Waarom zijn je 3D prints sponsachtig? Oorzaken en oplossingen

3D printen biedt eindeloze mogelijkheden om kunst en praktische voorwerpen te maken, maar met alles wat goed kan gaan, kan er ook veel misgaan. Een van die dingen is een sponsachtige en instabiele print. Maar waarom gebeurt dit eigenlijk?

Je 3D prints kunnen sponsachtig zijn door onder-extrusie of over-extrusie. Lage opvulpercentages en onjuiste instellingen van de eerste laag kunnen ook sponzige objecten veroorzaken omdat de buitenste fundering van de print niet stevig genoeg is om zijn vorm te behouden.

Dit artikel bespreekt de vier belangrijkste oorzaken van sponzige prints en hoe je de onderliggende problemen kunt oplossen. Aan het eind zul je in staat zijn om je instellingen opnieuw te configureren en je 3D-geprinte objecten voor eens en voor altijd te stollen.

1. Onder-Extrusie

Er is sprake van onderextrusie als een printer niet het filament extrudeert dat nodig is om een bepaalde print te maken.

Enkele factoren die ervoor zorgen dat een 3D printer te weinig filament uitdrukt zijn:

• Een verstopping veroorzaakt door lage temperaturen.
• Een verstopping die wordt veroorzaakt door ophoping van residu in het mondstuk.
• Verkeerde kalibratie en afdrukinstellingen.
• Problemen met de gloeidraad. 

Bovendien zal een verstopte, vuile spuitmond veel minder filament extruderen dan nodig is voor een stabiele en volledige print. Als je je printer niet schoonmaakt na een verstopping, kun je blijvende schade aan je 3D printer veroorzaken.

Hoe te repareren

Om onderextrusie te voorkomen, moet je je printer eerst instellen op de juiste temperatuur voor je filament. Enkele voorbeelden van goede temperaturen voor de populairste filamenten zijn:

• PLA: 356°F (180°C).
• ABS: 464°F (240°C).
• Nylon: 464°F (242°C).

Hoewel deze niet per se vaststaan, is het belangrijk om je printer in te stellen op een temperatuur die hoog genoeg is om het filament te smelten en succesvol te extruderen.

Je kunt ook de snelheid van de ventilatoren voor de koeling van het bouwoppervlak van je printer verlagen om te voorkomen dat externe temperaturen de temperatuur van de extruder beïnvloeden.

Om opeenhoping van residu te voorkomen, moet je het mondstuk regelmatig schoonmaken met een staalborstel, aceton of warm zeepwater. Een snelle schrobbeurt maakt het mondstuk goed schoon zonder het te beschadigen.

Tot slot kunnen problemen met de integriteit van het filament de print schaden. Een vochtig filament kan bijvoorbeeld indirect onderextrusie veroorzaken. Als je filament in een luchtdichte verpakking bewaart of in de oven droogt als het vochtig is geworden, kun je dit voorkomen.

2. Overmatige uitdrijving

Over-extrusie is precies het tegenovergestelde van onder-extrusie. Het treedt op wanneer de spuitmond meer filament extrudeert dan nodig is, wat ook verstoppingen in de spuitmond kan veroorzaken, wat resulteert in bobbelige, draderige afdrukken en slechte details.

Als overmatige uitdrijving geen vastzitten veroorzaakt, kan het wel het volgende tot gevolg hebben:

• Ernstig kromtrekken
• Snoeren en blobs
• Brede lagen die niet veel definitie of detail hebben
• Sponsachtig
• Olifantenvoet

Hoe te repareren

Problemen met overmatige uitdrijving oplossen:

• Verlaag de hoogte van je spuitmond zodat deze kleiner is dan de diameter van de spuitmond. De hoogte van de laag bepaalt hoeveel filament er per laag nodig is en als je dit verlaagt, zal de overloop van filament uit de spuitmond verdwijnen.
• Zet het koelsysteem van de printer aan. Printers hebben ingebouwde ventilatoren die de print afkoelen terwijl de spuitmond filament extrudeert. Als je deze ventilatoren inschakelt, kan het filament afkoelen en langzamer stromen, waardoor het gelijkmatiger wordt en minder snel verstopt raakt.
• Controleer je printtemperatuur. Het materiaal kan te veel uitzetten als de printertemperatuur te hoog is voor een filament. Controleer de aanbevolen printtemperaturen van je filament als je deze instelling aanpast.

Je kunt ook je ventilatoren schoonmaken met perslucht om ervoor te zorgen dat je koelsysteem goed werkt.

3. Je invulpercentage is te laag

Infillpercentages bepalen hoe dicht de print zal zijn. Een laag opvulpercentage is een enkeltje naar een breekbaar 3D-geprint object.

De relatie tussen de buitenste lagen en de vulling is ook essentieel voor het behoud van een stevige afdruk, en als deze niet genoeg overlappen, vallen ze uit elkaar.

De binnenkant van je voorwerp is bijzonder kwetsbaar als de afdruk hol is aan de binnenkant, omdat er niets is om de buitenste lagen van de afdruk te verstevigen. Er is dus een grotere kans dat er gaten ontstaan tussen de lagen zonder voldoende opvulling.

Hoe te repareren

De oplossing is eenvoudig: verhoog het invulpercentage. Een verhoging van 10 tot 15% zal de print sterker maken. Maar zoals met alle 3D printen is experimenteren van vitaal belang; zoek uit wat voor jou het beste werkt en blijf daarbij.

Je moet ook het overlappingspercentage van de vulling verhogen als je het percentage van de vulling aanpast. Het verbinden van je invulling met je print versterkt de buitenwanden en zorgt ervoor dat het object kracht kan weerstaan zonder af te brokkelen.

Iets om rekening mee te houden bij invullingen zijn invulpatronen. Bepaalde patronen zijn inherent dichter dan andere. Driehoekige vulling is bijvoorbeeld het meest robuuste invulpatroon. Andere invulpatronen zijn:

• Rechtlijnig
• Honingraat
• Concentrisch
• Rooster
• Kubisch
• Gyroïde

Lees hier meer over de verschillende invulpatronen en hun unieke kwaliteiten.

4. Onjuiste instellingen voor laaghoogte

Je laaginstellingen bepalen hoe dik en dicht de buitenste “muren” van je afdruk zullen zijn. Als de instellingen voor de bovenste of onderste laag niet geschikt zijn voor wat de afdruk nodig heeft om zijn vorm te behouden, zal hij in het midden doorzakken en meer zacht en sponsachtig zijn dan stevig.

Houd in gedachten dat de laaghoogte niet alleen de structurele waarde van een afdruk bepaalt, maar ook de esthetische waarde.

• Een lagere laaghoogte werkt beter voor meer ingewikkelde gedetailleerde afdrukken. Het creëert een vloeiendere overgang tussen lagen, waardoor de merkbare stappen die een hogere laaghoogte kan hebben, worden vermeden.
• Een hogere laaghoogte is een snellere, materiaalzuinigere manier van printen, maar je loopt het risico om merkbare stappen in de print te maken, waardoor deze esthetisch minder mooi wordt.

Hoe te repareren

Welke 3D printsoftware je ook gebruikt, met je printer of je snijplotter kun je de dikte van de bovenste en onderste lagen aanpassen.

Hoe dikker de laag, hoe steviger de afdruk. Als de laagdikte echter te groot is, kun je problemen krijgen zoals over-extrusie, kromtrekken of blobbing.

Over het algemeen is de beste laagdikte de diameter van je spuitmond gedeeld door twee. Je kunt een millimeter of twee naar boven of naar beneden gaan, maar het is het beste om dicht bij de diameter van de spuitmond te blijven.

Als je bijvoorbeeld een standaard spuitmond van 0,4 mm gebruikt, ligt de beste laaghoogte tussen 0,2 mm en 0,3 mm.

Naast het aanpassen van de dikte van de lagen, kun je ook bepalen hoeveel lagen er moeten zijn. Dit instellen op twee tot vier lagen aan de onderkant en zes aan de bovenkant is over het algemeen voldoende om een sponsachtige 3D print te voorkomen.

Onthoud dat een dikkere laag weliswaar steviger is, maar niet per se beter. Dikkere lagen vallen meer op en verbreken de naadloze illusie die 3D prints meestal hebben. Te dikke lagen gaan ook sneller uit elkaar dan dunnere lagen.

Conclusie

3D print enthousiastelingen, nieuw en ervaren, vrezen een sponsachtige print. De oorzaken van een sponsachtige 3D print zijn meestal het gevolg van extrusieproblemen of structurele problemen. Dus als je 3D prints er zacht en sponsachtig uitzien, controleer dan je printtemperatuur, laaghoogte en invulpercentage.