La maggior parte degli utenti di stampanti 3D ha riscontrato problemi di Z banding o ribbing a un certo punto del loro percorso di stampa 3D, come me. Mi sono chiesto, tuttavia, come possiamo risolvere questo problema di Z banding e se esistono soluzioni semplici?

Il modo migliore per risolvere il banding Z nella stampante 3D è sostituire l'asta dell'asse Z se non è dritta, attivare una temperatura costante del letto con PID e utilizzare altezze di layer che evitino il microstepping della stampante 3D. Anche un motore passo-passo difettoso può causare il banding Z, quindi identificare la causa principale e agire di conseguenza.

Queste correzioni sono abbastanza facili da eseguire, ma continuate a leggere per ulteriori informazioni chiave. Vi fornirò una descrizione dettagliata su come eseguirle, oltre a cosa fare attenzione e ad altri suggerimenti per risolvere i problemi di Z banding.

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Che cos'è la banda Z nella stampa 3D?

Molti problemi della stampa 3D prendono il nome dal loro aspetto, e il banding non è da meno! Il banding Z è un fenomeno di cattiva qualità della stampa 3D, che assume l'aspetto di una serie di bande orizzontali lungo un oggetto stampato.

È abbastanza facile capire se si è in presenza di banding semplicemente osservando la stampa, alcune delle quali sono molto peggiori di altre. Se si osserva l'immagine qui sotto, si possono notare chiaramente le linee spesse con le ammaccature che sembrano vere e proprie bande sulla stampa.

In alcuni casi può sembrare un effetto gradevole in alcune stampe, ma nella maggior parte dei casi non vogliamo il banding Z nei nostri oggetti: non solo ha un aspetto rigido e impreciso, ma provoca anche una struttura debole, oltre ad altri aspetti negativi.

Poiché il banding non è una situazione ideale, cerchiamo di capire quali sono le cause del banding: conoscerne le cause ci aiuterà a determinare il modo migliore per risolverlo ed evitare che si ripeta in futuro.

Cosa causa la banda Z nelle stampe?

Quando un utente di una stampante 3D sperimenta il banding Z, di solito è dovuto ad alcuni problemi principali:

• Allineamento errato sull'asse Z
• Microstepping nel motore passo-passo
• Fluttuazioni della temperatura del letto della stampante
• Aste dell'asse Z instabili

La prossima sezione analizzerà ciascuno di questi problemi e cercherà di risolvere le cause con alcune soluzioni.

Come si risolve la fascia Z?

Potreste aver provato diverse cose per risolvere il problema delle bande Z, ma non funzionano. Oppure lo avete scoperto di recente e siete alla ricerca di una soluzione. Per qualsiasi motivo siate venuti qui, questa sezione vi fornirà le indicazioni per risolvere il problema delle bande Z una volta per tutte.

Il modo migliore per risolvere il problema delle bande Z è quello di:

1. Allineare correttamente l'asse Z
2. Utilizzare altezze di strato a metà o a passo intero
3. Consente di ottenere una temperatura costante del letto
4. Stabilizzare le aste dell'asse Z
5. Stabilizzare i cuscinetti e le guide in altri assi/ letto di stampa

La prima cosa da verificare è se la fascia è uniforme o sfalsata.

A seconda della causa esatta, ci saranno diverse soluzioni da provare per prima cosa.

Ad esempio, se la causa principale è un'oscillazione della stampante 3D o un movimento irregolare delle aste, il banding avrà un certo aspetto.

In questo caso, il banding è dovuto al fatto che ogni strato si sposta leggermente in una determinata direzione. Se il banding Z si presenta per lo più su un solo lato, significa che lo strato deve essere sfalsato/depresso sul lato opposto.

Quando la causa della banda Z è legata all'altezza degli strati o alla temperatura, è più probabile che si ottenga una banda uniforme e omogenea.

In questo caso, gli strati sono più larghi in tutte le direzioni rispetto a un altro strato.

1. Allineare correttamente l'asse Z

Il video qui sopra mostra un caso di staffa del carrello a Z di scarsa qualità che sostiene il dado in ottone. Se questa staffa è stata fabbricata male, potrebbe non essere quadrata come è necessario, con conseguente formazione di bande a Z.

Inoltre, le viti del dado in ottone non devono essere serrate completamente.

Stampare un supporto per stepper Z regolabile Ender 3 da Thingiverse può essere di grande aiuto. Se si dispone di una stampante diversa, è possibile cercare il supporto per stepper specifico per la propria stampante.

Un accoppiatore flessibile funziona bene anche per mettere in ordine l'allineamento, sperando di eliminare il banding Z. Se cercate degli accoppiatori flessibili di alta qualità, scegliete YOTINO 5 Pcs Flexible Couplings 5mm to 8mm.

Si adattano a un'ampia gamma di stampanti 3D, da Creality CR-10 a Makerbot a Prusa i3. Sono realizzati in lega di alluminio con grande maestria e qualità per eliminare le sollecitazioni tra il motore e le parti di trasmissione.

2. Utilizzare altezze di strato a metà o a passo intero

Se si scelgono altezze di layer non corrette, rispetto all'asse Z della stampante 3D, si può causare il banding.

È più probabile che si manifesti quando si stampa con strati più piccoli, poiché l'errore è più pronunciato e gli strati sottili dovrebbero produrre superfici piuttosto lisce.

La presenza di valori di microstepping errati può rendere più difficile la risoluzione di questo problema, ma fortunatamente esiste un modo semplice per aggirare il problema.

Se si confronta la precisione di movimento dei motori che utilizziamo, questi si muovono in "passi" e rotazioni. Queste rotazioni hanno valori specifici di quanto si muovono, quindi un passo completo o mezzo passo si muove di un certo numero di millimetri.

Se vogliamo muoverci a valori ancora più piccoli e precisi, il motore passo-passo deve utilizzare il microstepping. Lo svantaggio del microstepping, però, è che i movimenti non sono così precisi come vorremmo.

È facile evitare che l'estrusore debba utilizzare il microstepping utilizzando i valori di full o half-step della stampante 3D, in relazione all'altezza degli strati.

Ho pubblicato un post recente che contiene una sezione dedicata al microstepping/altezze di strato e alla sua capacità di fornire stampe di qualità migliore.

In pratica, con una stampante 3D Ender 3 Pro o Ender 3 V2, ad esempio, si dispone di un valore di passo completo di 0,04 mm. Il modo in cui si utilizza questo valore è stampare solo con altezze di strato divisibili per 0,04, quindi 0,2 mm, 0,16 mm, 0,12 mm e così via. Questi sono noti come "numeri magici".

Questi valori di altezza del layer a passo pieno consentono di non dover ricorrere al microstepping, che può dare origine a movimenti non uniformi sull'asse Z. È possibile inserire queste altezze specifiche del layer nello slicer, sia che si utilizzi Cura o PrusaSlicer.

3. Consentire una temperatura costante del letto

La temperatura fluttuante del letto può causare la formazione di bande Z. Provate a stampare su nastro adesivo o con adesivi e senza letto riscaldato per vedere se si verifica ancora la formazione di bande Z sulle stampe. Se questo risolve il problema, probabilmente si tratta di un problema di fluttuazioni di temperatura.

I due tipi di processi di riscaldamento del letto sono chiamati riscaldamento del letto Bang-Bang o riscaldamento del letto PID. Il riscaldamento del letto Bang-Bang avviene quando la stampante 3D raggiunge la temperatura del letto impostata e interrompe il riscaldamento, provocando il raffreddamento.

Il letto raggiunge un certo punto al di sotto della temperatura impostata e poi riprende a funzionare per raggiungere la temperatura impostata. Bang-Bang, riferito al raggiungimento di ciascuna di queste temperature più volte.

In questo modo il letto riscaldato si espande e si contrae, a un livello sufficientemente alto da causare incongruenze di stampa.

PID (Proporzionale, Integrale, Differenziale) è una funzione di comando ad anello del firmware Marlin che consente di autotarare e regolare le temperature del letto in un intervallo specifico e di arrestare le ampie fluttuazioni di temperatura.

Questo vecchio video di Tom Sanladerer lo spiega abbastanza bene.

Attivare il PID e metterlo a punto. Quando si utilizza il comando M303 si può creare confusione nell'identificare il riscaldatore dell'estrusore rispetto al riscaldatore del letto. Il PID può mantenere una temperatura buona e costante del letto per tutta la durata della stampa.

I cicli di riscaldamento del letto si attivano completamente, quindi si raffreddano prima di ripartire per raggiungere la temperatura complessiva del letto impostata. Questo è noto anche come riscaldamento del letto bang-bang, che si verifica quando il PID non è definito.

Per risolvere questo problema, è necessario modificare alcune righe del file configuration.h del firmware Marlin:

#define PIDTEMPBED

// ... La prossima sezione in basso ...

//#define BED_LIMIT_SWITCHING

Quanto segue funziona per un Anet A8:

M304 P97.1 I1.41 D800 ; Impostazione dei valori PID del letto

M500 ; Memorizzare in EEPROM

Questa funzione non è attiva per impostazione predefinita perché alcuni progetti di stampanti 3D non funzionano bene con la commutazione rapida che si verifica. Prima di eseguire questa operazione, accertarsi che la stampante 3D sia in grado di utilizzare il PID. È automaticamente attiva per il riscaldatore dell'hotend.

4. Stabilizzare le aste dell'asse Z

Se l'albero principale non è dritto, può causare un'oscillazione che si traduce in una cattiva qualità di stampa. Il cuscinetto all'estremità superiore di ogni barra filettata contribuisce al banding, quindi può essere una serie di cause che si sommano per rendere il banding così grave.

Una volta identificate e risolte le cause del banding, si dovrebbe essere in grado di eliminare questa qualità negativa dalle stampe.

Un controllo dei cuscinetti sulle aste Z è una buona idea. Ci sono aste più dritte di altre, ma nessuna è perfettamente dritta.

Se si osserva come queste aste sono impostate sulla stampante 3D, è possibile che non siano dritte, il che comporta una leggera deviazione dell'asse Z.

Se la stampante 3D è bloccata su cuscinetti, può risultare decentrata poiché il foro in cui passa l'asta non è di dimensioni perfette, consentendo un ulteriore movimento laterale non necessario.

Questi movimenti laterali causano un disallineamento degli strati, con la conseguente formazione della banda Z che conosciamo bene.

Causato da un cattivo allineamento delle boccole di plastica sul carrello dell'estrusore, che aumenta la presenza di vibrazioni e movimenti irregolari durante il processo di stampa.

Per questo motivo, si consiglia di sostituire le guide inefficaci e i cuscinetti lineari con guide temprate e cuscinetti di alta qualità. Si potrebbe anche optare per un carrello estrusore in metallo se si dispone di uno in plastica.

Se si dispone di due aste filettate, provare a ruotare leggermente una delle aste a mano e vedere se sono entrambe sincronizzate.

Se il dado Z è più alto su un lato, provare ad allentare leggermente ciascuna delle 4 viti. In pratica, cercare di ottenere un angolo uguale su ciascun lato, in modo che i movimenti non siano sbilanciati.

5. Stabilizzare i cuscinetti & le guide nell'altro asse/letto di stampa

Anche i cuscinetti e le guide dell'asse Y possono contribuire alla formazione di bande Z, quindi è bene controllare questi componenti.

È una buona idea fare una prova di movimento. Prendete l'hotend della vostra stampante e provate a muoverlo per vedere quanto si muove o si lascia libero.

La maggior parte delle cose si muoverà un po', ma si cerca direttamente una grande quantità di allentamento nelle parti.

Eseguite lo stesso test sul letto di stampa e correggete eventuali allentamenti spessorando i cuscinetti per ottenere un migliore allineamento.

Ad esempio, per la stampante 3D Lulzbot Taz 4/5, questo supporto Anti Wobble Z Nut ha lo scopo di eliminare le bande Z minori o le oscillazioni.

Non richiede un aggiornamento del firmware o altro, ma solo una parte stampata in 3D e un set di materiali che la collegano (descritti nella pagina di Thingiverse).

A seconda del progetto della stampante 3D, è più probabile che si verifichi il banding Z. Quando l'asse Z è fissato con aste lisce e aste filettate con cuscinetti su un'estremità che lo muovono verso l'alto e verso il basso, non si verifica questo problema.

Molte stampanti 3D utilizzano la combinazione di un'asta filettata collegata all'albero del motore passo-passo Z per mantenerlo in posizione attraverso il raccordo interno. Se si dispone di una stampante con una piattaforma trasportata dall'asse Z, si può verificare un banding dovuto all'oscillazione della piattaforma.

Altre soluzioni per cercare di correggere la banda Z nelle stampe 3D

• Provate a mettere del cartone ondulato sotto il vostro letto riscaldato.
• Mettete le mollette che tengono il letto in posizione proprio sul bordo
• Assicuratevi che non ci siano correnti d'aria che possano influenzare la stampante 3D.
• Avvitate tutti i bulloni e le viti allentate della vostra stampante 3D.
• Assicuratevi che le ruote possano muoversi liberamente
• Disaccoppiare le aste filettate da quelle lisce
• Provare un'altra marca di filamento
• Provare ad aumentare il tempo minimo per un livello per problemi di raffreddamento.
• Ingrassate la vostra stampante 3D per ottenere movimenti più fluidi

Ci sono molte soluzioni da provare, il che è comune nella stampa 3D, ma si spera che una delle soluzioni principali funzioni per voi. Se non è così, fate un elenco di controlli e soluzioni per vedere se una di queste funziona per voi!

Il miglior test Z Banding

Il miglior test per lo Z Banding è il modello Z Wobble Test Piece di Thingiverse, un cilindro verticale che si può stampare in 3D per verificare se si è effettivamente in presenza di Z Banding o meno.

Un utente si è accorto che il suo Ender 5 aveva delle linee orizzontali davvero brutte, quindi ha stampato in 3D questo modello che è venuto male.

Dopo aver effettuato una serie di correzioni, come lo smontaggio dell'asse Z, la pulizia e la lubrificazione, il controllo del movimento e il riallineamento dei cuscinetti e dei dadi POM, il modello è finalmente uscito senza bande.

Se amate le stampe 3D di alta qualità, vi piacerà il kit di strumenti per stampanti 3D AMX3d Pro Grade di Amazon, un set di strumenti per la stampa 3D che offre tutto il necessario per rimuovere, pulire e rifinire le vostre stampe 3D.

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Spero che questo articolo vi sia d'aiuto. Buona stampa!