformet eller sildebensekstruderudstyr for at eliminere det inkonsekvente ekstruderingsproblem.

Når dette skrives, har hverken Bondtech eller nogen anden ekstruderproducent bragt et forbedret design på markedet endnu.

Hvordan er Bowden-ekstrudere immune over for disse problemer?

Kan du huske, hvordan vi afviste Bowden-ekstrudere ved at illustrere, hvordan deres filamentfremføringsdesign er ensbetydende med at skubbe et reb ned ad en slange? Tja, at have den grad af slæk, og den deraf følgende forsinkelse i dysetrykopbygning, er perfekt til at udjævne ekstruderingsuoverensstemmelser, der opstår på grund af dårligt direktedrevet ekstrudergeardesign.

De samme designmangler, der forhindrer Bowden-ekstrudere i at have kortere tilbagetrækningsafstande - og hurtigere, mere responsiv kontrol over dysetryk - også praktisk til at forhindre inkonsekvente ekstruderingsartefakter i nogensinde at manifestere sig i det faktiske 3D-printede genstande.

Tag et kig på det rene 3D-print (og manglen på Z-bånd deri) opnået fra min standard Ender-3-printer udstyret med Bowden-ekstruderen, hvis du har svært ved at tro det. Jeg har brugt et halvt dusin forskellige direktedrevne ekstrudere siden da, uden nogensinde at kunne opnå dette niveau af ekstruderingskonsistens.

Ikke overraskende sværger nogle Voron 3D-printerejere stadig til og bruger Bowden-ekstrudere netop af denne grund. At gøre det har dog et par forbehold.

Skal du "opgradere" til en Bowden-ekstruder?

Det burde du bestemt ikke, hvis du planlægger at udskrive fleksible filamenter, som absolut har brug for den kortere filamentvej fra en direktedrevet ekstruder. Dem, der ejer hurtige CoreXY-printere, er også bedre stillet til at holde fast i deres direkte drev-ekstrudere.

Dette gælder især, hvis de ikke ønsker at ofre hverken hastighed eller den avancerede trykfremføringsfunktion. Det er umuligt for Bowden-ekstrudere at udføre avanceret dysetrykregulering ved høje udskrivningshastigheder. Du har absolut brug for en direktedrevet ekstruder for at printe hurtigt med trykfremføring aktiveret.

Ekstruderingsinkonsekvens forbundet med direkte drevne ekstrudere er ikke verdens undergang. Additiv udskrivning er ikke meningen at være æstetisk rent til at begynde med, så mindre Z-bånd er acceptabelt.

Men hvis du oplever voldsomme ekstruderingsuoverensstemmelser, er du bedre stillet at se på andre sandsynlige årsager såsom sengevarmeregulering, Z-aksebinding og filamentstrømningshastighed.

Prusa XL's Cycloidal Gear Ekstruder til undsætning

Ikke alle tager dette problem liggende. Prusa Research har foretaget radikale ændringer i det nye ekstruderdesign, der anvendes i den kommende Prusa XL CoreXY-printer, som diskuteret i detaljer i vores primer på Prusa XL. Mange tror, ​​at dette design kunne løse problemet #602, der fortsat plager eksisterende Prusa Direct Drive-printere.

Det er lidt for tidligt at få vores håb op med Prusa XL, men det slår helt sikkert at fortsætte med at bruge de samme Bondtech direkte drevne ekstrudergear, der mistænkes for at forårsage de førnævnte ekstruderingsproblemer.

Problemer med direkte drev-ekstruder

Som vi har undersøgt, mens direktedrevne ekstrudere gør 3D-print med fleksible filamenter meget nemmere, kan opgradering til en fra en Bowden resultere i grimme Z-båndsproblemer.

Jeg har personligt sluttet fred med de mindre ekstruderingsuoverensstemmelser forbundet med direkte drevne ekstrudere i for at høste fordelene ved at udskrive fleksible filamenter, manglende stringing og at kunne udskrive rigtigt hurtig. Det er en fair handel.

Sådan opgraderer du din Ender-3 3D-printer og løser sikkerhedsproblemer

Din Ender-3 forsøger måske at... dræbe dig? Find ud af, hvordan du gør det sikrere og mere pålideligt med disse smarte opgraderinger.

Læs Næste

Om forfatteren