Tại sao việc nâng cấp lên máy đùn truyền động trực tiếp thường dẫn đến chất lượng in 3D kém?

Máy in 3D là một loại máy tinh vi dùng để nấu chảy nhựa thành các hình dạng 3D phức tạp. Nâng cấp một hệ thống bao gồm việc mày mò với các hệ thống chuyển động phức tạp và thiết bị điện tử phức tạp, với việc sửa đổi phần sụn càng phức tạp hơn.

Điều đó vẫn không ngăn cản ngày càng nhiều người đam mê in 3D gan dạ mua máy in 3D cấp thấp và sửa đổi chúng cho phù hợp với các mẫu máy đắt tiền. Một trong những mod phổ biến nhất liên quan đến việc nâng cấp máy đùn Bowden cổ phiếu lên máy đùn truyền động trực tiếp.

Sẽ là công bằng nếu cho rằng bản thân việc nâng cấp đầu in sẽ đảm bảo đủ cải tiến để loại bỏ những rắc rối liên quan. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng tôi nói với bạn rằng việc nâng cấp đắt tiền này thường làm giảm chất lượng in?

Bối rối? Đọc tiếp để tìm hiểu lý do tại sao nâng cấp máy đùn không đơn giản như bạn tưởng.

Lầm tưởng: Máy đùn truyền động trực tiếp cải thiện chất lượng in

Ghé thăm bất kỳ diễn đàn in 3D nào, và bạn chắc chắn sẽ thấy các thành viên phàn nàn về chất lượng in kém ngay sau khi nâng cấp lên máy đùn truyền động trực tiếp. Bạn có thể quy một số trường hợp này là do các bộ phận nâng cấp bị lỗi và thực hành cài đặt không đúng, nhưng đây không phải là các sự cố riêng lẻ.

Trên thực tế, những người kỳ cựu trong lĩnh vực in 3D đều biết rằng hầu như không thể có máy in đắt tiền nào có thể sánh được với chất lượng in xuất sắc của máy in Creality Ender-3. Vì vậy, những gì đang xảy ra ở đây?

Nhưng trước tiên, chúng ta hãy lùi lại một bước để hiểu máy đùn truyền động trực tiếp là gì, chúng khác với máy đùn cổ phiếu như thế nào và tại sao chúng được coi là bản nâng cấp xứng đáng.

Máy đùn Bowden là gì?

Máy in 3D cấp thấp phổ biến, chẳng hạn như Ender-3, đi kèm với máy đùn Bowden. Thiết kế đầu in này tách biệt vật lý máy đùn (đẩy dây tóc vào đầu phun) khỏi cụm đầu nóng bao gồm bộ tản nhiệt, bộ ngắt nhiệt, khối gia nhiệt và đầu phun.

Những máy đùn này lấy tên từ ống Bowden (hoặc PTFE) dài hơn đáng kể nối máy đùn với cụm đầu nóng. Đây là một thiết kế tương đối đơn giản và tiết kiệm chi phí. Nhưng đường dẫn sợi dài hơn của máy đùn Bowden cũng khiến cho việc in các sợi mềm gần như không thể in được.

Về cơ bản, bạn đang cố gắng đẩy một sợi dây xuống một cái vòi tại thời điểm đó. Và đó là nơi máy đùn truyền động trực tiếp xuất hiện trong hình ảnh.

Điều gì làm cho máy đùn truyền động trực tiếp tốt hơn?

Thiết kế đầu in này kết hợp máy đùn và cụm đầu nóng thành một đơn vị duy nhất. Ý tưởng là giảm đường dẫn của dây tóc bằng cách đưa máy đùn càng gần vòi phun càng tốt. Làm như vậy sẽ rút ngắn đáng kể chiều dài của dây tóc cần được đẩy xuống ống PTFE. Điều đó cũng có nghĩa là một phần ngắn hơn của dây tóc cần phải đẩy vào vòi phun để tạo ra áp suất đùn.

Một đoạn ngắn hơn của dây tóc vốn đã cứng hơn và do đó ít có khả năng tụ lại và tắc nghẽn trên đường đến vòi phun. Điều này cho phép máy đùn truyền động trực tiếp in các sợi linh hoạt một cách dễ dàng, đồng thời giảm cài đặt khoảng cách rút cho các sợi thông thường. Một phần dây tóc ngắn hơn cũng dễ dàng kiểm soát hơn với độ chính xác, giúp giảm các vấn đề về dây rõ ràng trong các bản in 3D phức tạp.

Nhưng chúng có thực sự tốt hơn không?

Máy đùn truyền động trực tiếp thực sự làm cho việc in 3D với các sợi linh hoạt trở nên dễ dàng, nhưng hầu như mọi người vẫn phàn nàn về các vấn đề dải Z xấu xí sau khi nâng cấp từ Bowden lên máy đùn truyền động trực tiếp. Những dải xám này biểu hiện dưới dạng các dải xấu xí chạy dọc trên bề mặt in và có thể nhìn thấy dọc theo trục Z của máy in 3D.

Mức độ nghiêm trọng của dải có thể khác nhau giữa các máy in, nhưng nó hoàn toàn biểu hiện ở tất cả các máy đùn truyền động trực tiếp. Cá nhân tôi đã sử dụng năm máy đùn truyền động trực tiếp khác nhau, với mỗi máy đùn thể hiện vấn đề này ở các mức độ khác nhau.

Và không chỉ tôi và một số người ngoài ngành thống kê phải đối mặt với những vấn đề này.

Số 602 Wasteland

Các chủ sở hữu của máy in truyền động trực tiếp Prusa đã có một phen hú vía khi họ nhận ra rằng những chiếc máy đắt tiền của họ không thể sánh được với chất lượng in của những chiếc máy in Ender-3 rẻ hơn đáng kể. Những gì bắt đầu là một báo cáo lỗi trích dẫn sự ép đùn dây tóc không nhất quán, cuối cùng xuất hiện trong Vấn đề khét tiếng # 602.

Josef Prusa, chủ sở hữu và người sáng lập của Prusa Research, đã trả lời bằng cách huy động đội quân kỹ sư của mình để xem xét vấn đề, nhưng vấn đề vẫn chưa được giải quyết cho đến ngày nay. Có cả một cộng đồng Discord, được đặt tên là The 602 Wasteland, nơi những người đam mê máy in 3D không chỉ than thở và đùa cợt về hiện tượng chưa được giải quyết theo cách tương đương, mà một số thậm chí còn có một bước đột phá trong việc giải quyết vấn đề.

Nói tóm lại, người dùng nhất định phải phàn nàn về hiện tượng này một khi máy in 3D được trang bị máy đùn truyền động trực tiếp tiếp cận được cơ sở người dùng được cài đặt đủ lớn. Chủ sở hữu của máy in 3D tự làm Voron cực kỳ phổ biến (xem hướng dẫn dành cho người mới bắt đầu sử dụng Voron của chúng tôi) biết hiện tượng này là Sự cố số 6. Bạn sẽ thấy mọi người che giấu sự không nhất quán về sự đùn của câu chuyện bằng cách chụp ảnh dưới điều kiện ánh sáng thuận lợi, nhưng vấn đề có thể nhìn thấy rõ ràng khi các bản in 3D được chụp dưới ánh sáng từ trên cao.

Nguyên nhân nào gây ra các vấn đề đùn truyền động trực tiếp này?

Một khi bạn phát hiện ra các vấn đề lắp ráp và điều chỉnh không phù hợp, các lý thuyết hàng đầu cho việc ép đùn không nhất quán liên quan đến máy đùn truyền động trực tiếp sẽ chuyển sang bánh răng đùn “Truyền động kép” của Bondtech. Đây là những bánh răng trụ cắt thẳng giống hệt nhau được tìm thấy trong hầu hết mọi máy đùn truyền động trực tiếp được sử dụng trong các thiết kế máy in 3D phổ biến của Prusa và Voron.

In 3D YouTubers Design Prototype Test và MihaiDesigns đã thực hiện một công việc tuyệt vời trong việc thu hẹp vấn đề đối với bánh răng máy đùn của Bondtech và cuộc điều tra trước đây rất đáng để kiểm tra. Cả hai người dùng YouTube đều đề xuất sử dụng thiết kế bánh răng đùn xoắn ốc hoặc xương cá để loại bỏ vấn đề đùn không nhất quán.

Kể từ khi viết bài này, Bondtech hay bất kỳ nhà sản xuất máy đùn nào khác đều chưa đưa ra thị trường một thiết kế cải tiến.

Máy đùn Bowden miễn nhiễm với những vấn đề này như thế nào?

Bạn có nhớ lại cách chúng tôi đã loại bỏ máy đùn Bowden bằng cách minh họa cách thiết kế nguồn cấp dây tóc của họ tương đương với việc đẩy một sợi dây xuống ống không? Chà, có mức độ chùng đó và sự chậm trễ sau đó trong quá trình tích tụ áp suất vòi phun, là điều hoàn hảo để giải quyết những mâu thuẫn đùn phát sinh do thiết kế bánh răng đùn truyền động trực tiếp kém.

Những thiếu sót về thiết kế tương tự ngăn cản máy đùn Bowden có khoảng cách rút ngắn hơn — và khả năng kiểm soát áp suất vòi phun nhanh hơn, nhạy hơn — cũng có ích để ngăn các đồ tạo tác đùn không nhất quán từng xuất hiện trong các vật thể in 3D thực tế.

Ngắm nhìn bản in 3D sạch sẽ (và không có dải chữ Z trong đó) thu được từ máy in Ender-3 cổ phiếu của tôi được trang bị máy đùn Bowden, nếu bạn cảm thấy khó tin. Tôi đã sử dụng nửa tá máy đùn truyền động trực tiếp khác nhau kể từ đó mà không bao giờ có thể đạt được mức độ đồng nhất của máy đùn này.

Không có gì ngạc nhiên khi một số chủ sở hữu máy in 3D Voron vẫn thề và sử dụng máy đùn Bowden vì lý do này. Tuy nhiên, làm như vậy có một số lưu ý.

Bạn có nên “Nâng cấp” lên Máy đùn Bowden không?

Bạn chắc chắn không nên nếu bạn định in các sợi mềm, vốn hoàn toàn cần đường dẫn sợi ngắn hơn của máy đùn truyền động trực tiếp. Những người sở hữu máy in CoreXY nhanh cũng tốt hơn nên gắn bó với máy đùn truyền động trực tiếp của họ.

Điều này đặc biệt đúng nếu họ không muốn hy sinh tốc độ hoặc tính năng nâng cao áp suất. Máy đùn Bowden không thể thực hiện điều chỉnh áp suất đầu phun tiên tiến ở tốc độ in nhanh. Bạn hoàn toàn cần một máy đùn truyền động trực tiếp để in nhanh với tính năng ứng suất trước được kích hoạt.

Sự mâu thuẫn trong đùn liên quan đến máy đùn truyền động trực tiếp không phải là ngày tận thế. Ngay từ đầu, quá trình in phụ gia không được cho là sạch sẽ về mặt thẩm mỹ, vì vậy có thể chấp nhận được dải chữ Z nhỏ.

Tuy nhiên, nếu bạn đang gặp phải sự mâu thuẫn nghiêm trọng về sự đùn ép, tốt hơn hết bạn nên xem xét các nguyên nhân có thể xảy ra khác như điều chỉnh nhiệt của giường, liên kết trục Z và tốc độ dòng chảy của dây tóc.

Prusa XL’s Cycloidal Gear Extruder to the Rescue

Không phải tất cả mọi người đang nằm xuống vấn đề này. Prusa Research đã thực hiện những thay đổi cơ bản đối với thiết kế máy đùn mới được sử dụng trong máy in Prusa XL CoreXY sắp tới, như đã được thảo luận chi tiết trong phần sơ bộ của chúng tôi về Prusa XL. Nhiều người tin rằng thiết kế này có thể giải quyết Vấn đề # 602 tiếp tục gây ra các máy in truyền động trực tiếp Prusa hiện có.

Còn hơi sớm để chúng tôi hy vọng với Prusa XL, nhưng nó chắc chắn sẽ đánh bại việc tiếp tục sử dụng cùng một bánh răng máy đùn truyền động trực tiếp Bondtech bị nghi ngờ là nguyên nhân gây ra các vấn đề đùn nói trên.

Các vấn đề về máy đùn truyền động trực tiếp

Như chúng tôi đã khám phá, trong khi máy đùn truyền động trực tiếp làm cho việc in 3D với các sợi linh hoạt dễ dàng hơn nhiều, thì việc nâng cấp lên một sợi từ Bowden có thể dẫn đến các vấn đề về dải Z xấu xí.

Cá nhân tôi đã làm hài lòng với những mâu thuẫn nhỏ về đùn ép liên quan đến máy đùn truyền động trực tiếp để thu được những lợi ích của việc in các sợi mềm, không cần phải xâu chuỗi và có thể in thực sự nhanh chóng. Đó là một món hời công bằng.

Đọc tiếp

Thông tin về các Tác giả