Die meisten 3D-Drucker-Benutzer haben irgendwann einmal Probleme mit Z-Banding oder Rippenbildung gehabt, so auch ich. Ich habe mich gefragt, wie man dieses Z-Banding-Problem beheben kann und ob es einfache Lösungen gibt.

Der beste Weg, um Z-Banding in Ihrem 3D-Drucker zu beheben, besteht darin, die Z-Achsenstange auszutauschen, wenn sie nicht gerade ist, eine konstante Betttemperatur mit PID zu ermöglichen und Schichthöhen zu verwenden, die verhindern, dass Ihr 3D-Drucker Mikroschritte verwendet. Ein fehlerhafter Schrittmotor kann ebenfalls Z-Banding verursachen, also identifizieren Sie die Hauptursache und handeln Sie entsprechend.

Diese Korrekturen sind relativ einfach durchzuführen, aber lesen Sie weiter, um weitere wichtige Informationen zu erhalten. Ich gebe Ihnen eine detaillierte Beschreibung, wie Sie diese Korrekturen durchführen, worauf Sie achten müssen und weitere Tipps zur Behebung von Z-Banding-Problemen.

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Was ist Z-Banding im 3D-Druck?

Viele Probleme im 3D-Druck werden treffend nach ihrem Aussehen benannt, so auch das Z-Banding! Z-Banding ist ein Phänomen schlechter 3D-Druckqualität, das sich in Form einer Reihe von horizontalen Streifen entlang eines gedruckten Objekts äußert.

Es ist ziemlich einfach herauszufinden, ob Sie Bänder haben, indem Sie sich Ihren Druck ansehen, wobei einige viel schlimmer sind als andere. Wenn Sie sich das Bild unten ansehen, können Sie deutlich die dicken Linien mit Dellen erkennen, die wie echte Bänder auf dem Druck aussehen.

In einigen Fällen kann dies bei manchen Drucken ein cooler Effekt sein, aber in den meisten Fällen wollen wir kein Z-Banding in unseren Objekten. Es sieht nicht nur starr und ungenau aus, sondern führt auch dazu, dass unsere Drucke eine schwache Struktur haben, neben anderen Nachteilen.

Wir können feststellen, dass Bänderbildung nicht ideal ist, also sollten wir untersuchen, was die Ursache für Bänderbildung ist. Die Kenntnis der Ursachen wird uns helfen, die besten Möglichkeiten zu finden, um sie zu beheben und sie in Zukunft zu verhindern.

Wodurch werden Z-Bänder in Ihren Drucken verursacht?

Wenn ein 3D-Drucker-Benutzer mit Z-Banding konfrontiert wird, liegt das in der Regel an ein paar Hauptproblemen:

• Schlechte Ausrichtung in der Z-Achse
• Microstepping im Schrittmotor
• Schwankungen der Druckbetttemperatur
• Instabile Stangen der Z-Achse

Im nächsten Abschnitt werden wir auf jedes dieser Probleme eingehen und versuchen, die Ursachen mit ein paar Lösungen zu beheben.

Wie repariert man Z-Banding?

Vielleicht haben Sie schon einiges ausprobiert, um das Z-Banding zu beheben, aber es funktioniert einfach nicht. Oder Sie haben es vor kurzem entdeckt und suchen nach einer Lösung. Aus welchem Grund auch immer Sie hierher gekommen sind, dieser Abschnitt wird Ihnen hoffentlich eine Anleitung geben, um das Z-Banding ein für alle Mal zu beheben.

Die beste Methode zur Behebung von Z-Banding ist:

1. Korrekte Ausrichtung der Z-Achse
2. Halbe oder ganze Stufenhöhen verwenden
3. Ermöglicht eine konstante Betttemperatur
4. Stabilisierung der Z-Achsen-Stangen
5. Stabilisierung von Lagern und Schienen in anderen Achsen/Druckbett

Als Erstes sollten Sie prüfen, ob die Bänderung gleichmäßig oder versetzt ist.

Je nach der genauen Ursache gibt es verschiedene Lösungen, die Sie zuerst ausprobieren sollten.

Wenn zum Beispiel die Hauptursache ein Wackeln des 3D-Druckers oder eine ungleichmäßige Bewegung der Stäbe ist, wird Ihre Banderole auf eine bestimmte Weise aussehen.

Wenn Sie Z-Bänder haben, die meist nur auf einer Seite zu sehen sind, bedeutet dies, dass die Schicht auf der gegenüberliegenden Seite versetzt/gedrückt werden sollte.

Wenn die Ursache für die Z-Bänderung mit der Schichthöhe oder der Temperatur zusammenhängt, ist es wahrscheinlicher, dass Sie eine durchgängig einheitliche und gleiche Bänderung erhalten.

In diesem Fall sind die Schichten im Vergleich zu einer anderen Schicht in allen Richtungen breiter.

1. korrekte Ausrichtung der Z-Achse

Das obige Video zeigt einen Fall einer schlechten Z-Träger-Halterung, die die Messingmutter hält. Wenn diese Halterung schlecht hergestellt ist, ist sie möglicherweise nicht so rechtwinklig, wie Sie sie brauchen, was zu Z-Banding führt.

Außerdem sollten die Schrauben der Messingmutter nicht ganz fest angezogen werden.

Wenn Sie einen anderen Drucker haben, können Sie sich eine einstellbare Z-Stepperhalterung für Ihren Drucker von Thingiverse ausdrucken.

Eine flexible Kupplung eignet sich auch gut, um die Ausrichtung zu verbessern und hoffentlich das Z-Banding zu beseitigen, das bei Ihnen auftritt. Wenn Sie nach qualitativ hochwertigen flexiblen Kupplungen suchen, sollten Sie sich für die YOTINO 5 Pcs Flexible Couplings 5mm bis 8mm entscheiden.

Sie passen zu einer Vielzahl von 3D-Druckern, von Creality CR-10 über Makerbots bis hin zu Prusa i3s. Sie sind aus einer Aluminiumlegierung gefertigt und zeichnen sich durch eine hohe Verarbeitungsqualität aus, um die Belastung zwischen Motor und Antriebsteilen zu vermeiden.

2. halbe oder ganze Stufenhöhen verwenden

Wenn Sie die falschen Schichthöhen in Bezug auf die Z-Achse Ihres 3D-Druckers wählen, kann dies zu Streifenbildung führen.

Es ist wahrscheinlicher, dass er auftritt, wenn Sie mit kleineren Schichten drucken, da der Fehler ausgeprägter ist und dünne Schichten eine ziemlich glatte Oberfläche ergeben sollten.

Falsche Microstepping-Werte können die Behebung dieses Problems erschweren, aber zum Glück gibt es eine einfache Möglichkeit, dieses Problem zu umgehen.

Wenn man die Bewegungspräzision der von uns verwendeten Motoren vergleicht, bewegen sie sich in "Schritten" und Umdrehungen. Diese Umdrehungen haben bestimmte Werte, wie viel sie sich bewegen, so dass ein voller oder halber Schritt eine bestimmte Anzahl von Millimetern bewegt.

Wenn wir uns mit noch kleineren und präziseren Werten bewegen wollen, muss der Schrittmotor Microstepping verwenden. Der Nachteil des Microsteppings ist jedoch, dass die Bewegungen nicht so präzise sind, wie wir sie haben wollen.

Es ist einfach zu vermeiden, dass Ihr Extruder Mikroschritte verwenden muss, indem Sie entweder die vollen oder halben Schrittwerte für Ihren 3D-Drucker verwenden, die sich auf die Schichthöhen beziehen.

In einem kürzlich erschienenen Beitrag habe ich einen Abschnitt über Microstepping/Schichthöhen und die damit verbundene Möglichkeit, eine bessere Druckqualität zu erzielen, veröffentlicht.

Bei einem Ender 3 Pro 3D-Drucker oder einem Ender 3 V2 zum Beispiel haben Sie einen vollen Schrittwert von 0,04 mm. Sie nutzen diesen Wert, indem Sie nur in Schichthöhen drucken, die durch 0,04 teilbar sind, also 0,2 mm, 0,16 mm, 0,12 mm usw. Diese Zahlen werden als "magische Zahlen" bezeichnet.

Diese Werte für die Schichthöhen bei voller Schrittweite bedeuten, dass Sie nicht in den Mikroschrittbetrieb wechseln müssen, der zu ungleichmäßigen Bewegungen auf der Z-Achse führen kann. Sie können diese spezifischen Schichthöhen in Ihren Slicer eingeben, egal ob Sie etwas wie Cura oder PrusaSlicer verwenden.

3. eine konstante Betttemperatur zu ermöglichen

Eine schwankende Betttemperatur kann Z-Banding verursachen. Versuchen Sie, auf Klebeband oder mit Klebstoffen und ohne beheiztes Bett zu drucken, um zu sehen, ob Sie immer noch Z-Banding auf Ihren Drucken feststellen. Wenn dies das Problem löst, dann ist es wahrscheinlich ein Problem mit Temperaturschwankungen.

Die beiden Arten der Bettheizung werden als Bang-Bang-Bettheizung oder PID-Bettheizung bezeichnet. Bei der Bang-Bang-Bettheizung erreicht Ihr 3D-Drucker die eingestellte Betttemperatur und hört auf zu heizen, woraufhin er abkühlt.

Das Bett erreicht dann einen bestimmten Punkt unterhalb der eingestellten Betttemperatur und schaltet sich dann wieder ein, um die eingestellte Temperatur zu erreichen. Bang-Bang, das bedeutet, dass jede dieser Temperaturen mehrmals erreicht wird.

Dies kann dazu führen, dass sich das beheizte Bett ausdehnt und zusammenzieht, und zwar auf einem Niveau, das gerade hoch genug ist, um Unstimmigkeiten im Druck zu verursachen.

PID (Proportional, Integral, Differential) ist eine Schleifenbefehlsfunktion in der Marlin-Firmware zur automatischen Abstimmung und Regulierung der Betttemperaturen in einem bestimmten Bereich und zur Unterbindung großer Temperaturschwankungen.

Dieses ältere Video von Tom Sanladerer erklärt es ziemlich gut.

Schalten Sie PID ein und stellen Sie es ein. Bei der Verwendung des M303-Befehls kann es zu Verwechslungen zwischen der Extruderheizung und der Bettheizung kommen. PID kann eine gute, gleichmäßige Temperatur des Bettes während des gesamten Druckvorgangs gewährleisten.

Die Heizzyklen des Bettes schalten sich vollständig ein und kühlen dann ab, bevor sie wieder anlaufen, um die eingestellte Gesamttemperatur des Bettes zu erreichen. Dies ist auch als "Bang-Bang"-Bettheizung bekannt, die auftritt, wenn PID nicht definiert ist.

Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie einige Zeilen in der Datei configuration.h der Marlin-Firmware anpassen:

#define PIDTEMPBED

// ... Nächster Abschnitt unten ...

//#define BED_LIMIT_SWITCHING

Das Folgende funktioniert bei einem Anet A8:

M304 P97.1 I1.41 D800 ; Einstellung der Bett-PID-Werte

M500 ; Speichern im EEPROM

Diese Funktion ist nicht standardmäßig aktiviert, da einige 3D-Drucker nicht mit der schnellen Umschaltung zurechtkommen. Vergewissern Sie sich vorher, dass Ihr 3D-Drucker PID-fähig ist. Die Funktion ist automatisch für Ihr Heizelement aktiviert.

4. die Stäbe der Z-Achse stabilisieren

Wenn die Hauptwelle nicht gerade ist, kann es zu einem Taumeln kommen, das zu einer schlechten Druckqualität führt. Das Lager am oberen Ende jeder Gewindestange trägt zum Banding bei, es kann also eine Reihe von Ursachen sein, die sich addieren, um das Banding so schlimm zu machen, wie es ist.

Sobald Sie die Ursachen für die Streifenbildung erkannt und behoben haben, sollten Sie in der Lage sein, diese negative Eigenschaft Ihrer Drucke zu beseitigen.

Eine Überprüfung der Lager der Z-Stangen ist eine gute Idee. Es gibt Stangen, die gerader sind als andere, aber keine von ihnen ist perfekt gerade.

Wenn Sie sich ansehen, wie diese Stäbe auf Ihrem 3D-Drucker eingestellt sind, kann es sein, dass sie nicht gerade sind, wodurch die Z-Achse leicht verschoben wird.

Wenn Ihr 3D-Drucker in Lagern eingespannt ist, kann er außermittig sein, da das Loch, durch das die Stange passt, nicht die perfekte Größe hat, was eine zusätzliche unnötige Bewegung von einer Seite zur anderen ermöglicht.

Diese seitlichen Bewegungen führen dazu, dass Ihre Schichten nicht mehr richtig ausgerichtet sind, was zu den bekannten Z-Bändern führt.

Die Ursache ist eine schlechte Ausrichtung der Kunststoffbuchsen am Extruderschlitten, was zu Vibrationen und ungleichmäßigen Bewegungen während des Druckvorgangs führt.

Aus diesem Grund sollten Sie die unwirksamen Schienen und Linearlager durch gehärtete Schienen und hochwertige Lager ersetzen. Wenn Sie einen Extruderschlitten aus Kunststoff haben, sollten Sie vielleicht sogar einen aus Metall verwenden.

Wenn Sie zwei Gewindestangen haben, versuchen Sie, eine der Stangen mit der Hand leicht zu drehen, um zu sehen, ob beide synchronisiert sind.

Wenn die Z-Mutter auf einer Seite höher liegt, versuchen Sie, jede der 4 Schrauben etwas zu lockern, um einen gleichmäßigen Winkel auf jeder Seite zu erreichen, damit die Bewegungen nicht unausgewogen sind.

5. stabilisieren Sie die Lager & Schienen in der anderen Achse/Druckbett

Die Lager und Schienen in der Y-Achse können ebenfalls zum Z-Banding beitragen, daher sollten diese Teile unbedingt überprüft werden.

Es ist eine gute Idee, einen Wackeltest zu machen: Nehmen Sie das Hotend Ihres Druckers und versuchen Sie, es zu wackeln, um zu sehen, wie viel Bewegung/Spielraum es gibt.

Die meisten Dinge werden sich ein wenig bewegen, aber Sie suchen direkt nach einer großen Menge an Lockerheit in den Teilen.

Führen Sie den gleichen Test auch an Ihrem Druckbett durch und korrigieren Sie eventuelle Lagerspannungen, indem Sie die Lager besser ausrichten.

Für den Lulzbot Taz 4/5 3D-Drucker z.B. soll diese Anti Wobble Z Nut Mount geringfügiges Z-Banding oder Wobbeln verhindern.

Es erfordert kein Firmware-Update oder ähnliches, sondern nur ein 3D-gedrucktes Teil und eine Reihe von Materialien, die daran befestigt werden können (beschrieben auf der Thingiverse-Seite).

Je nach Konstruktion Ihres 3D-Druckers ist die Wahrscheinlichkeit von Z-Banding größer. Wenn die Z-Achse mit glatten Stangen und Gewindestangen gesichert ist, die an einem Ende mit Lagern versehen sind, die sie nach oben und unten bewegen, wird dieses Problem nicht auftreten.

Viele 3D-Drucker verwenden eine Kombination aus einer Gewindestange, die mit den Wellen des Z-Schrittmotors verbunden ist, um diesen durch die interne Befestigung in Position zu halten. Wenn Sie einen Drucker mit einer Plattform haben, die von der Z-Achse getragen wird, kann es durch das Wackeln der Plattform zu Banding kommen.

Andere Lösungen zur Behebung von Z-Banding in 3D-Drucken

• Versuchen Sie, etwas Wellpappe unter Ihr Wärmebett zu legen.
• Bringen Sie die Klammern, die Ihr Bett fixieren, direkt an der Kante an.
• Stellen Sie sicher, dass keine Zugluft Ihren 3D-Drucker beeinträchtigt.
• Schrauben Sie alle losen Bolzen und Schrauben in Ihrem 3D-Drucker fest
• Vergewissern Sie sich, dass sich Ihre Räder ausreichend frei bewegen können.
• Entkoppeln Sie Ihre Gewindestangen von glatten Stangen
• Versuchen Sie eine andere Filamentmarke
• Versuchen Sie, die Mindestzeit für eine Schicht bei Kühlungsproblemen zu erhöhen
• Fetten Sie Ihren 3D-Drucker für reibungslosere Bewegungen

Es gibt viele Lösungen, die man ausprobieren kann, was im 3D-Druck üblich ist, aber hoffentlich funktioniert eine der Hauptlösungen für Sie. Wenn nicht, erstellen Sie eine Liste von Prüfungen und Lösungen, um zu sehen, ob eine davon für Sie funktioniert!

Bester Z-Banding-Test

Der beste Test für Z-Banding ist das Modell des Z-Wobble-Teststücks von Thingiverse. Es ist ein vertikaler Zylinder, den Sie in 3D drucken können, um zu sehen, ob Sie tatsächlich Z-Banding erleben oder nicht.

Ein Benutzer stellte fest, dass sein Ender 5 wirklich schlechte horizontale Linien hatte, also druckte er dieses Modell in 3D und es kam schlecht heraus.

Nach einer Reihe von Reparaturen, wie z. B. dem Zerlegen der Z-Achse, dem Reinigen und Schmieren, dem Überprüfen der Bewegungsabläufe und dem Neuausrichten der Lager und POM-Muttern, kam das Modell schließlich ohne die Bänder heraus.

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Ich hoffe, dieser Artikel hilft Ihnen weiter. Viel Spaß beim Drucken!