Leren hoe je overhangen in je 3D prints kunt verbeteren is een vaardigheid die je printkwaliteit echt zal waarderen. Ik heb in het verleden een aantal vrij slechte overhangen gehad, dus besloot ik uit te zoeken wat de beste methoden zijn om ze te verbeteren. Het is eigenlijk niet zo moeilijk als ik dacht.

Om overhangen te verbeteren moet u uw koeling verbeteren met een ventilatorupgrade en een ventilatorkanaal om koele lucht naar het gesmolten filament te leiden. Modelhoeken verkleinen tot 45° of minder is een goede manier om slechte overhangen te verminderen. U kunt ook de laaghoogte, afdruksnelheid en afdruktemperatuur verlagen zodat het filament niet zo gesmolten is, waardoor het sneller kan afkoelen.

Dit is een goed uitgangspunt om overhangen te verbeteren. De rest van dit artikel gaat in op enkele belangrijke details om je te helpen het probleem te begrijpen en hoe elke methode helpt bij het verbeteren van je overhang (met video's), dus blijf lezen om meer te weten te komen.

Wat zijn overhangen bij 3D printen?

Overhang bij 3D printen is wanneer het filament dat uw nozzle extrudeert te ver over de vorige laag 'hangt', tot een punt waar het zich in de lucht bevindt en niet voldoende ondersteund kan worden. Dit resulteert in die geëxtrudeerde laag die 'overhangt' en een slechte printkwaliteit oplevert, omdat het eronder geen goede basis kan vormen.

Een goede overhang is er een waarbij u daadwerkelijk kunt 3D-printen onder een hoek boven de 45°, wat een diagonale hoek is. Om dit in perspectief te plaatsen, kunt u zich de letter T voorstellen die u probeert te 3D-printen.

Tot aan het middendeel van de brief zou je het prima doen omdat die mooi ondersteund wordt, maar als je bij de bovenste regel komt, is die hoek van 90° veel te scherp om er steun onder te hebben.

Dat noemen we overhang.

Er zijn overhangtests die u kunt proberen met hoeken van 10° tot 80° om te zien hoe goed uw 3D-printer omgaat met overhangen, en ze kunnen behoorlijk goed presteren zolang u de juiste stappen neemt.

De populairste overhangtest op Thingiverse is de Mini All in One 3D Printer Test van majda107, die verschillende belangrijke functies van een 3D-printer test. Hij wordt geprint zonder steunen en met 100% infill om de mogelijkheden van je printer echt te testen.

Het is moeilijk om overhangen onder een scherpe hoek te printen, omdat er onder de volgende geëxtrudeerde laag niet genoeg draagvlak is om hem op zijn plaats te houden. Hij wordt praktisch in de lucht geprint.

Bij 3D printen is de algemene regel om overhangen tegen te gaan om hoeken van 45° of minder te printen, daarboven zullen hoeken negatief beïnvloed worden door overhangen.

De fysica achter deze hoek is dat een hoek van 45° precies in het midden ligt van een hoek van 90°, wat betekent dat 50% van de laag steun is, en 50% van de laag geen steun heeft.

Verder gaan dan dat 50% punt weegt echt niet op tegen de steun die nodig is voor een stevig genoeg fundament, en hoe verder de hoek, hoe slechter. U wilt dat uw lagen meer oppervlakte hebben om hechting te hebben voor succesvolle, sterke 3D prints.

Sommige modellen zijn complex, waardoor het vrij moeilijk is om overhangen te vermijden.

Gelukkig zijn er veel methoden om de overhang van onze 3D-printers te verbeteren, dus blijf luisteren naar deze tips en trucs.

Hoe verbeter je overhangen in je 3D prints?

Zoals eerder vermeld, zorgen dat uw modellen geen hoeken groter dan 45° hebben is een goede oplossing voor overhangen, maar er zijn veel meer manieren om overhangen te verbeteren die u kunt toepassen bij uw 3D-printing.

Zo verbeter je overhangen in je 3D prints

1. Verhoogde koeling van onderdelen door een ventilator
2. Verlaag de hoogte van de laag
3. De oriëntatie van uw model wijzigen
4. Verlaag uw afdruksnelheid
5. Verlaag uw afdruktemperatuur
6. Verminder de breedte van de laag
7. Splits uw model in meerdere delen
8. Gebruik ondersteunende structuren
9. Een afschuining integreren in het model
10. Uw 3D-printer afstellen

1. Verhoog ventilator koeling van onderdelen

Het eerste wat ik zou doen om mijn overhangen te verbeteren is de efficiëntie van mijn laagkoeling verhogen. Dit komt neer op ofwel het vervangen van de ventilator voor een exemplaar van hogere kwaliteit, ofwel het gebruik van een ventilatorkanaal dat de koele lucht goed naar uw 3D-prints leidt.

Vaak worden uw 3D prints aan één kant gekoeld, terwijl de andere kant kampt met overhang omdat er geen adequate koeling is. Als dit uw situatie is, kunt u het probleem vrij eenvoudig verhelpen.

De reden waarom ventilatoren en koeling zo goed werken is dat, zodra het materiaal door het mondstuk wordt geëxtrudeerd, het wordt afgekoeld tot een temperatuur ver onder de smelttemperatuur, waardoor het snel hard wordt.

Doordat het filament uithardt terwijl het geëxtrudeerd wordt, kan het een goede basis leggen, ongeacht weinig steun eronder. Het is vergelijkbaar met bruggen, dat zijn geëxtrudeerde lijnen van materiaal tussen twee verhoogde punten.

Als je goede bruggen kunt krijgen, kun je geweldige overhangen krijgen, dus de meeste van deze tips om overhangen te verbeteren gelden ook voor overbruggingen.

• Koop een ventilator van hoge kwaliteit - de Noctua-ventilator is een geweldige upgrade waar duizenden gebruikers dol op zijn.
• 3D-print zelf een Petsfang Duct (Thingiverse) of een ander type duct (Ender 3) dat bewezen zeer goed werkt.

2. Laaghoogte verlagen

Het volgende dat u kunt doen is de laaghoogte verlagen, wat werkt omdat het de hoek verkleint waaronder uw geëxtrudeerde lagen werken.

Als je je geëxtrudeerde lagen voorstelt als een trap, hoe groter de trap, hoe meer materiaal er van de rand van de vorige laag af is, wat met andere woorden overhang is.

Aan de andere kant van dit scenario betekent een kleinere trap (laaghoogte) dat elke laag een dichter fundament en draagvlak heeft om op te bouwen voor de volgende laag.

Hoewel het de afdruktijd zal verlengen, is het soms nodig om die geweldige overhangen en een goede afdrukkwaliteit te krijgen. De resultaten zijn meestal beter dan het offer in tijd!

De onderstaande video van de 3D Printing Professor illustreert dit heel goed.

De standaard laaghoogte in Cura voor een 0,4 mm spuitmond is een comfortabele 0,2 mm, dat is 50%. De algemene regel voor laaghoogte ten opzichte van de spuitmonddiameter is ergens tussen 25% en 75%.

Dit betekent dat u een bereik van 0,01 mm laaghoogte tot 0,03 mm kunt gebruiken.

• Ik zou proberen een laaghoogte van 0,16mm of 0,12mm te gebruiken voor uw 3D printer.
• Zorg ervoor dat u "Magische getallen" gebruikt voor uw laaghoogte, zodat u geen microstappen zet.

3. De oriëntatie van uw model wijzigen

De oriëntatie van uw model is een andere truc die u in uw voordeel kunt gebruiken om overhangen te verminderen. Dit betekent dat u uw 3D-afdrukmodel kunt draaien en aanpassen om de hoeken waaronder het model wordt afgedrukt te verkleinen.

Dit werkt niet altijd, maar in sommige gevallen kan het perfect werken.

U kunt de hoek misschien niet verkleinen tot minder dan 45°, maar u kunt aardig in de buurt komen.

Voor 3D printen met hars wordt geadviseerd om uw 3D prints in een hoek van 45° ten opzichte van de bouwplaat te plaatsen voor een betere hechting.

• Draai uw modellen om overhang te verminderen
• Gebruik software om uw 3D afdrukmodellen automatisch te oriënteren.

Makers Muse heeft een geweldige video waarin de details achter afdrukoriëntatie worden beschreven in termen van sterkte & resolutie, zodat u beter begrijpt hoe belangrijk afdrukoriëntatie is.

Hij beschrijft hoe er altijd een afweging is als het gaat om oriëntatie, en in sommige gevallen kun je het beste van beide werelden krijgen. Het vergt een beetje denkwerk en kennis van hoe lagen onderdelen maken om het goed te krijgen.

4. Verminder uw afdruksnelheid

Deze tip houdt enigszins verband met het koelaspect en met een betere laaghechting. Als u uw afdruksnelheid verlaagt, hebben uw geëxtrudeerde lagen meer tijd om te profiteren van de afkoeling, zodat een goede basis kan ontstaan.

Wanneer u een lagere afdruksnelheid combineert met een betere koeling, een lagere laaghoogte en een goede oriëntatie van de onderdelen, kunt u de aanwezigheid van overhang in uw 3D-afdrukken aanzienlijk verminderen.

5. Verlaag uw afdruktemperatuur

De optimale temperatuur voor uw 3D printer is er een die mooi extrudeert bij de laagst mogelijke temperatuur. U wilt geen hogere spuitmondtemperatuur gebruiken dan u eigenlijk nodig hebt, tenzij u andere doelen voor ogen hebt.

De reden hiervoor is dat uw gloeidraad vloeibaarder en heter zal zijn dan nodig, zodat de koeling niet zo effectief zal zijn met een meer gesmolten gloeidraad, wat bijdraagt tot verminderde overhangen.

Een hogere printtemperatuur kan helpen om de sterkte van het onderdeel te verhogen of problemen met onderextrusie te verminderen, maar als u uw 3D-printer nauwkeurig afstelt, kunt u veel problemen meestal oplossen zonder de temperatuur als oplossing te gebruiken.

Ik zou een temperatuurtoren gebruiken, gekalibreerd om verschillende temperaturen binnen het bereik van uw gloeidraad te testen.

Bijvoorbeeld, een 10-delige temperatuurtoren en een gloeidraadtemperatuurbereik van 195 - 225°C kan een starttemperatuur van 195°C hebben en vervolgens in stappen van 3°C stijgen tot 225°C.

Met deze methode kunt u echt een perfecte temperatuur instellen en vervolgens de laagste temperatuur zien waarbij de afdrukkwaliteit er goed uitziet.

GaaZolee heeft een geweldige Smart Compact Temperature Calibration Tower gemaakt op Thingiverse.

• Vind uw optimale afdruktemperatuur
• Zorg ervoor dat u geen hogere temperatuur gebruikt dan nodig, want dat kan leiden tot een hoge materiaalstroom.

6. Laagbreedte verminderen

Deze methode werkt enigszins omdat ze het gewicht van elke geëxtrudeerde laag materiaal vermindert. Hoe minder gewicht een laag heeft, hoe minder massa of kracht er achter de vorige laag hangt.

Als je denkt aan de fysica van overstekken, heeft dat te maken met de verminderde laaghoogte en het beter kunnen dragen van het eigen gewicht onder de overstekhoek.

Een ander voordeel van een kleinere laagbreedte is dat er minder materiaal moet worden afgekoeld, waardoor het geëxtrudeerde materiaal sneller afkoelt.

Een kleinere laagbreedte kan helaas de totale afdruktijd verlengen, omdat u minder materiaal gaat extruderen.

7. Splits uw model op in meerdere delen

Dit is een methode die iets indringender is dan de andere, maar het kan wonderen doen bij lastige afdrukken.

De techniek hier is om je modellen op te splitsen in secties die die 45° verkleinen. Bekijk de video van Josef Prusa hieronder voor een eenvoudige tutorial binnen de Meshmixer software.

3D printer gebruikers doen dit ook als ze een groot project hebben en een relatief kleine 3D printer waar niet het hele stuk in past. Sommige prints worden opgesplitst in verschillende delen om één object te maken, zoals een Stormtrooper helm die meer dan 20 stukken nodig heeft.

8. Gebruik ondersteunende structuren

Het gebruik van steunconstructies is een soort gemakkelijke uitweg voor het verbeteren van overstekken, omdat het die ondersteunende basis creëert in plaats van de overstekken hun werk te laten doen.

In veel gevallen is het moeilijk om steunmateriaal volledig te vermijden, ongeacht de oriëntatie, laaghoogte, mate van koeling enzovoort.

Soms moet je gewoon doorgaan en je ondersteunende structuren toevoegen via je slicer. Er zijn enkele slicers waarmee je je ondersteunende structuren nauwkeurig kunt aanpassen.

De onderstaande video van CHEP laat zien hoe je aangepaste steunen kunt toevoegen met een speciale plugin, dus kijk daar gerust naar om je steunen te verkleinen.

9. Integreer een afschuining in uw model

Het integreren van een afschuining in je model is een vrij goede methode om overhangen te verminderen, omdat je de werkelijke hoeken van je model verkleint. Het wordt beschreven als een overgangsrand tussen twee vlakken van een object.

Met andere woorden, in plaats van een scherpe bocht van 90° tussen twee zijden van een voorwerp, kunt u een kromming toevoegen die een haakse rand of hoek afsnijdt om een symmetrische schuine rand te creëren.

Het wordt meestal gebruikt in timmerwerk, maar het heeft zeker goede toepassingen in 3D printen, vooral als het gaat om overstekken.

Aangezien overstekken de regel van 45° volgen, is een afschuining perfect voor het verbeteren van overstekken wanneer deze kan worden gebruikt. In sommige gevallen zal een afschuining niet praktisch zijn, maar in andere gevallen werkt het prima.

Afschuiningen veranderen het uiterlijk van modellen aanzienlijk, dus houd daar rekening mee.

10. Uw 3D-printer afstellen

Het laatste wat u moet doen, dat niet specifiek betrekking heeft op overhangen, maar op de algemene kwaliteit en prestaties van een 3D-printer, is uw 3D-printer afstellen.

De meeste mensen verwaarlozen hun 3D printer na verloop van tijd, en beseffen niet dat regelmatig onderhoud een goed idee is voor uw printkwaliteit. 3D printers zijn zeer duurzaam, maar ze bestaan wel uit onderdelen die wat extra zorg nodig hebben, zoals riemen, rollers, het printmondstuk en stangen.

• Controleer uw onderdelen & zorg ervoor dat u onderdelen vervangt die merkbaar versleten zijn
• Draai de schroeven rond uw 3D-printer en uw riemen aan.
• Breng regelmatig wat lichte machine- of naai-olie aan op uw hengels om ze soepeler te laten bewegen.
• Maak uw extruder en ventilatoren schoon, omdat deze gemakkelijk stof en residu kunnen verzamelen.
• Zorg ervoor dat uw bouwoppervlak schoon en duurzaam is
• Voer af en toe een cold pull uit - verwarm het mondstuk tot 200°C, plaats het filament, verminder de warmte tot 100°C en trek stevig aan het filament.

Er zijn veel methoden om je overstek te verbeteren die vrij goed werken. Hopelijk heeft dit artikel je in de juiste richting gestuurd om eindelijk een aantal overstekken te krijgen waar je trots op kunt zijn.