ChSTU repository

 3 
ЗМІСТ 
 
ВСТУП…………………………………………………………………………..5 
РОЗДІЛ 1. Огляд технологій виготовлення деталей на 3D принтері........8 
1.1 Огляд виготовлення деталей ……………………………………………8 
1.2 Альтернативні варіанти виготовлення………………………………....10 
1.2.1 3D ДРУК методом FDM…………………………………………………10 
1.2.2 Стереолітографія (Laser Stereolithography, SLA)………………………11 
1.2.3 DLP 3D друк…………………………………………………………...…14 
1.2.4 Селективне лазерне спікання (Selective Laser Sintering, SLS)…………16 
1.2.5 Селективне лазерне плавлення (Selective Laser Melting, SLM)……….18 
1.2.6 Пряме лазерне спікання металів (DMLS)………………………………20 
1.2.7 Вибіркове теплове спікання (SHS)……………………………………...23 
1.2.8 Виготовлення об'єктів за допомогою ламінування (Laminated Object 
Manufacturing, LOM)………………………………………………………………….24 
1.2.9 Технологія 3D-друку MJM………………………………………………26 
1.2.10 Електронно-променева плавка (Electron-beam Melting, EBM)………..28 
1.2.11 Кольоровий струменевий друк (Color Jet Printing, CJP)……………….30 
1.2.12 Технології DMD (Direct Metal Deposition)……………………………...32 
1.2.13 Технологія Binder Jetting……………………………...…………………33 
1.2.14 LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING)………………………..35 
Висновки до розділу 1…………….…………………………………………....36 
РОЗДІЛ 2. Методика проведення дослідження та обладнання..................37 
2.1 3D принтер……………………………..…………………………………...37 
2.2 Поширені проблеми 3D-друку технологією  FDM……………………... 39 
2.2.1 3D принтер не виконує друк при початку роботи………………………39 
2.2.2 Роздруківка не щільно прилягає до платформи 3D-принтера………….42 
2.2.3 Пластика екструдується недостатньо……………………………………44 
2.2.4 Дірки або щілини на верхньому шарі роздруківки……………………...46 
2.2.5 Перегрів пластику………………..……………………………………… 48 
 4 
2.2.6 Зсув шарів або відсутність вирівнювання………………………………50 
2.2.7 3D-принтер перестає друкувати в довільний момент, в процесі друку 52 
2.2.8 Погане наповнення……………………………………………………….54 
2.2.9 Діри та щілини між кутами шарів…………………………………….…56 
2.2.10 Дуже дрібні деталі не продруковуються………………………………57 
2.3 Опис пластків умови роботи з пластиками……………………….……….59 
2.4 Визначення винекнення дефектів при  3д друці……….………………….71 
Висновки до розділу 2…………………………………………..…………… .73 
РОЗДІЛ 3.Аналіз результатів досліджень ……………………………..… 74 
3.1 Аналіз результатів досліджень……………………………..…………..…74 
3.2 Практичні рекомендації для підвищення якості FDM друку…………….76 
Висновок до розділу 3……………………………………………………….…84 
ВИСНОВКИ……………………………………………………………………85 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………..……86 
ДОДАТОК А Акт впровадження 
ДОДАТОК Б Публікація 
ДОДАТОК В Презентація кваліфікованої роботи 
  
 5 
ВСТУП 
 
3D-друк є відносно новою технологією, її історія бере свій початок ще з  1984 
році компанією  Charles Hull яка й розробила технологію тривимірного друку для 
відтворення об’єктів з використанням цифрових даних, а двома роками пізніше 
дала назву і запатентувала техніку стереолітографії. 
Звичайно, 3д друк продовжує розвиватися. Сучасний 3D друк використовує 
метали та полімери: тверді та гнучкі, жорсткі або м’які, які застосовуються всюди 
– від  промислового виробництва до  будівництва та  медицини та сучасної 
електроніки 
Тут ми коротко розглянемо походження технології, зростання її популярності 
та використання, -друк — це процес створення фізичного об’єкта з тривимірної 
цифрової моделі, як правило, шляхом укладання багатьох послідовних тонких 
шарів матеріалу. Він перетворює цифровий об’єкт у його фізичну форму, додаючи 
шар за шаром матеріали.  
Технології вплинули на новітню історію людства, мабуть, більше, ніж будь-
яка інша сфера. Ці технології багато в чому покращили наше життя, відкрили нові 
шляхи та можливості, але зазвичай потрібен час, іноді навіть десятиліття, перш ніж 
справді руйнівний характер технології стане очевидним. 
Широко поширена думка, що 3D-друк або адитивне виробництво (AM) має 
величезний потенціал, що зможе замінити традиційне виробництво 
Основний, відмінний принцип 3D-друку полягає в тому, що це адитивний 
виробничий процес. І це справді ключ, тому що 3D-друк — це кардинально інший 
метод виробництва, заснований на передовій технології. Це принципово 
відрізняється від будь-яких інших існуючих традиційних технологій виробництва. 
Традиційне виробництво має низку обмежень, яке в основному базується на 
людській праці та створюється ручною ідеологією, яка бере свій початок від 
етимологічного походження французького слова для самого виробництва. Однак 
світ виробництва змінився, і автоматизовані процеси, такі як механічна обробка, 
 6 
лиття, формування та формування, є (відносно) новими, складними процесами, які 
вимагають дорогоцінного обладнання , комп’ютерів і роботів. 
Однак усі ці технології вимагають віднімання матеріалу з більшого блоку, 
незалежно від того, чи то для отримання самого кінцевого продукту, чи для 
виробництва інструменту для процесів лиття чи формування, такий 
обмежувальний фактор виявляється серйозним обмеженням у загальному 
виробничому процесі. 
Для багатьох застосувань традиційні методи проектування та виробництва 
накладають ряд обмежень, таких як використання дорогих інструментів та 
необхідність адаптації. Крім того, пов’язані виробничі процеси, наприклад, 
механічна обробка, можуть призводити до втрати до 90% матеріалу заготовки. На 
відміну від цього, технологія 3D-друку дозволяє прямо створювати об’єкти, 
додаючи матеріал шар за шаром. Цей підхід використовується різними способами 
в залежності від конкретної технології. Спрощувати поняття 3D-друку майже не 
можливо 3D-друк — це одна найсучасніших технологій , яка заохочує та стимулює 
інноваційний розвиток  з безпрецедентною свободою формування складних 
геометричних деталей, будучи процесом де не потрібно інструментів,та з 
мінімальними відходами матеріалу, в свою чергу зменшує витрати та терміни 
виконання тих чи інших задач. 
Надруковані деталі   можуть бути розроблені спеціально, щоб уникнути 
вимог до складання за допомогою складної геометрії та складних функцій, 
створених без додаткових витрат. 3D-друк також стає енергоефективною 
технологією, яка може забезпечити виготовлення деталей за відсутності 
електроенергії шлях накопичувальних приладів живлення. Додатково, слід 
враховувати екологічну ефективність як самого виробничого процесу, особливо з 
використанням до 90% стандартних матеріалів, а також протягом усього терміну 
експлуатації продуктів завдяки їх легшій і міцнішій конструкції. 
 
 7 
Останніми роками технологія 3D-друку вийшла за межі простого 
промислового прототипування та виробництва. Вона стала більш доступною для 
невеликих компаній і навіть окремих осіб., через розміри і економічну складову  
3D-принтера. 3D технології дають можливість кардинально  замінити ручну працю 
та тим самим полегшити процес розробки і створення моделей  - програмне 
забезпечення показує об’ємну модель у всіх проекціях  на екрані, і дозволяє 
усунути виявлені недоліки в процесі створення деталей  
 
 
 
 
 
 
 
  
 8 
РОЗДІЛ 1 
ОГЛЯД ТЕХНОЛОГІЙ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ НА 3D ПРИНТЕРІ 
 
2.2 Огляд виготовлення деталей 
На сьогоднішній день існує необхідність у виготовленні деталей із пластику 
складної геометричної форми у великій кількості які є частиною пристосування 
такого як тактичний  Перископ 
 
 
Рисунок 1.1 – Принцип роботи перископа a Дзеркала c Око спостерігача 
 
Перископ — це прилад для спостереження за навколишнім середовищем , в 
умовах коли немає безпечної можливості вести спостереження, що  перешкоджає 
прямій видимості  спостереженню у поточному  положенню спостерігача.  
У своїй найпростішій формі він складається із зовнішнього корпусу та 
дзеркал  на кожному кінці, розташованими паралельно одне одному під кутом 
45°. Ця форма перископа є одною з найпростіших яку ми можемо собі уявити, 
використовувалась ще для спостереження в окопах під час Першої світової війни. 
Перескопи  використовуються і сьогодні  тому що це є безпечніше. Більш складні 
перископи, що використовують призми або сучасні цифрові технології  замість 
дзеркал і забезпечують збільшення і мають лінзи із покриттями звісно кращі. 
 9 
Виготовлення таких є набагато дорожчим тому ми розглядаємо один із 
найдоступніших варіантів який можливо втілити у цей  складний час . 
І для виготовлення саме такого розповсюдженого приладу  Зд друк  підходить 
як ніщо інше . До преваг можна віднести: 
 Енергозатратність -потужність принтера є досить малою в порівння з 
іншми технологіям виробництва що є позитивним аспектом за відсутності 
стабільності в роботі енерго системи нашої держави  
 Універсальність – 3д друк  дозволяє виготовляти деталі різної форми та 
геометричних параметрів так як технологія бере за  основу пошарове нанесення 
матеріалу з подальшим формуванням виробу. 
 Економічність – виготовлення деталей за рахунок адитивних 
технологій є досить економічним так як немає відходів у матеріалу з якого 
вготовляється виріб .Звісно за умов що кількість деталей потрібна не велика. 
Технологія не потребує дорогоцінного обладнання в порівнянні з традиційним 
виробництвом  
 Доступність для кожного  3д друк найдоступніша та найдешевша 
технологія виробництва деталей у порівння з основними методами виробництва  
 Швидке прототипування-Використовуючи 3D-друк, можна створити 
прототипи за пару годин. Завдяки цьому швидкість проєктування значно 
збільшується, а це означає, що ми можемо отримати деталі протягом декількох 
годин і бути готовими до наступного проєкту.  
Звісно в адитивних технологіях є певні недоліки, але їх небагато, до основних 
віднесемо: 
 Продуктивність – виготовлення деталей 3д принтером є статичним 
процесом він суттєво повільніший  в порівнянні з термоформувальними машинами 
де швидкість виготовлення деталі зумовлена лише часом полімеризацією самого 
пластку  
• Обмежені матеріали: 3D-друк є нещодавньою інновацією, і доступні 
матеріали для виробничого процесу обмежені. Основним матеріалом для 3D-друку 
залишається пластик, оскільки він швидко розплавляється та наноситься шарами. 
 10 
Однак пластик не завжди є оптимальним матеріалом з точки зору міцності та інших 
властивостей, що можуть бути важливими для певних компонентів. Існують 
спроби розвивати 3D-друк металом, але наразі ця технологія залишається відносно 
дорогою. 
 
 
2.2 Альтернативні варіанти виготовлення  
 
1.2.1 3D ДРУК методом FDM 
3D ДРУК методом  FDM – це абревіатура з англійської «Fused Deposition 
Modeling», що перекладається як «Моделювання методом наплавлення». Отже , це 
найкращий опис що характеризує цей метод 3D друку.  
Це одна з найпопулярніших і простих технологій 3D друку. Саме 3D 
принтери  на що працюють за методом FDM є найбільш бюджетними і доступними 
у всіх планах. Крім того, такі прилади деякі користувачі збирають самостійно. У 
певному роді такі принтери 3D принтери цілком успішно працюють , але  їх все ж 
таки не зрівняти фабричним обладнанням.  
 
Рисунок 1.2 – Схема друку методом наплавлення (FDM) 
 11 
Процес 3D друку методом FDM включає створення тривимірних об’єктів 
шляхом пошарового відтворення цифрових моделей. Для цього використовується 
спеціальний дріт з пластика, який може мати діаметри 1,75 мм або 2,85 (3) мм. 
Пластик розплавляється принтером і наноситься шарами, формуючи бажаний 
об’єкт. 
Принцип роботи 3D друку методом FDM передбачає безперервну подачу 
пластикового дроту у друкуючу головку (екструдер), яка обладнана нагрівальним 
елементом. Нагрівальний елемент відповідає за підігрів сопла, через яке подається 
матеріал. На цьому етапі відбувається плавлення пластику, і його екструзія або 
видавлювання на робочий стіл 3D принтера. Кожен наступний шар наноситься 
поверх попереднього, слідуючи задану траєкторію, що призводить до поетапної 
побудови деталі. З метою забезпечення плавної подачі матеріалу та швидкого 
затвердіння шарів, екструдери можуть бути обладнані зовнішніми вентиляторами, 
які створюють різкі перепади температур. 
Щодо матеріалів, 3D друк FDM має значну різноманітність доступних опцій. 
На ринку представлено широкий вибір пластиків, але не всі принтери підтримують 
усі можливі матеріали через обмеження температури плавлення конкретного 
матеріалу і максимальної температури, до якої може бути розігріте сопло 
пристрою. Так, принтери, які не можуть розігрівати сопло більше 250˚C, не 
зможуть використовувати матеріали з температурою плавлення 280˚C і вище. 
Висновок Найбільш проста та доступна технологія для широкого 
використання на малих підприємствах та в домашніх умовах, дослідницьких 
лабораторіях для швидкого прототипування та отримання результату впродовж 
декількох годин. Що в свою чергу потребує мінімальних фінансових витрат з 
непоганою якістю отриманих деталей .Та саме головне вона підходить для друку 
деталей перископів 
 
1.2.2 Стереолітографія (Laser Stereolithography, SLA)  
Стереолітографія, відома також як 3D друк SLA, є однією з перших технологій 3D 
друку у світі і вважається однією з найточніших методик адитивного виробництва. 
 12 
Вона унікальна тим, що використовує рідку фотополімерну смолу як витратний 
матеріал. Основна ідея технології полягає в тому, що фотополімер освітлюється 
відповідно до певного алгоритму, який генерується програмою-слайсером на 
основі 3D моделі. Під впливом лазерного випромінювання смола полімеризується, 
формуючи готовий об’єкт. 
 
Рисунок 1.3 – Структурна схема методу технології швидкого прототипування 
SLA 
 
Особливості роботи: Для того, щоб зрозуміти, як відбувається процес 3Д друку , 
необхідно розібратися з тим, як влаштований SLA 3D принтер. У цьому вам 
допоможе зображення (рис.1.3), на якому зображена схема класичного 
стереолітографічного принтера. У технології SLA 3D друку лазер розташований 
зверху, а робоча платформа поступово опускається вниз. У ємність з 
фотополімером занурюється сітчаста платформа на глибину не більше 0,05-0,13 
мм, яка визначає товщину кожного шару. Лазер активується, спрямовуючи вплив 
на конкретні ділянки матеріалу, що призводить до затвердіння першого шару 
фотополімера. Після цього платформа опускається на один шар нижче, лазер знову 
активується, продовжуючи формувати об’єкт. Цей процес повторюється до 
завершення побудови об’єкта. Такий метод, відомий як «друк догори-ногами», є 
характерним для класичної технології SLA, яка є запатентованою. Ця конструкція 
також використовується в промислових SLA 3D принтерах. 
 13 
Щодо процесу 3D друку, застосованого в настільних 3D принтерах, принцип 
залишається абсолютно тим же самим. Головна відмінність полягає у розташуванні 
лазера, який у цьому випадку розташований під ємністю з фотополімером. Під час 
побудови об’єкта платформа не опускається, а замість цього поступово 
піднімається вгору. Однак спільною рисою обох варіантів є процес промивання 
виробів у спеціальних розчинах після завершення 3D друку, а також опромінення 
готової моделі ультрафіолетовим світлом. Перше використовується для 
остаточного очищення виробу від залишків фотополімера, а друге — для повного 
затвердіння виробу.  
 
Рисунок 1.4 – Приклад 3D друку методом SLA 
 
Матеріали, які використовуються в 3D принтерах, що працюють за 
технологією лазерної стереолітографії, є рідкими фотополімерними смолами, 
також відомими як фотополімери. Ці речовини мають особливі властивості, які 
змінюються під впливом світла, зазвичай ультрафіолетового випромінювання. 
Термін «фотополімер» широко відомий в стоматологічній практиці, де подібні 
речовини широко використовуються. 
Висновок полягає в тому, що цей метод, на перший погляд, може здаватися 
простим, але вимагає обережного підходу. Він забезпечує високу точність 
отриманих деталей, що, однак, може призвести до збільшення вартості процесу. 
 
 
 
 14 
1.2.3 DLP 3D друк.  
DLP 3D друк є однією з методик адитивного виробництва, де для створення 
об’єктів використовуються рідкі фотополімерні смоли, які затвердівають під 
впливом світлових хвиль. Принцип роботи DLP 3D принтерів схожий на метод 
друку SLA, але відрізняється впливом іншого джерела світла під час затвердіння 
об’єкта. 
DLP 3D друк можна розглядати як прямий аналог 3D друку SLA, іноді 
перевершуючи його в окремих аспектах. Наприклад, швидкість друку в DLP 3D 
принтерах значно вища, ніж в SLA пристроях, а різниця в точності відтворення, в 
основному, невелика і залежить від конкретного обладнання та витратних 
матеріалів. 
Одна з відмінностей DLP від SLA технології – використання проектора, а не 
лазерної установки, як джерела світла. Ця техніка, відома з інших пристроїв, таких 
як телевізори, використовується для затвердіння рідких фотополімерних смол.. 
Зворотній DLP 3D друк 
Отже, у спеціальній ємності 3D принтера фотополімерна смола наливається 
до певного рівня. Платформа для побудови спускається в ємність так, щоб зазор 
між нею і дном дорівнював висоті одного шару. Знизу ємності розташований DLP 
проектор. Світло, відповідне перетину першого шару моделі, проектується на 
платформу. Після затвердіння першого шару платформа піднімається вгору, і 
розпочинається висвічення другого шару.. 
 15 
 
Рисунок 1.5 – Принципова схема установки, що працює за зворотнім методом 
DLP 3D друку 
Так, процес відбувається крок за кроком, і фізичний об’єкт формується шар 
за шаром. По завершенню друку платформа піднімається вище рівня фотополімера, 
виріб витягується і очищується від залишків витратних матеріалів. Після цього 
важливо виконати фінальне висвічення в УФ-лампі для повного затвердіння 
матеріалу.. 
Прямий DLP 3D друк 
 
Рисунок 1.6 – Принципова схема установки, що працює за прямим методом 
DLP 3D друку 
 16 
 
У відміну від зворотного друку, DLP проектор розташований зверху, над 
ємністю з фотополімером. При цьому робоча платформа безпосередньо 
знаходиться всередині ємності. Для створення першого шару платформа 
піднімається вгору так, щоб зазор між нею і поверхнею витратного матеріалу 
відповідав висоті першого шару. Проекція перетину першого шару відбувається на 
платформу, фотополімер затверджується, після чого платформа опускається вниз 
на висоту одного шару. Ці кроки повторюються до завершення побудови виробу. 
Подальші дії ідентичні описаним у попередньому пункті: об’єкт витягується, 
очищається від витратного матеріалу і піддається додатковому засвіченню.. 
Висновок Великий вибір витратних матеріалів. Що стосується фото 
полімерів, їх асортимент на ринку 3D друку настільки широкий на сьогоднішній 
день, що часом буває складно визначитися. Тим більше, часто DLP 3D принтери 
можуть працювати з тими ж витратними матеріалами, що і принтери SLA;і так як 
ці два методи принципово схожі тому й не доліки у них спільні  
 
1.2.4 Селективне лазерне спікання (Selective Laser Sintering, SLS)  
Точна назва цієї методики – «вибіркове лазерне спікання» (Selective Laser 
Sintering, SLS). Це широко використовувана в промисловості методика 3D друку, 
доступна на дорогих професійних принтерах, і відома своєю високою якістю 
виробів. SLS може наближатися до результатів, що досягаються литтям під тиском. 
У випадку SLS в якості матеріалу використовують порошки та порошкові 
суміші. Цей метод дозволяє створювати повністю металеві об’єкти за лічені 
години, а також вироби складної форми. Це пояснює популярність SLS серед 
промислових організацій. 
Основною вимогою для SLS, як і для інших технологій 3D друку, є наявність 
готової 3D моделі, що відповідає визначеним вимогам. Процес сам досить простий: 
спеціальне відділення 3D принтера заповнюється витратним матеріалом, і після 
цього запускається друк. Цікаво, що перед відтворенням порошок розігрівається 
практично до температури плавлення.. 
 17 
 
Рисунок 1.7 – Принципова схема установки, що працює по методу SLS [12] 
 
Справжній 3D-друк пристроїв з вибірковим лазерним спіканням (SLS) 
використовують лазерну установку та скануюче дзеркало для направлення променя 
лазера на необхідні ділянки порошку, з’єднуючи їх раз за разом шар за шаром. 
Після спікання першого шару механізм додає тонкий шар порошку поверх нього, і 
процес повторюється до повної побудови об’єкта. Отже, відтворення об’єкта 
відбувається знизу вгору, а завдяки заповненню камери порошком не потрібні 
додаткові підтримки. На наведеному зображенні ви побачите пристрій SLS 3D 
принтера, що допомагає краще зрозуміти принцип цієї методики.. 
 
Рисунок 1.8 – Приклад деталі виготовленої по методу SLS 
 
 18 
Висновок: Методика селективного лазерного спікання (SLS) вирізняється 
високою якістю 3D-друку. Цей підхід практично усуває видимість шарів на моделі, 
а відсутність необхідності в побудові підтримок сприяє високій якості виробів. 
Відмінною рисою є можливість створювати вироби складної геометрії без потреби 
у підтримуючих структурах. Це не лише розширює можливості друку, але й 
позитивно впливає на якість поверхні виробу. Однак важливо враховувати, що 
висока якість супроводжується значними витратами порівняно з технологією FDM. 
 
1.2.5 Селективне лазерне плавлення (Selective Laser Melting, SLM)  
Процес селективного лазерного плавлення (SLM/DMP) представляє собою 
новаторську технологію виготовлення складних металевих виробів з металевих 
порошків, використовуючи математичні CAD-моделі. Під час цього процесу лазер 
послідовно розплавляє порошковий металевий матеріал шар за шаром, що дозволяє 
створювати вироби високої точності і щільності. Технологія відкриває широкі 
можливості для виробництва металевих виробів, перевершуючи за властивостями 
продукцію, отриману за допомогою стандартних технологій. 
Процес селективного лазерного плавлення включає наступні кроки: 
1. Підготовка цифрової моделі: 3D-модель деталі розділяється на тонкі шари, 
кожен з яких має товщину 20-100 мікрон. Це дозволяє візуалізувати кожен шар в 
2D. 
2. Аналіз програмним забезпеченням: Спеціалізоване програмне 
забезпечення аналізує дані у форматі STL (стандарт обміну триангульною сіткою) 
і порівнює їх зі специфікаціями конкретного 3D-принтера. 
3. Побудова шар за шаром: Після обробки інформації, система починає 
процес побудови, розташовуючи шари об’єкта цикл за циклом. Кожен цикл 
включає розплавлення порошку лазером та додавання нового шару матеріалу. 
Цей метод дозволяє створювати унікальні металеві вироби складної форми 
без необхідності використання механічної обробки і дорогого обладнання. 
Технологія також дозволяє управляти фізико-механічними властивостями виробів, 
роблячи її відмінною альтернативою традиційним виробничим процесам. 
 19 
 
Рисунок 1.9 – Принципова схема установки, що працює за методом SLM 
 
Точно, процес побудови шару в технології селективного лазерного плавлення 
(SLM/DMP) можна розглядати у такому порядку: 
1. Нанесення металевого порошку: Тонкий шар металевого порошку 
рівномірно розподіляється на плиту побудови, яка закріплена на платформі 
побудови. 
2. Сканування лазером: Лазерний промінь точно сканує перетин шару 
виробу, розплавляючи або спікаючи порошок за своєю траєкторією 
відповідно до 3D-моделі. 
3. Опускання платформи: Платформа, на якій розташована плита побудови, 
опускається вниз на відстань, що відповідає товщині шару порошку, у 
результаті чого утворюється новий шар порошку поверхні побудови. 
Цей цикл повторюється для кожного шару, забезпечуючи побудову виробу 
шар за шаром, доки не буде створено повний об’єкт. Такий процес дозволяє 
отримати високоточні і щільні металеві вироби. 
 20 
 
Рисунок 1.10 – Схематичне зображення процесу SLM 
 
Дуже точний опис процесу селективного лазерного плавлення (SLM/DMP) та 
його застосувань. Важливо відзначити, що середовище інертного газу (наприклад, 
аргон чи азот) в камері SLM-машини грає критичну роль у забезпеченні 
оптимальних умов для процесу плавлення та формування металевого виробу. Цей 
підхід допомагає уникнути окислення металу та інших негативних впливів 
атмосферного повітря. 
Ваш зазначений термін «лазерне спікання», хоча широко використовується, 
дійсно, не є абсолютно точним, оскільки, як ви вірно вказали, металевий порошок 
розплавляється і перетворюється в рідинний стан під впливом лазерного 
випромінювання. Це важливо враховувати для точності у використанні 
термінології.Висновок дана технологія забезпечує чудову однорідність деталей 
високу точність .але для наших деталей  використання  металів не є доцільно за 
рахунок валкої вартості розхідних матеріалів  що говорить не доцільність 
використання нами цієї технології . 
 
1.2.6 Пряме лазерне спікання металів (DMLS) 
Методика прямого лазерного спікання металів (Direct Metal Laser Sintering, 
DMLS) широко використовується в промисловості і представлена величезними 
 21 
можливостями професійного обладнання для 3D друку. Її суть полягає у 
відтворенні виробів за заданими 3D моделям зі спеціального металевого порошку 
за допомогою лазера. Багато в чому пряме лазерне спікання металів нагадує 
технології селективного лазерного спікання (SLS) і селективного лазерного 
плавлення металів (SLM). 
Проте, це різні методики зі своїми перевагами і недоліками. Пряме лазерне 
спікання металів призначене для адитивного виробництва металевих виробів 
практично будь-якої складності. Висока точність обладнання для такого 3D друку 
мінімізує похибки в відтворенні. А особливості методики забезпечують виробам 
надзвичайно високу міцність[27]. 
Як відбувається 3D друк? Базовий принцип ідентичний іншим методикам 3D 
друку. Основою для відтворення фізичного об’єкта є його тривимірна модель в 
форматі, підтримуваному 3D принтером. У спеціальному програмному 
забезпеченні виконується підготовка цієї 3D моделі до друку, з зазначенням всіх 
необхідних параметрів відтворення об’єкта. Підготовлений файл передається на 3D 
принтер, де і починається пряме лазерне спікання металів. 
 
Рисунок 1.11 – Приклад виробу створеного методом DMLS 
 
Основними «дійовими особами» на цьому етапі є камера для металевого 
порошку, сам матеріал, спеціальний валик для його розрівнювання і лазер (один 
або більше). Спершу в камеру подається кількість матеріалу, необхідна для 
побудови одного шару. Поданий порошок розрівнюється спеціальним приладом, 
надлишки видаляються. Після цього починається безпосередня побудова моделі – 
спікання порошку за формою першого шару за допомогою лазера. Далі подається 
 22 
новий шар матеріалу, розрівнюється, і лазер спікають вже другий шар 3D моделі. 
Процедура повторюється аж до повного відтворення виробу. 
 
 
Рисунок 1.12 – Схематичне зображення процесу DMLS 
 
З недоліків варто відзначити той факт, що пряме лазерне спікання металів – 
все ж технологія пошарового відтворення об’єктів. Незважаючи на всю міцність 
готових виробів, вони не є монолітними і не можуть скласти повну конкуренцію 
литим деталей. Однак технологія стрімко вдосконалюється і є шанс що в 
майбутньому цей недолік буде усунений[40]. 
 
Рисунок 1.13 – Вироби, виготовлені за методом DMLS 
 
Висновок Ми вже знаємо, що пряме лазерне спікання металів працює зі 
спеціальними порошковими матеріалами. Але що ж це за матеріали? Сьогодні на 
 23 
ринку доступні різні сплави металів, що застосовуються в промисловості. 
Найбільш широко використовується нержавіюча сталь, бронза, титанові, нікелеві і 
алюмінієві сплави і т.д. Крім того, доступний ряд специфічних високоміцних 
матеріалів, таких як кобальт-молібден-хром і мартенситно-старіюча сталь. Данна 
технологія забезпечує високу точність .але для наших деталей  використання  
металів не є доцільно за рахунок валкої вартості розхідних матеріалів та 
обладнання що говорить не доцільність використання нами цієї технології. 
 
1.2.7 Вибіркове теплове спікання (SHS) 
Вибіркове теплове спікання (Selective Heat Sintering, SHS) – метод 
адитивного виробництва. Технологія заснована на плавці шарів термопластичного 
або металевого порошку за допомогою теплового випромінювача. Ця технологія 
вперше була представлена компанією BluePrinter ApS в 2011 році на виставці 
Euromold, як альтернатива технології селективного лазерного спікання (SLS). 
Єдина істотна відмінність між технологією SHS і SLS полягає в використанні 
теплової голівки замість лазерної. Таке рішення дозволяє знизити вартість і 
габарити пристроїв, аж до можливості створення настільних принтерів. В 
останньому випадку моделі часто вимагають додаткового випалу для підвищення 
міцності. 
 
Рисунок 1.14 – Схематичне зображення процесу SHS 
 
 24 
Перевага технології SHS в тому, що моделі друкуються з високою 
швидкістю, а невикористаний порошок можна пустити в роботу повторно і не 
потрібно використовувати допоміжний матеріал для підтримки. Крім того вартість 
самого SHS-принтера і собівартість 3D-друку на ньому в рази менше, ніж у SLS-
принтерів, але при цьому якість кінцевої моделі можна порівняти. Технологія SHS 
застосуються професійними інженерами, дизайнерами, архітекторами, 
конструкторами, і в освітній сфері, а також для виробництва недорогих 
функціональних прототипів. 
Всі 3D-принтери, що мають лазер в якості основного інструменту мають один 
спільний недолік: шар формується поступово, тобто лазер повинен пройтися по 
кожній точці формованої деталі, що позначається на часі виконання процесу. В 
технології ж SHS кожен шар формується одночасно. За допомогою теплового 
випромінювання. Для того щоб впливати на відповідні ділянки, випромінювання 
пропускають через спеціальну маску. Маска пропускає тепло тільки в потрібні 
місця в залежності від того, який перетин моделі для даного шару. У порівнянні з 
лазерним спіканням ця технологія більш економічна, оскільки дія лазера замінена 
тепловим випромінюванням інфрачервоного діапазону. 
В основі технології SHS лежить застосування термопластичного порошку. 
Особливість цього матеріалу в його пористості, завдяки чому можна створювати 
вироби, в яких будуть змінюватися фізико-хімічні та механічні властивості. 
Пористі вироби, отримані в результаті однократного спікання, відрізняються 
меншою тепло- і електропровідністю і низькою опірністю корозії і невеликою 
міцністю. Однак повторне спікання дозволяє отримати деталі, властивості яких 
будуть посилюватися, а значить, і сфера їх застосування буде розширюватися. 
 
1.2.8 Виготовлення об’єктів за допомогою ламінування (Laminated 
Object Manufacturing, LOM)  
Виготовлення об’єктів методом ламінування (Laminated Object 
Manufacturing, LOM) – це одна з технологій 3D-друку так званого, швидкого 
 25 
прототипування (Rapid Prototyping, RP), її друга назва Plastic Sheet Lamination або 
PSL, що перекладається як, ламінування пластикових листів[17]. 
LOM – це технологія створення тривимірних 
об’єктів по заданій в комп’ютері моделі методом 
пошарового склеювання елементів, вирізаних з 
листового матеріалу. 
За допомогою спеціального програмного 
забезпечення розраховується необхідну кількість 
поперечних перерізів деталі. Далі дані, що Рисунок 1.15 - 3D-принтер, 
містять інформацію про продукції, що що використовується для 
LOM прототипування 
виготовляється моделі, транслюються в 
систему управління процесом LOM-принтера. У принтері встановлено спеціальні 
листи, які можуть бути практично з будь-якого матеріалу від звичайного паперу до 
кераміки.  
Все залежить від моделі 3D-принтера. Але найчастіше їм є звичайна 
полімерна плівка, так як має найменшу ціну і товщину від 0,15 мм, що впливає на 
точність деталей отриманого виробу. Матеріал з рулону або окремим листом 
подається на платформу робочої поверхні «розкочується» по ній розігрітим до 
потрібної температури і під необхідним тиском валиком, склеюючи (ламінуючи) 
шар. Далі, променем лазера (або спеціальним ножем) вирізається контур 
поперечного перерізу. Області зайвого матеріалу розрізаються на дрібні елементи 
для подальшого видалення. Після цього платформа опускається вниз, рулон 
провертається і поверх першого шару накладається наступний шар матеріалу, на 
нижню частину якого нанесено сухі сполучні речовини (в залежності від 
використовуваного матеріалу).  
 26 
 
Рисунок 1.16 – Схематичне зображення процесу LOM 
 
А там, де використовується листовий матеріал, накладається новий лист. 
Далі, лазер обрізає всі зайві деталі і процес повторюється. Після завершення 
виготовлення всіх шарів, зайвий матеріал видаляється вручну. При необхідності 
виконується чистова обробка моделі (шліфування, покриття фарбою або лаком). 
Швидкість друку є одним з головних конкурентних переваг технології. В 
процесі моделювання немає необхідності в перетворенні рідких полімерів в 
твердий стан або в спіканні порошкоподібних матеріалів, готовий об’єкт не 
потрібно піддавати термічній обробці. Лазеру під час побудови моделі методом 
LOM не потрібно сканувати всю поверхню кожного перетину, тому деталі з 
товстими стінами виробляються так само швидко, як і з тонкими стінками. 
Технологія LOM особливо вигідна для виробництва великих і громіздких деталей, 
які часто зустрічаються в аерокосмічній і автомобільній промисловості. 
 
 
1.2.9 Технологія 3D-друку MJM 
Multi Jet modeling – технологія 3D-друку, заснована на багато струменевому 
моделюванні за допомогою фото полімерного або воскового матеріалу. 
Використовується в 3D-принтерах компанії 3D Systems серії ProJet. 
Принцип друку нагадує струменевий принтер. В основі технології – 
друкуюча головка з цілої батареєю найдрібніших сопел, розташованих лінійно в 
кілька рядів. Кількість сопел починається від 96 для простіших моделей принтерів 
 27 
і досягає 448 для топових моделей. Одне сопло – одна дрібна крапля модельного 
матеріалу для побудови виробу. 
 
Рисунок 1.17 – Схематичне зображення процесу MJM 
 
Друкуючий блок рухається уздовж робочої поверхні і завдає шару рідкого 
полімеру. Слідом за друкованим блоком слідує УФ-лампа, яка засвічує тільки що 
нанесені частинки матеріалу, в результаті чого той твердне, формуючи заданий 
виріб. 
Крім основного матеріалу в процесі друку використовується допоміжний 
(або матеріал підтримки) – VisiJet S300. Це воскова структура, що служить опорою 
для навісних елементів майбутньої моделі. Після закінчення друку воскові 
підтримки виплавляються в спеціальній печі[21]. 
3D-принтери, що працюють за технологією MJM, можуть працювати з 
восковими і фото полімерними матеріалами. 
Друк воском здійснюється двома головками: однією наноситься більш 
твердий віск основної деталі, другий більш м’який або легкоплавкий для друку 
підтримок. Отримані деталі зручно застосовувати для створення ливарних форм, 
коли воскова заготівля легко виплавляється з форми при температурі в 60° С[45]. 
 28 
  
    
Рисунок 1.18- Зразки моделей, надрукованих за технологією MJM  
 
Великий вибір матеріалів. Як було сказано раніше, технологія MJM дозволяє 
працювати як з полімерними, так і з восковими матеріалами. Вибір фото полімерів 
дозволить вам на одному пристрої друкувати вироби з найрізноманітнішими 
завданнями: майстер-моделі, прототипи, тестові зразки та інше. 
 
1.2.10 Електронно-променева плавка (Electron-beam Melting, EBM)  
EBM (електронно-променева плавка) – це метод адитивного виробництва 
металевих виробів, що визначається використанням електронних випромінювачів, 
а не лазерів, для забезпечення енергії, необхідної для плавлення металевого 
порошку. У цьому процесі високопотужні електронні пучки використовуються для 
сплавлення металевого порошку у вакуумній камері. Результатом є формування 
послідовних шарів, які повторюють геометрію цифрової моделі. Важливою 
особливістю EBM є можливість створювати деталі з особливо високою щільністю 
та міцністю, завдяки використанню електронних пучків у вакуумних умовах. 
 
 29 
 
Рисунок 1.19 – Електронно-променева плавка використовується для 
виробництва титанових імплантатів [19] 
 
Цей метод виробництва дозволяє створювати металеві деталі різних форм і 
високої щільності, використовуючи металевий порошок. Готові вироби практично 
не відрізняються від литих деталей за механічними властивостями. Процес 
починається з читання тривимірної цифрової моделі з файлу, після чого 
створюються послідовні шари порошкового матеріалу. Контурі шарів моделі 
викреслюються електронним пучком, який плавить порошок в областях їх 
зіткнення. Оскільки процес відбувається в вакуумних камерах, можна працювати з 
матеріалами, які чутливі до оксидації, такими як чистий титан.. 
Витратні матеріали складаються з чистого металевого порошку без 
сполучного наповнювача, а готові моделі не відрізняються пористістю. Таким 
чином, не потрібно обпалення надрукованої моделі для досягнення необхідної 
механічної міцності. Цей аспект дозволяє класифікувати EBM в одному ряду з 
вибірковою лазерною плавкою (SLM) і окремо від технологій вибіркового 
лазерного спікання (SLS) і прямого лазерного спікання металів (DMLS), часто 
вимагають випалу після друку для досягнення максимальних міцності. У 
порівнянні з SLS, SLM і DMLS, EBM володіє більш високою швидкістю побудови 
за рахунок більш високої потужності випромінювачів і електронного, а не 
електромеханічного, відхилення пучків[32]. 
 30 
 
Рисунок 1.20 – Черепно-лицевої імплантат, виготовлений за допомогою 
технології EBM 
 
Використання в якості витратних матеріалів титанових сплавів дозволяє 
застосовувати технологію EBM для виробництва медичних імплантатів. 
 
1.2.11 Кольоровий струменевий друк (Color Jet Printing, CJP) 
Друга популярна, проте злегка застаріла, назва цієї методики – 3DP, що 
розшифровується як Three-Dimensional Printing. Технологія друку CJP носила цю 
назву до тих пір, поки в якості сполучного компонента не почали застосовуватися 
кольорові матеріали, які на сьогоднішній день практично повністю виключили 
виробництво монохромних моделей. Ця методика запатентована компанією 3D 
Systems, яка займається виробництвом відповідного обладнання і матеріалів[20]. 
Технологія друку CJP працює з порошкоподібними матеріалами, окремі 
ділянки якого склеюються між собою за допомогою сполучної речовини. Робоча 
область 3Д принтера складається з відсіку для витратного матеріалу, валика для 
його розрівнювання, камери побудови, контейнера з клеєм, системи його подачі і 
друкуючої голівки. 
 31 
 
Рисунок 1.21- Схематичне зображення процесу CJP [20] 
 
Спершу на робочу платформу (на якій буде відбуватися побудова об’єкта) 
наноситься шар порошку, що відповідає висоті першого шару. Зазвичай всі частини 
моделі рівні по висоті. Порошок вирівнюється валиком, надлишки видаляються. 
Далі на ділянки матеріалу, відповідно перетину першого шару, за допомогою 
друкарської головки подається сполучна речовина. Далі робоча платформа 
опускається вниз на висоту одного шару і покривається новою порцією матеріалу. 
Речовина, подається на ділянки, відповідно другого шару. Всі етапи повторюються 
аж до повної побудови об’єкта[20]. 
 
Рисунок 1.22- Зразки моделей, надрукованих за технологією CJP [20] 
 
Чим цікава технологія друку CJP. Основна особливість представленої 
методики 3Д друку – можливість створення повнокольорових виробів за вельми 
 32 
короткий проміжок часу. Також дуже цікаво відсутність необхідності друку 
підтримуючих структур під нависаючими елементами: оскільки друк відбувається 
в камері з порошком, їх роль виконує сам порошок[8]. 
 
1.2.12 Технології DMD (Direct Metal Deposition) 
DMD (Direct Metal Deposition) – це розроблена фірмою POM нова адитивная 
технологія, яка покликана перевести металообробку й виготовлення оснащення в 
нове русло. Цей спосіб прямого виготовлення металевих деталей є найважливішим 
кроком в технологіях металообробки за останні десятиліття. DMD дозволяє 
отримати потрібні вироби з матеріалів з поліпшеними характеристиками за 
менший час і з меншими витратами, ніж це дозволяють традиційні технології [44]. 
 
Рисунок 1.27- Принцип роботи технології DMD 
 
DMD поєднує в собі п’ять загальновідомих технологій: лазери, CAD, CAM, 
сенсори і порошкову металургію. Керуюча програма маніпулює форсункою і 
оптикою, що направляє СО2-лазер відповідно до траєкторіями руху інструменту 
(САМ), створеними за тривимірної CAD-моделі. Промінь лазера фокусується на 
заготовку або прес-формі з інструментальної сталі для утворення зони 
розплавленого металу. Металевий порошок, зазвичай інструментальна сталь (H13, 
P20, S7 або SS) або чиста мідь OFHC підводиться з лотка за допомогою інертного 
газу в форсунку і тонким струменем впорскується в динамічну область розплаву 
 33 
для збільшення її обсягу. Промінь лазера, керований комп’ютером, переміщається 
відповідно до геометрії деталі, пошарово вирощує металеву деталь[40]. 
 
Рисунок 1.2.12- На малюнку зліва зображено деталь, з різким переходом 
властивостей на границі двох матеріалів (TiB2 -> сталь 102с). Праворуч – 
така ж деталь з поступовою зміною властивостей (функціонально-
градієнтний матеріал TiB2 -> TiB2 + сталь 1020 -> сталь 1020). 
 
В ході цього процесу розплавлений метал швидко остигає (103º/сек) і 
твердне. В результаті виходять металеві деталі чудової якості, що володіють 
високою міцністю і мають однорідну мікроструктуру[40]. 
 
1.2.13 Технологія Binder Jetting 
Технологія 3D-друку піщаних форм значно скорочує матеріальні витрати і 
час на підготовку серійного виробництва. В окремих випадках економія часу 
становить 10-12 місяців. Широкий спектр сполучних матеріалів дозволяє 
поліпшити параметри ливарного процесу, знизити масу форми і відливати 
тонкостінні вироби. 
Дана технологія дозволяє надрукувати складну по геометрії піщану форму 
без будь-якої додаткової обробки. Після друку можна відразу приступати до 
відливання. Основною перевагою технології Binder Jet є те, що немає необхідності 
в якихось особливих умови для роботи подібного принтера: друк можлива при 
кімнатній температурі[6]. 
 
 34 
 
Pисунок 1.29- Фрагмент технології друку ExOne Binder Jetting 
 
Рисунок 1.30 – Форми для відливання, надруковані за технологією Binder Jet. 
 
Матеріал, в даному випадку – пісок, розподіляється по робочій платформі за 
допомогою ролика. Далі, друкуюча головка наносить сполучний клей поверх 
порошку. Платформа опускається по товщині шару моделі і об’єкт формується там, 
де пісок пов’язаний з рідиною (тобто з клеєм). Невикористаний матеріал, за 
аналогією з SLS-технологією, є підтримкою для майбутньої моделі.  
Основна перевага Binder Jetting перед іншими процесами 3D-друку. 
Склеювання відбувається при кімнатній температурі. В результаті, спотворення 
розмірів, пов’язані з тепловими ефектами, не є проблемою. Такі як деформація в 
FDM, SLS, DMSL/SLM або скручування в SLA/DLP. 
 35 
 
Pисунок 1.31- Cхема 3D-друку Binder Jet 
 
Порошок Binder Jetting входять в асортимент матеріалів 3д друку. Остаточне 
застосування деталі визначає найбільш підходящий порошок. 
Вартість керамічних порошків зазвичай низька. Металеві порошки є більш 
дорогими. Але більш економічними, ніж матеріали DMSL/SLM. На відміну від 
процесу SLS, 100% незв’язаного порошку може бути перероблено. Що призводить 
до більшої економії матеріалу 
 
2.2.6 LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING) 
Технологія полягає в тому, що матеріал у вигляді порошку подається з сопла, 
де частина порошку проходить повз, а інша частина, що потрапляє в фокус лазера, 
миттєво спікається. Промінь лазера сфокусований, і шар за шаром формує 
тривимірну деталь. Ця технологія дозволяє друкувати сталеві і титанові об’єкти. 
Перед появою цієї технології друк обмежувався виключно пластиковими 
об’єктами, і 3D друк не отримував широкого застосування. Але ця нова технологія 
відкрила можливості для 3D друку в великому масштабі в промисловості. Більше 
того, різні матеріали порошку можна змішувати, отримуючи сплави миттєво. 
 36 
 
Рисунок 1.34 – Друк за технологією LENS 
 
Процес LENS розміщується в герметично закритій камері, яка продувається 
аргоном, так що рівень кисню та вологи залишається нижче 10 частин на мільйон. 
Це підтримує деталь в чистоті, запобігаючи окисленню. Вихідна сировина з 
металевого порошку надходить у головку для осадження матеріалу за допомогою 
власної системи подачі порошку Optomec, яка здатна точно регулювати масовий 
потік. Після осадження одного шару головка осадження матеріалу переходить до 
наступного шару. Складаючи послідовні шари, будується вся частина. По 
завершенні компонент видаляється і може бути термічно оброблений, пресований 
гарячою ізостатичним обробкою, або оброблений будь-яким звичним способом. 
 
Висновки до розділу 1  
 Методи швидкого прототипування знайшли широке застосування в багатьох 
галузях промисловості, адже їх використання має ряд істотних переваг в порівнянні 
з традиційною технологією механічної обробки; 
 Огляд інформації по найбільш затребуваних методах технології швидкого 
прототипування доводить , що доволі прогресивним і нескладним в виготовленні 
деталей є метод FDM; разом з тим матеріали, що використовуються в даному 
різновиді принтерів доволі доступні по ціновій категорії, що значно спрощує та 
підвищує можливості досягення поставлених задач дослідження 
 
 
 
 37 
РОЗДІЛ 2 
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА  ОБЛАДНАННЯ 
 
 
2.1 3D принтер 
 
Для друку деталей використовувався 3д принтер Creality Ender 
 
Рисунок 2.1 – 3D-принтер Creality Ender-3 V2 FDM . 
 
 38 
Ender-3 V2 пропонує широкий спектр функцій та можливостей Для. 
FDMдруку  
Таблиця 2.1  
Характеристики принтеру 
Характеристики принтера  
Технологія друку: FDM 
Матеріал друку: PLA, PETG, ASA, ABS, PC 
(Polycarbonate), CPE, PVA / 
BVOH, HIPS, PP (Polypropylene), 
Flex, nGen, Nylon, Carbon filled, 
Woodfill 
Кількість друкуючих сопел, шт.: 1 
Діаметр сопел, мм: 0.4 
Вертикальна роздільна здатність 0,05 
друку, мкм: 
Типова/Максимальна швидкість 10-150 
друку, мм/с 
Габарити області друку 250х210х210 
Загальні характеристики 
Енергоспоживання, Вт (V/A): 120W 
Розмір, мм: 520x480x540 
Вага, кг: 7 
 
Кожна частина виготовлена алюмінієвого сплаву , що забезпечує міцну 
стійкість, ідеальну для друку . Джерело живлення приховано всередині 
конструкції, що робить його використання набагато безпечнішим. 
V-подібна напрямна. Ender-3 V2 використовує шків V-Guide Rail, щоб 
забезпечити плавний і стабільний рух разом із низьким рівнем шуму та 
зносостійкістю, збільшуючи термін служби. 
 39 
Сучасна система. Дозволяє безшумнно друкувати без відволікань за 
допомогою материнської плати, яка здатна витримувати низькі коливання струму 
та плавний рух до 50 дБ для друку без затримок. 
Характеристки друку . У разі збою живлення Ender-3 V2 може продовжити 
роботу там, де він зупинився, завершивши друк без втручання оператора. 
Натягувач. Осі XY дозволяє регулювати натяг ременя швидким і зручним 
способом. 
Поворотна ручка подачі. Легко подайте нитку в екструдер за допомогою 
вбудованої поворотної ручки. 
 
 
2.2Поширені проблеми 3D-друку технологією  FDM 
 
2.2.1 3D принтер не виконує друк при початку роботи 
Проблема з екструдером може часто траплятися у користувачів нових 3D-
принтерів, але, на щастя, вирішити її досить просто! Якщо екструдер не починає 
подавати пластик при запуску завдання, це може бути обумовлено чотирма 
можливими причинами. Нижче розглянемо кожну з них та пояснимо, якими 
налаштуваннями можна виправити цю проблему. 
1. Непідготовленість екструдера (не заповнений перед друком): Багато 
екструдерів можуть протікати пластик, коли вони не працюють, але при цьому 
залишаються гарячими. Це може призводити до витікання пластику всередині 
сопла. Заповнення екструдера перед друком може усунути цю проблему. 
2. Протікання в стані спокою: Протікання може виникнути під час прогріву 
екструдера перед початком друку або в кінці друку під час поступового остигання. 
Це може викликати затримки перед початком екструдування. 
3. Недостатня температура: Недостатня температура екструдера також може 
впливати на подачу пластику. Перевірте, чи налаштована правильна температура 
для конкретного матеріалу. 
4. Засмічене сопло: Сопло екструдера може бути забрудненим або 
 40 
засміченим, що перешкоджає нормальному потоку пластику. Регулярна очистка 
може вирішити цю проблему. 
Ретельна перевірка та налаштування цих параметрів допоможе вам усунути 
неполадки з екструдером та налаштувати його для ефективної роботи.. 
 
Рисунок 2.35 – Зразок відсутності екструдування під час друку 
 
Щоб вирішити цю проблему, безпосередньо перед початком роботи 
переконайтеся, що ви підготували екструдер таким чином, щоб сопло було 
заповнене пластиком і готово до екструдування. Стандартний прийом полягає в 
тому, щоб надрукувати так звану «спідницю» (skirt). Ця «спідниця» - кільце, об 
ведення, контур навколо вашої майбутньої деталі, і поки воно друкується, 
екструдер заповнюється пластиком. Якщо ви відчуваєте, що потрібна додаткова 
підготовка, можна збільшити кількість друкованих «спідниць», відповідні 
налаштування є в ряді програм для 3D-друку. 
Деякі користувачі вважають за краще попередньо екструдувати філамент 
«вручну». Такий процес в панелі управління часто називається Jog Control. 
Якщо сопло працює дуже близько до платформи друку, це може призводити 
до недостатнього простору для виходу пластика з екструдера, і отвір на кінці сопла 
може бути блокованим. Явними ознаками цієї проблеми може бути те, що пластик 
не екструдується на перших шарах, а з певного моменту, коли платформа 
опускається, ситуація нормалізується. 
Цю проблему можна легко вирішити, налаштувавши G-Code у програмі 3D-
друку. G-Code – це мова програмування, яка визначає рухи і команди для 3D-
принтера. Ви можете внести зміни в G-Code для налаштування відстані між соплом 
 41 
і платформою. 
Зазвичай для вирішення цієї проблеми можна зменшити значення параметра 
«Z-offset» або «Initial Layer Height» у G-Code. Це дозволить підняти сопло на 
початковому шарі, забезпечуючи достатній простір для виходу пластика. 
Проте, будь ласка, звертайте увагу на те, що будь-які зміни в G-Code варто 
вносити з обережністю, оскільки вони можуть вплинути на якість та точність 
друку.. Там ви можете дуже тонко підлаштувати позицію по осі Z без того, щоб 
міняти якісь настройки безпосередньо. Наприклад, якщо ви введете значення 0,05 
мм для зміщення G-Code по осі Z, перед друком сопло буде відведено на відстань 
0,05 мм від платформи. Продовжуйте з невеликим кроком збільшувати це 
значення до тих пір, поки між соплом і платформою не опиниться достатнього 
простору для виходу пластика[52]. 
Якщо ні один із вищеописаних варіантів не вирішує проблему, то, ймовірно, 
екструдер засмітився. Це може трапитися, коли в сопло потрапляє різного роду 
сміття, гарячий пластик затримується всередині екструдера протягом тривалого 
часу або екструдер недостатньо охолоджується, і філамент починає 
розм’якшуватися не в тому місці, де слід. 
Для вирішення цієї проблеми спробуйте наступні кроки: 
1. Зачекайте, доки екструдер охолоне: Переконайтеся, що екструдер 
повністю охолонув перед початком нового друку. 
2. Очистіть екструдер: Відключіть 3D-принтер від джерела живлення і, якщо 
це можливо, зніміть екструдер. Очистіть сопло від залишків пластику або інших 
забруднень. 
3. Запустіть процес протягування: Завантажте новий філамент і 
використовуйте функцію «протягування» (extrude) на пристрої для 3D-друку. Це 
допоможе видалити можливі залишки засмічення і прокачати новий матеріал. 
4. Перевірте наявність сміття: Перевірте, чи немає сміття в системі подачі 
матеріалу та екструдері. 
Якщо ці кроки не допомагають, можливо, вам слід розглянути докладніші 
технічні перевірки або звернутися до виробника принтера для отримання 
 42 
конкретних порад.Прочистити сопло можна механічно, для цього багато магазинів 
пропонують спеціальні голки і свердла для прочищення сопла екструдера, так само 
рекомендуємо скористатися методом холодного протягання. Сопло і термобарьєр 
можна занурити в розчинник, тим самим хімічно прочистити налиплий пластик, 
потім механічно відняти від нього весь нагар. 
 
2.2.2 Роздруківка не щільно прилягає до платформи 3D-принтера 
Дуже важливо, щоб перший шар роздруківки надійно прикріпився до 
платформи принтера так, щоб всі інші шари використовували б його як 
фундамент[48]. Якщо перший шар до платформи не прилип, в подальшому 
виникнуть проблеми. Вирішити це непорозуміння можна масою різних способів, 
так що ми вкажемо лише на найтиповіші причини і пояснимо, як їх усунути. 
Якщо у вас проблеми з прилипанням першого шару на 3D-принтері, 
перевірте рівність і вирівнювання платформи друку. Багато принтерів мають 
можливість регулювання положення платформи за допомогою гвинтів або ручок. 
Щоб вирівняти платформу: 
1. Перевірте рівність: Переконайтеся, що ваша платформа рівна і не має 
перекосу. Якщо виявлено перекос, вона може бути занадто близькою або далекою 
від сопла. 
2. Використовуйте відповідні інструменти: Багато програм для 3D-друку 
мають майстер вирівнювання платформи, який допомагає вам правильно 
налаштувати положення платформи для оптимального прилипання першого шару. 
3. Регулюйте гвинти або ручки: Використовуйте гвинти або ручки, щоб 
підлаштувати положення платформи на кожному куті. Зазвичай, це робиться за 
допомогою спеціальних гвинтів або регулюючих механізмів, які знаходяться під 
платформою. 
4. Перевірте вирівнювання на кожному куті: Впевніться, що кожен край 
платформи друку рівномірно вирівнюється, а не нахиляється в одному напрямку. 
5. Перевірте фіксацію платформи: Переконайтеся, що платформа добре 
закріплена і не має зайвого руху. 
 43 
Вирівнювання платформи друку допомагає забезпечити рівномірний контакт 
між соплом і першим шаром матеріалу, що сприяє кращому прилипанню та 
якіснішому друку.. Зазвичай його, Bed Leveling Wizard, можна знайти десь в меню 
Tools. Сопло починає працювати занадто далеко від платформи. Після того як ви 
належним чином вирівняли платформу, ви повинні ще переконатися, що сопло 
почне працювати на правильній висоті від платформи. Ваше завдання – встановити 
екструдер на ідеальній відстані від платформи друку: не надто далеко і не дуже 
близько. Щоб друкований об’єкт краще тримався на платформі, корисно, щоб 
філамент злегка в неї вминався. Ви, звичайно, можете все налаштувати 
безпосередньо на принтері, але, як правило, набагато простіше (і набагато точніше) 
це виходить через програму. Зазвичай відповідні параметри можна знайти в меню 
на кшталт Edit Process Settings → G-Code. Там можна виставити глобальне 
значення для зміщення G-Code по осі Z, підлаштував його більш точно. 
 
Рисунок 2.1.2 – Наочне зображення проблеми відсутності прилипання 
першого шару з столом принтера 
 
Перший шар роздруковується занадто швидко. Коли ви роздруковуєте на 
платформу перший шар пластику, вам треба, щоб цей перший шар, перед тим як 
на нього буде викладений другий, добре прикріпився до поверхні. Якщо ви 
друкуєте перший шар занадто швидко, пластик може не встигнути прикріпитися 
до платформи. З цієї причини, як правило, виявляється дуже корисним друкувати 
перший шар на більш низькій швидкості. У більшості слайсерів така опція є. Знайти 
її можна орієнтовно в меню Edit Process Settings → First Layer Speed. Наприклад, 
якщо встановити цей параметр в 50%, то перший шар буде друкуватися на 50% 
повільніше інших. Якщо вам здається, що і цього недостатньо, спробуйте змінити 
 44 
його ще. 
Налаштування температури або охолоджування. Пластик в міру 
охолодження стискається. Для наочності уявіть собі, що ви друкуєте ABS-
пластиком об’єкт, який має 100 мм в діаметрі. Якщо екструдер друкує пластиком 
при температурі 230°С, а пластик цей викладається на холодну платформу, він, 
вийшовши з хот-енду, швидше за все, охолоне досить швидко[60]. У деяких 
принтерів є спеціальні охолоджуючі вентилятори, які дозволяють прискорити цей 
процес. Якщо об’єкт з ABS остигає при кімнатній температурі в 30°С, ребро 
довжиною в 100 мм стиснеться майже на 1,5 мм! В силу цих обставин пластик у 
міру охолодження буде прагнути від’єднатися від платформи. І це важливий 
момент, який слід мати на увазі при друкові першого шару. Якщо ви помічаєте, що 
спочатку шар наче й прилипає до платформи, але потім, остигаючи, починає 
відставати, можливо, причина саме в налаштуваннях температури і охолодження. 
Багато принтерів, які призначені для друку матеріалами, розігрітими до 
високих температур (наприклад, ABS), мають функцію підігріву платформи, яка 
допомагає боротися з цими проблемами. Якщо платформа підігріта до 110°С і ця 
температура підтримується протягом усього процесу друку, це забезпечить нагрів 
першого шару, і він не буде стискатися. Тому, якщо у вашого принтера платформа 
з підігрівом, ви можете спробувати його включити, щоб перший шар не остигав. В 
цілому треба мати на увазі, що PLA добре прилипає в тому випадку, якщо він 
підігрітий до 60-70°С, а ABS краще працює при підігріві до 100-120°С[61]. У 
програмах управління печаткою все це налаштовується. У відповідному меню, 
наприклад Edit Process Settings → Temperature, треба вибрати зі списку потрібну 
платформу і вказати для неї температуру першого шару. Значення температури 
зазвичай можна змінити після подвійного кліка на цей параметр. 
 
2.2.6 Пластика екструдується недостатньо 
З’явлення щілин між сусідніми шарами, яке може виникнути через 
недостатнє екструдування (недоекструдування), є поширеною трудністю у 3D-
друці. Для вирішення цього питання рекомендується: 
 45 
1. Регулюйте об’єм філамента: Збільште у програмі для 3D-друку об’єм 
філамента, який повинен видавати принтер. Це може вимагати декількох тестових 
друкувань для встановлення оптимальних параметрів. 
2. Перевірте тиск у екструдері: Переконайтеся, що філамент має вільний 
потік і не пережимається в екструдері. При необхідності підвищте тиск. 
3. Дотримуйтеся оптимальної температури: Встановіть оптимальну 
температуру екструдера для обраного матеріалу. Неправильна температура може 
впливати на текучість філамента. 
4. Перевірте діаметр філамента: Виміряйте діаметр філамента і 
переконайтеся, що програма для 3D-друку налаштована на правильний діаметр. 
5. Спробуйте фірмові профілі: Використовуйте фірмові профілі для матеріалу 
та принтера, якщо вони доступні. Вони можуть містити оптимальні налаштування. 
Проведіть експерименти та вносьте зміни для досягнення належного 
екструдування та уникнення щілин між шарами.. 
Найнадійніший спосіб, яким можна перевірити, чи достатню кількість 
пластику екструдує ваш принтер, - це роздрукувати простий кубик з ребром 20 мм 
і як мінімум 3 контурами. Подивіться на верхній шар – чи добре з’єднані між собою 
всі 3 контури? Якщо є щілини, має місце недоекструдування. Якщо всі периметри 
як годиться стикаються і щілин немає, проблема в чомусь іншому. Якщо ви 
встановили факт недоекструдування, є кілька причин цієї проблеми, і їх можна 
звести до наступних: 
Невірний діаметр нитки філамента. Перше, що вам слід перевірити, - це те, 
чи знає програма друку про діаметр використовуваного вами філамента. Ці 
настройки зазвичай живуть в меню Edit Process Settings → Other[. Переконайтеся, 
що виставлена там величина відповідає використовуваному філаменту. Ви можете 
навіть самостійно виміряти цей діаметр за допомогою мікрометра або іншого 
прецизійного приладу і переконатися, що він збігається з настройками програми. 
Найбільш поширені значення діаметра нитки філамента – 1,75 мм і 2,85 мм. На 
багатьох котушках пластика вказується точний діаметр ниток. 
 46 
 
Рисунок 2.1.3 – Недостатнє екструдування пластику 
 
Занадто малий коефіцієнт екструдування. Якщо діаметр вашого філамента 
правильний, а пресування і раніше недостатнє, вам потрібно підлаштувати 
коефіцієнт екструдування. Це дуже корисний параметр (його іноді називають 
показником витрати і т.п.), який дозволяє легко змінювати кількість екструдуючого 
пластика. Відповідні налаштування Edit Process Settings → Extruder. Для кожного 
екструдера на вашому принтері може бути встановлений власний коефіцієнт 
екструдування, тому, якщо їх у вас кілька, потрібно вибрати з відповідного списку 
правильний. Наприклад, ви можете поміняти зазначений коефіцієнт з 1,0 на 1,05, і 
тоді пластика продавлюватиметься на 5% більше, ніж раніше. Для PLA коефіцієнт 
екструдування зазвичай виставляють в 0,9, для ABS – ближче до 1,0. Спробуйте 
збільшувати цей параметр з кроком в 5%, друкуючи заново тестовий кубик, щоб 
бачити, чи є ще щілини по периметру. 
 
2.2.4Дірки або щілини на верхньому шарі роздруківки 
Для економії пластика більшість надрукованих 3D-деталей представляють 
собою суцільну оболонку навколо пористого, частково полого наповнення. Раз 
нутрощі деталі можуть бути частково порожніми, нам треба, щоб поверхня була 
суцільною і міцною. Для цього програми 3D-друку дозволяють вказати, скільки 
суцільних шарів треба викласти знизу і зверху об’єкта. 
Наприклад, якщо ви друкуєте простий кубик з 5 суцільними шарами знизу і 
зверху, програма рівно так і зробить, а все те, що всередині, виявиться частково 
 47 
порожнім. Такий прийом дозволяє заощадити вражаючу кількість пластику, 
притому що самі об’єкти залишаться досить міцними завдяки вивіреним 
налаштувань заповнення. Однак в залежності від того, які саме налаштування ви 
виставили, ви можете виявити, що верхні шари вашої роздруківки, які повинні бути 
суцільними, не зовсім суцільні. Там можуть бути щілини і діри, хоча, судячи з 
усього, бути їх там не повинно. Якщо ви зіткнулися з такою проблемою, є кілька 
простих налаштувань, які допоможуть  її вирішити. 
Недостатньо суцільні верхні шари. Перша настройка, на яку слід звернути 
увагу, - це кількість верхніх суцільних шарів. Коли ви намагаєтеся надрукувати на 
100% суцільний шар поверх частково порожніх внутрішніх частин, верхній шар 
повинен перекрити порожнечу, що лежить під ним. Але одиночний шар буде 
прагнути стікати і провисати. Тому, як правило, поверх порожнечі друкують кілька 
шарів, щоб забезпечити плоску і цілком тверду поверхню. Золоте правило тут таке: 
суцільна частина роздруківки повинна бути не менше 0,5 мм в товщину. Тому, 
якщо у вас шари по 0,25 мм, їх потрібно як мінімум 2. Якщо ви друкуєте тонкими 
шарами, наприклад в 0,1 мм, вам може знадобиться 5 суцільних верхніх шарів, щоб 
домогтися задовільного ефекту. Якщо ви помітили щілини на верхній поверхні, в 
першу чергу потрібно збільшити кількість суцільних шарів, з яких вона 
складається[52]. Зверніть увагу, що ці суцільні шари друкуються всередині вашого 
об’єкта, тобто його зовнішні розміри не змінюються. Змінити кількість суцільних 
шарів можна в меню Edit Process Settings → Layer або аналогічному, відповідно до 
використовуваної програмою управління печаткою. 
 
Рисунок 2.1.4 – Недостатнє заповнення пластиком верхнього шару 
 48 
Занадто низький відсоток заповнення. Внутрішнє заповнення вашого об’єкта 
грає роль фундаменту для верхніх шарів. Суцільні шари нагорі роздруківки 
вимагають, щоб фундамент під ними був досить міцним. Якщо у вас відсоток 
заповнення занадто малий, значить всередині буде занадто багато порожнього 
простору[61]. Так, якщо заповнення встановлено в 10%, решта 90% будуть 
порожнечею, тобто можуть бути дуже великі незаповнені простори, поверх яких ви 
потім спробуєте надрукувати суцільний шар. Якщо ви збільшуєте і збільшуєте 
кількість суцільних верхніх шарів, а щілини на них все не йдуть і не йдуть, вам 
може знадобитися збільшити відсоток заповнення, щоб позбутися від цього 
непорозуміння. Наприклад, якщо відсоток заповнення був 30%, спробуйте 
встановити його в 50%, в результаті чого опора під суцільними верхніми шарами 
стане більш надійною. Недостатнє екструдування. Якщо ви збільшуєте і збільшуєте 
кількість суцільних верхніх шарів, а щілини на них все не йдуть і не йдуть, процес 
може страждати від недостатнього екструдування. Це означає, що через сопло 
вашого принтера пластика продавлюється менше, ніж цього очікує програма. 
 
2.2.5Перегрів пластику 
Температура пластика, який виходить з екструдера, коливається в межах 190-
240 °C. Завдяки високій температурі пластик стає м’яким і дозволяє легко 
формувати йому різні конфігурації. Проте, при охолодженні пластик швидко 
твердіє, і його форму вже не так просто змінити. Важливо забезпечити правильний 
баланс між температурою і охолодженням, щоб пластик мав можливість вільно 
протікати через сопло, але одночасно швидко застигав, забезпечуючи точні розміри 
3D-деталі, яку ви друкуєте[56]. Невідповідний баланс може призвести до проблем 
з якістю друку, таких як неправильні зовнішні розміри об’єкта. На фотографії 
видно, як філамент, який був екструдований на вершину піраміди, не встигає 
достатньо швидко застигнути, щоб зберегти свою форму. Існують різні причини 
перегріву, а також способи їх усунення, які можна врахувати.. 
Недостатнє охолодження. Найбільш поширена причина перегріву – це якщо 
пластик остуджують недостатньо швидко. Коли таке відбувається, гарячий 
 49 
пластик, охолоджуючись, встигає приймати найрізноманітніші форми. Для 
багатьох видів пластику набагато краще, коли філамент, будучи викладений в шар, 
швидко охолоджується, щоб форма не встигла змінитися. Якщо у вашого принтера 
є охолоджуючий вентилятор, спробуйте збільшити потужність охолодження, щоб 
пластик остигав швидше[54]. Потужність охолодження, вона ж швидкість 
обертання, змінюється у вкладці Edit Process Settings → Cooling. Додаткове 
охолодження допоможе пластику зберегти форму. Якщо у вашого принтера немає 
рідного вентилятора, можна який- небудь пристосувати або взагалі 
використовувати невеликий ручний, обдуваючи їм об’єкт в процесі друку. 
Друк ведеться при дуже високій температурі. Якщо ви вже задіяли 
вентилятор, а проблема ще не вирішена, ви можете спробувати вести сам друк при 
більш низькій температурі. Коли пластик екструдується при більш низькій 
температурі, він швидше застигає і краще тримає форму. Спробуйте знизити 
температуру на 5-10 градусів і подивіться, що вийде. Це можна зробити в меню Edit 
Process Settings → Temperature[55]. Не перестарайтеся, інакше пластик не 
розігріється досить для того, щоб його можна було продавити через малесеньку 
дірочку на кінці сопла. 
 
Рисунок 2.1.5 – Дефекти перегріву пластику[52] 
 
Друк ведеться на дуже великій швидкості. Якщо кожен шар вашого об’єкта 
друкується дуже швидко, часу на те, щоб кожен попередній шар досить охолов, 
може виявитися недостатньо, і друк буде вестися поверх гарячого шару. Це 
особливо важливо для дуже дрібних деталей, коли на друк кожного шару потрібно 
 50 
всього кілька секунд. Навіть при наявності охолоджуючого вентилятора вам може 
знадобитися знизити швидкість друку маленьких шарів, щоб надати їм достатньо 
часу для охолодження[60]. У більшості програм 3D- друку це робиться дуже 
просто. У вкладці Cooling меню Edit Process Settings, швидше за все, є розділ Speed 
Overrides. Там виставляється параметр автоматичного зниження швидкості друку 
для маленьких шарів, щоб дати їм час на те, щоб охолонути і застигнути, перед тим 
як поверх них почне друкуватися новий шар. Це дуже корисна опція для боротьби 
з перегрівом. 
 
2.2.6 Зсув шарів або відсутність вирівнювання 
Більшість 3D-принтерів використовує систему управління без зворотного 
зв’язку, іншими словами, якби дивно це не здалося, вони не мають уявлення про 
реальний стан друкуючої головки. Принтер просто намагається перемістити 
головку в певну позицію і сподівається, що вона там і залишиться. У більшості 
випадків це працює, тому що кроковий мотор принтера досить потужний і 
такого навантаження, яке могло б перешкодити його роботі, як правило, не 
трапляється. Але якщо щось йде не так, принтер не зможе це визначити. Наприклад, 
якщо вам вдалося досить сильно вдарити по принтеру в той момент, коли він 
зайнятий справою, його друкуюча головка може різко змінити становище. Оскільки 
апарат не має уявлення, про тещо сталося, він продовжить друкувати як ні в чому 
не бувало. Якщо ви виявили у вашій роздруківці зміщені шари, це зазвичай 
викликано однією з нижчезазначених причин. На жаль, якщо така помилка 
виникає, сам принтер виловити її не в змозі, і тут на допомогу повинна прийти 
людина і вирішити одну з наступних проблем. 
 51 
 
Рисунок 2.1.6 – Зсув шарів при друку 
 
Друкуюча головка рухається занадто швидко. Якщо ви друкуєте на дуже 
високій швидкості, мотори вашого 3D-принтера можуть мати проблеми з тим, щоб 
її підтримувати. Якщо ви намагаєтеся змусити принтер друкувати швидше, ніж це 
можуть забезпечити мотори, ви можете почути характерний звук, що клацає, коли 
приводу не вдається досягти заданого положення[57]. Коли таке трапляється, 
решта друкованого об’єкта вийде зміщеною щодо того, що було надруковано 
нижче. 
Якщо вам здається, що друкуюча головка переміщається занадто швидко, 
спробуйте знизити швидкість на 50%. Для цього в меню Edit Process Settings є 
вкладка Other. Налаштуйте Default Printing Speed і X/Y Axis Movement Speed. 
Перший параметр визначає швидкість будь-якого переміщення, коли екструдер 
активно продавлює пластик, другий визначає швидкість швидких переміщень, 
коли екструдування не відбувається. Якщо значення одного з цих параметрів дуже 
велике, це може призвести до зміщення шарів. 
Механічні або електричні проблеми. Якщо шари залишаються усунутими і 
після зниження швидкості друку, тоді, найімовірніше, у принтера є якась механічна 
або електрична проблема. Наприклад, в більшості 3D-принтерів для того, щоб 
мотор керував становищем голівки, застосовуються ремінні передачі. Ці ремені 
зазвичай робляться з гуми, яка укріплена якимось волокном[50]. З плином часу 
ремені можуть розтягуватися, що позначається на їх натяг і на здатності точного 
 52 
позиціонування. Якщо натяг занадто малий, ремінь може зіскочити зі шківа 
приводу, тобто привід буде обертатися, але ремінь не буде нічого передавати. Якщо 
ремінь був спочатку натягнутий занадто сильно, це теж може призвести до 
проблем. Перетягнутий ремінь створює надлишкове тертя в підшипниках, що 
заважає двигунові обертатися[60]. 
Ідеальна збірка передбачає, що ремінь натягнутий досить сильно, щоб не 
зіскочити, але не настільки сильно, щоб блокувати обертання системи. Якщо ви 
починаєте помічати появу зміщених шарів, ви повинні переконатися, що всі ремені 
приводного механізму натягнуті належним чином, не надто слабо і не дуже сильно. 
У багатьох 3D-принтерах є також ремені, які натягнуті на шківи, закріплені 
на валу крокового двигуна. Кріплення там виконано за допомогою маленьких 
регулювальних гвинтів, званих також установочними. Так забезпечується 
синхронне обертання шківа і вала. Але якщо регулювальні гвинти ослабли, 
синхронність може виявитися порушеною. Може виявитися, що мотор 
обертається, а шків – ні. Коли таке трапляється, друкуюча голівка не потрапляє в 
необхідну позицію, що позначається на вирівнюванні всіх друкованих після збою 
шарів[51]. Тому, якщо зсув шарів виникає регулярно, ви повинні переконатися, що 
гвинтики на шківах затягнуті добре. 
Бувають також деякі поширені збої з електрики, які теж призводять до того, 
що мотор збивається з позиції. Наприклад, якщо сила струму, що подається на 
двигун, занадто мала, його потужності може виявитися недостатньо для обертання. 
Буває також, що електроніка електроприводу перегрілася, через що мотор може 
тимчасово зупинитися і не працювати до тих пір, поки температура не прийде в 
норму. 
 
2.2.7 3D-принтер перестає друкувати в довільний момент, в процесі 
друку 
Якщо на початку роботи ваш принтер екструдував нормально, а потім 
раптово перестав, то така проблема зазвичай пов’язана з лише кількома причинами. 
Закінчився філамент. Це очевидно: перед тим як шукати причину того, чому 
 53 
принтер узагалі не друкує, надзвичайно корисно переконатися, чи є йому ніж 
друкувати. Якщо котушка скінчилася, треба заправити нову, після чого 
продовжити. 
Філамент сточив об привідну шестерінку. Під час друку мотор екструдера 
безперервно обертається, намагаючись проштовхнути філамент в сопло, щоб 
принтер міг екструдувати пластик. Якщо ви намагаєтеся друкувати занадто швидко 
або екструдувати занадто багато пластика, мотор може почати вгризатися в 
філамент аж до того, що сточить все, і шестерінці нема за що буде чіплятися. Якщо 
мотор екструдера обертається, а філамент НЕ рухається, ймовірно, причина саме в 
цьому. 
 
Рисунок 2.1.7 – Відмова обладнання під час друку 
 
Екструдер засмічений. Якщо все з вищеописаного не ваш випадок, дуже 
ймовірно, що засмітився екструдер. Якщо це сталося в процесі друку, ви можете 
перевірити на предмет забруднень сам філамент, а також переконатися, що 
котушка НЕ запилилася. Якщо в сопло подається запорошений філамент, все 
закінчується засміченням. 
Перегрівся мотор екструдера. Коли йде друк, мотору екструдера припадає 
дуже несолодко. Він постійно обертається вперед і назад, тягне і штовхає пластик 
туди і назад. Швидкі рухи пов’язані з високою витратою (і виділенням) енергії, так 
 54 
що, якщо у електроніки принтера недостатнє охолодження, вона запросто може 
перегрітися. Зазвичай у моторів є термозахист, який їх відключає, якщо 
температура стає занадто високою. В такому випадку може виявитися, що мотори 
по осях X і Y продовжують працювати і переміщати головку екструдера, але мотор 
самого екструдера стоїть. Єдиний спосіб вирішити цю проблему – вимкнути 
принтер і дати електроніці охолонути[60]. Також може виявитися корисним 
встановити додатковий вентилятор охолодження, якщо у проблеми 
спостерігаються рецидиви. 
 
2.2.8 Погане наповнення 
Наповнення вашої 3D-моделі грає дуже важливу роль в плані її міцності. 
Воно відповідає за те, щоб скріплювати зовнішню оболонку 3D-об'єкта і 
підтримувати ті його площині, які друкуються поверх нього. Якщо наповнення 
виходить слабким або «волохатим»[55], вам слід змінити кілька налаштувань 
програми управління друком, щоб надати додаткову міцність цієї частини вашого 
об'єкта. 
Спробуйте змінити шаблони наповнення. Один з перших параметрів, на які 
вам потрібно звернути увагу, - це використовуваний при друку наповнення шаблон. 
Шаблон описується параметром Internal Fill Pattern. Деякі шаблони більш суцільні 
і міцні, деякі менш. Наприклад, Grid, Triangular і Solid Honeycomb, тобто «Грати», 
«Трикутники» і «Суцільні стільники», - це міцні наповнення.    Інші,    такі    як    
Rectilinear    або    Fast    Honeycomb,    тобто «Прямолінійний»   або   «Швидкі   
стільники»,   жертвують   міцністю   зарадишвидкості. Якщо у вас проблема зі 
створенням міцного і надійного наповнення, вивчіть ефект від різних шаблонів. 
 55 
 
Рисунок 2.1.8 – Недостатнє наповнення внутрішніх поверхонь[55] 
 
Зменшіть швидкість друку. Наповнення зазвичай друкується швидше, ніж 
інші частини вашої 3D-моделі. Якщо ви будете намагатися друкувати наповнення 
занадто швидко, екструдер з цим може не впоратися і ви побачите ефект 
недоекструдування у внутрішній частині вашого об'єкта. В результаті цього 
наповнення буде неміцним і павутино образним, тому що екструдеру не вдалося 
проштовхнути таку кількість пластику, на яке розраховувала програма друку. Якщо 
ви випробували різні шаблони наповнення, але проблеми з його міцністю не 
зникають, зменшіть швидкість друку[54]. Для цього в меню Edit Process Settings є 
вкладка Other. Налаштуйте швидкість друку за замовчуванням, Default Printing 
Speed, від якої безпосередньо залежить швидкість, з якою друкується наповнення. 
Наприклад, якщо раніше друк був на швидкості 3600 мм/хв (60 мм/с), спробуйте її 
зменшити на 50% і подивіться, чи не стало наповнення міцнішим і суцільним. 
Збільште ширину екструдування наповнювача. За допомогою іншої дуже 
потужної опції, яка є в деяких програмах 3D-друку, можна змінити ширину 
екструдування при друку наповнення. Наприклад, ви можете друкувати зовнішній 
контур при ширині екструдування всього 0,4 мм, але переходити на 0,8 мм, коли 
йде друк внутрішніх частин. В результаті внутрішні перегородки стануть товщими 
і міцними, що неодмінно позначиться на міцності друкованого 3D-об'єкта. Ці 
настройки можна знайти в меню Edit Process Settings → Infill. Ширина 
 56 
екструдування наповнення, Infill Extrusion Width, задається у відсотках від 
нормальної. Якщо, наприклад, ви встановите її в 200%, екструдуюмий при друку 
наповнення пластик буде викладатися вдвічі більш широкими смужками, ніж при 
друку периметрів. При такого роду налаштування слід враховувати можливість 
програми друку підтримувати вказаний вами відсоток наповнення. Якщо ви 
встановите ширину внутрішнього екструдування в 200%, при друку кожної смужки 
наповнення буде використовуватися вдвічі більше пластика[50]. Щоб забезпечити 
такий відсоток наповнення, що утворюють його нитки пластика повинні бути 
відповідним чином просторово розведені. З цієї причини багато збільшують 
відсоток наповнення після збільшення ширини екструдування наповнення. 
 
2.2.9 Діри та щілини між кутами шарів 
При друку 3D-об'єкта кожен шар використовує в якості підставки для 
попереднього шару. При цьому, однак, важливо і те, скільки екструдується 
пластика, тому потрібно домогтися балансу між міцністю підставки і кількістю 
використовуваного пластику. Якщо основа виходить недостатньо міцною, у вас 
будуть утворюватися діри і щілини між шарами. Як правило, це найбільш чітко 
проявляється на кутах, коли змінюється розмір деталі (наприклад, якщо ви друкуєте 
кубик з ребром 20 мм поверх кубика на 40 мм). Коли відбувається перехід на 
менший розмір, ви повинні переконатися, що є досить опор для підтримки бічних 
стінок меншого кубика. Є кілька типових причин, які призводять до того, що 
підставка виходить недостатньо міцною. 
Недостатньо периметрів. Якщо додати до друку контур периметрів, це значно 
зміцнить фундамент наступних шарів. Оскільки внутрішня частина друкованого 
об'єкта, як правило, частково порожня, товщина оточуючих стінок грає дуже 
велику роль[47]. Налаштувати цей параметр можна в меню Edit Process Settings, у 
вкладці Layer. Наприклад, якщо раніше ви друкували два  периметра, спробуйте 
надрукувати те ж саме з чотирма і подивіться, чи не зникли щілини. 
Недостатньо суцільні верхні шари. Інша поширена причина слабких опорних 
шарів, тобто таких, поверх яких друкуються інші деталі, - це коли шари 
 57 
недостатньо суцільні. Тонкий шар не може нормально підтримувати структури, що 
викладаються на нього. Це вирішується в меню Edit Process Settings, у вкладці 
Layer. 
 
Рисунок 2.1.10 – Недоліки друку дрібних елементів 
 
Занадто низький відсоток наповнення. Нарешті, слід також перевірити 
відсоток наповнення, який встановлюється в Process Settings → Infill. Верхній 
суцільний шар викладається поверх наповнення, так що важливо, щоб цього 
наповнення виявилося достатньо[46]. Наприклад, якщо ви раніше друкували з 
наповненням в 20%, спробуйте збільшити його до 40% і подивіться, чи не 
покращилась якість. 
 
2.2.10 Дуже дрібні деталі не продруковуються 
У вашого принтера є сопло певного розміру, яке дозволяє вам з великою 
точністю відтворювати дуже дрібні деталі. Наприклад, у багатьох принтерів є 
сопло з отвором діаметром 0,4 мм[50]. У більшості випадків воно працює відмінно, 
але коли ви намагаєтеся надрукувати ну дуже дрібні деталі, які менше діаметра 
сопла, виникають проблеми. Припустимо, ви хочете надрукувати стінку товщиною 
0,2 мм за допомогою сопла на 0,4. Нічого доброго з цього не вийде, тому що 
продавлювати смужку пластика шириною 0,2 мм через 0,4 мм і сподіватися, що 
 58 
вона вийде акуратною, - нерозумно. Ширина екструдування завжди повинна бути 
більше або дорівнювати діаметру сопла. Саме з цієї причини, коли ви хочете 
побачити превью майбутньої моделі і натискаєте в програмі друку на Prepare to 
Print або щось аналогічне, програма прибирає з предпросмотра подібні дрібні 
деталі. Таким чином програма вам каже, що даними соплом вашого 3D-принтера 
ви не зможете надрукувати занадто дрібні деталі. Якщо ви часто намагаєтеся 
друкувати дріб'язок, ця проблема вам добре знайома. Є, втім, кілька прийомів, які 
дозволять вам успішно впоратися з такими складнощами. Прийоми такі: 
Змініть дизайн об'єкта, щоб його деталі були більшими. Перший і найбільш 
очевидний - змінити дизайн друкованого об'єкта таким чином, щоб в ньому були 
присутні тільки деталі, які більші за діаметра сопла. Зазвичай це пов'язано з 
редагуванням 3D-моделі в CAD-програмі. Коли ви укрупнили дрібні деталі моделі, 
ви заново імпортуєте її в слайсер, щоб переконатися, що принтер зможе відтворити 
створену вами форму. Якщо всі дрібниці на превью видно, принтер повинен бути в 
змозі надрукувати перероблений об'єкт. 
 
Рисунок 2.1.12 – Проблеми при друку дрібних деталей 
 
Встановіть сопло меншого діаметру. У багатьох випадках змінити дизайн 
об'єкта не представляється можливим. Наприклад, він може бути складовою 
 59 
частиною розробленої ким-небудь іншим моделі або ж ви завантажили його з 
інтернету. В такому випадку вам слід розглянути можливість придбання іншого 
сопла для вашого 3D-принтера, яке б дозволило друкувати більш дрібні нюанси. 
Для багатьох принтерів на ринку запчастин пропонуються змінні наконечники 
сопел, що дозволяє з легкістю здійснювати такі маніпуляції. Багато користувачів, 
наприклад, набувають, крім уже наявного сопла на 0,5 мм, сопло на 0,3. 
Якщо ви не можете змінити дизайн оригінальної 3D-моделі, а також 
встановити сопло меншого діаметру, залишається тільки один варіант. Це, як уже 
говорилося, змусити принтер друкувати дрібні деталі насильно, що, швидше за все, 
буде мати певні наслідки в плані якості. Зайдіть в Edit Process Settings → Extruders 
і вручну виставте ширину екструдування. Якщо у вас, припустимо, сопло на 0,4 мм, 
ви можете вручну задати ширину 0,3 мм, тоді принтер, підкоряючись програмі, 
спробує друкувати арабески такого масштабу. 
 
 
2.3 Опис пластків умови роботи з пластиками 
 
 Оскільки кожен настільний 3D-принтер має свої унікальні характеристики, 
ми будемо використовувати виключно нашу модель принтера нам потрібно  трохи 
змінювати  параметри температури, щоб отримати найкращі результати. Щоб 
отримати оптимальні результати друку, потрібно враховувати такі змінні, як 
діаметр сопла 3D-принтера, налаштування швидкості друку та висота шару. В 
таблиці 2.1 наведено основні параметри кожного із видів пластику. 
 
 
 
 
 
 
 
 60 
Таблиця 2.1  
Огляд особливостей використання матеріалів для 3D друку 
 Матеріа Температур
Особливості використання 
л а 
PLA можна друкувати як з підігрівом, так і без 
нього, але якщо 3D-принтер має підігрів, 
рекомендовано встановити температуру принтера 
приблизно на 60°C - 8 0°C . 
Перший шар зазвичай на 5°C-10°C вище, ніж 
наступні шари. 
215°C - 
PLA   використовуйте на 5°C-10°C вище. 
235°C 
Добре приклеюється до блакитної малярської 
стрічки. 
Добре прилипає до надзвичайно міцного лаку для 
волосся. 
Добре прилипає до "ABS Juice" (выдходів нитки 
ABS, розчинений в ацетоні) 
Рекомендовано підігрівається ліжко для 
друку. Встановіть температуру друкарської 
поверхні приблизно на 80 °C -  100 °C. Після 
перших кількох шарів найкраще трохи знизити 
температуру друкарської поверхні. 
230°C - 
ABS  АБС, що світиться в темряві, 
240°C 
використовуйте  250°C 
Добре приклеюється до поліімідної/каптонової 
стрічки, ПЕТ стрічки, синьої стрічки. 
Добре прилипає до надзвичайно міцного лаку для 
волосся. 
 61 
Добре клеїться з «АБС-соком» (брухт нитки АБС, 
розчинений в ацетоні). 
Якщо з сопла виходить піна, матеріал необхідно 
просушити при ~ 75°C протягом двох годин. 
smartABS прибл. 250°C 
Дотримуйтеся тих самих рекомендацій, що й для 
звичайного АБС. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
приблизно на 115°C. 
СТЕГНА залишаються гнучкими, поки не 
230°C - 
СТЕГНА охолонуть. Не виймайте відбиток, доки він 
250°C 
повністю не охолоне, інакше він зігнеться. 
Розчиняється приблизно через 8-24 години, якщо 
повністю занурити його у ванну з лімоненом. 
Розчиняється у звичайній  воді. Просто опустіть 
свою частину у воду, щоб PVA почав 
розчинятися. Результати можна збовтувати, 
використовуючи гарячу воду та перемішуючи. 
Деякі хороші  також були помічені при 180°C з 
нагрітим шаром при 40°C. 
190°C - Якщо температура на нагрітому столику занадто 
ПВА 
220°C висока, це залишає ПВА гнучким і дозволяє йому 
зміщуватися. 
Швидко розкладається при температурі вище 200°C 
При використанні в якості опорного матеріалу 
збільште щільність ПВА-основи. 
Вам знадобиться принтер із двома екструдерами, 
щоб використовувати PVA як матеріал підтримки 
 62 
При використанні як допоміжний матеріал краще 
прилипає до PLA, ніж до ABS. 
При використанні ABS як опорного матеріалу ви 
повинні тримати основу PVA ДУЖЕ близько (0,1 
мм) до поверхні ABS і використовувати високу 
щільність підтримки для PVA. 
ПВА, використовуваний в якості плоту, добре 
приклеїться до скотчу. 
Для досягнення найкращих результатів ПВА має 
бути повністю сухим. 
Друкуйте на низькій швидкості. 
Друкувати низькій швидкості.. Значно знизити 
швидкість друку. Спробуйте друкувати зі 
швидкістю 10-20 мм/с. 
Зменшити втягування 
Для монтажної пластини рекомендується 
використовувати синю малярську стрічку з тонким 
шаром клею зверху. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
М'який 210°C - приблизно на 60–100 °C. 
PLA 220°C Рекомендовано принтер прямої подачі. 
Використовуйте трохи мастила (наприклад, WD40) 
екструдери не ідеальні для друку гнучких ниток. 
Переконайтеся, що нитка  чиста (не має жиру для 
рук). 
Найкраще працює в принтерах із екструдерами з 
прямим приводом 
Для правильної подачі необхідний підпружинений 
механізм подачі з роликовим підшипником. Крім 
 63 
того, екструдер повинен підтримувати нитку між 
виходом із ведучого механізму  
 
Встановіть температуру столика приблизно на 20°C 
- 50°C. 
Найкраще працює в принтерах із екструдерами з 
прямим приводом. 
Екструдери   
платформу не потрібно. Стрічку Kapton можна 
використовувати з NinjaFlex, але адгезія 
надрукованої частини до стрічки може бути 
сильнішою, ніж клей, який утримує стрічку на 
платформі збірки. 
NinjaFlex, як правило, добре працює з настройками 
екструдера, подібними до ABS; однак 
210°C - налаштування параметрів втягування принтера 
Ninja Flex 
225°C може покращити якість друку при 
зупинці/початку. Також може знадобитися 
зменшити швидкість друку приблизно до 30 мм/с. 
Для нитки 1,75 мм втягування 2-3 мм добре працює. 
Для високих тонких частин може знадобитися 
спроектувати опори, щоб запобігти вигину моделі 
під час переміщення друкувальної голівки. 
Для мостів NinjaFlex поводиться подібно до ABS і 
може бути замінений у відбитках, призначених для 
ABS. 
При переході з іншого полімеру (наприклад, ABS 
або PLA) ретельно промийте його перед початком 
друку. 
 64 
Під час високошвидкісного друку найкраще 
зчеплення шару досягається при 240°C. 
215°C - 
Bend Lay Розчинний в очиснику гальм; ацетон змусить 
240°C 
Бендлі кришитися. 
Добре прилипає до ABS і PLA 
165°C - 180°C для яскравого/світлого ефекту 
деревини. 
210°C - 245°C для ефекту темнішого дерева. 
Laywoo- 165°C - 
Добре тримається на друкарській дошці, без 
D3 250°C 
підігріву дошки. 
Ми рекомендуємо використовувати насадку 0,5 мм, 
щоб запобігти її засміченню. 
165°C для більш гладких поверхонь. 
210°C для шорстких поверхонь. 
Добре тримається на друкарській дошці, без 
підігріву дошки. 
Вентилятор має бути включений. 
165°C - Зачекайте 2-4 години після друку, поки предмет не 
Лейбрик 
210°C затвердіє, перш ніж знімати його з платформи. 
Спробуйте друкувати в теплих приміщеннях (20°C 
або більше), тоді нитка легше згинається. 
Використовуйте код M227: fe S 30000 P 10000. 
Товщина шару від 0,1 мм до 0,5 мм. 
Нарізка: заповнення об'єкта макс. 25%. 
Дотримуйтесь тих самих рекомендацій, що й для 
Термохро звичайного PLA. 
прибл. 210°C 
м PLA Якщо надрукована частина має температуру < 29°C, 
вона матиме непрозорий антрацитно-сірий колір. 
 65 
Якщо надрукована частина має температуру > 29°C, 
вона матиме напівпрозорий/білий колір. 
Не можна друкувати на склі. 
Друкуйте на картоні, щоб уникнути 
деформації. Найкращі результати досягнуті на 
Garolite. Інші/дешевші альтернативи включають 
деревину тополі або клей PVA/UHU. 
Нейлон 240°C - Встановіть температуру друкарської поверхні 
PA 6 280°C приблизно на 120°C. (Це може відрізнятися залежно 
від поверхні для друку) 
Якщо з сопла виходить піна, матеріал необхідно 
просушити при ~ 148°C протягом 3-4 годин. 
Переповнення частини призведе до утворення 
липкого безладу. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
приблизно на 60°C. Якщо не використовуєте ліжко 
з підігрівом, спробуйте підвищити температуру 
гарячої частини на кілька градусів. 
Для отримання оптимальної 
температури; починайте з 230°C і продовжуйте 
230°C - 
PETG підвищувати температуру, доки принтери не 
250°C 
почнуть регулярно підрум’янювати відбиток; після 
цього знизите температуру на пару градусів і 
готово. Зробіть примітку для наступних відбитків. 
Друк на PVA, розмішаному у воді, 1 до 4, 1 до 
3. Дайте висохнути після нанесення. 
Охолодження під час друку не потрібне 
 66 
Без плоту. (якщо друкарська платформа не 
нагрівається, спробуйте використовувати краї 
шириною 5 мм або більше.) 
Легко друкує на акрилових, скляних, каптонових та 
інших платформах 
T-скло має більшу густину та любить вищі 
температури з маленьких сопел. Якщо Т-скло 
занадто холодне, воно не буде добре 
видавлюватися. 
Якщо t-glase надто гаряче, воно надрукує багато 
бульбашок на нитках. 
Оптимальна температура становить приблизно від 
212°C до 224°C, але друкуватиметься до 207°C і 
Taulman 207°C - приблизно до 238°C+. 
T-Glase 238°C Спробуйте 238°C із соплами діаметром 0,4 мм або 
0,25 мм 
Щоб знайти оптимальну температуру для вашого 
налаштування та принтера, ми пропонуємо почати з 
238°C і підвищувати температуру (навіть якщо він 
добре друкує), поки не побачите багато бульбашок 
приблизно на 4-му шарі (перший шар повільніший, 
тому він буде є бульбашки). Коли ви знайдете це 
місце, зменшіть температуру на 5 °C, і все 
готово. Зробіть примітку для наступних шарів. 
 
618 не буде друкувати/приклеюватися до скляних 
Taulman чи алюмінієвих друкарських столиків. 
прибл. 245°C 
Nylon 618 . 
 
 67 
645 не буде друкувати/прилипати до скляних або 
алюмінієвих друкарських столиків. 
Taulman 
Найкращий матеріал для друку для початківців— 
нейлон прибл. 245°C 
плоский шматок незавершеного тополі або синя 
645 
малярська стрічка. 
 
Таулман Використовуйте клей ПВА повної міцності або 
"Міст" прибл. 245°C розбавлений на вашій друкарській поверхні. 
Нейлон  
Якщо залишити на відкритому повітрі на кілька 
днів (або менше у вологому середовищі), його 
потрібно буде висушити перед друком. 120 °C 
протягом 4 годин. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
приблизно на 120–130 °C. 
Друк із вищою швидкістю потоку потребує вищих 
температур екструдера для стабільного плавлення. 
Тим, хто має екструдери у стилі Боудена, потрібно 
Полікарб 250°C - 
стежити за ознаками надмірної сили в місцях, де 
онат (ПК) 320°C 
трубка Боудена зустрічається з приводом нитки та 
гарячим наконечником. 
Добре прилипає до "ABS Juice" 
Добре приклеюється до каптонової стрічки при 
використанні підігрітого друкарського столу. 
Деякі користувачі досягли успіху з підігрівом 
Garolite. Інші показали хороші результати з 
суперклеєм на холодному склі, а потім нагрівали 
шар до 125-130 °C. 
 68 
Для 1,75 мм рекомендована температура друку 
становить 185°C–200°C із підігрівом друкувального 
столу АБО 200°C–230°C без підігріву 
друкувального столу. 
PolyMax 180°C - 
Для 3,00 мм рекомендований діапазон температур 
PLA 240°C 
друку становить 200–230 °C. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
приблизно на 60–70°C. 
Рекомендована швидкість друку 40 - 120 мм/с. 
Рекомендована температура друку: 220°C - 235°C. 
Підігрів друкованої поверхні не потрібен. 
Рекомендована швидкість друку: 30 - 60 мм/с. 
Для правильного годування рекомендується 
210°C - пружинний механізм подачі. 
PolyFlex 
240°C Хороша адгезія до більшості будівельних 
поверхонь, включаючи блакитну стрічку, 
каптонову/поліімідну стрічку тощо. 
Можна використовувати на принтерах із подвійним 
екструдером. 
Обробка порівнянна зі стандартною PLA. 
Ліжко з підігрівом не потрібно. 
PLA, 
Через підвищену крихкість процес може бути менш 
армовани
послідовним на менших соплах та/або машинах 
й 190°C - 
типу Боудена. 
вуглецеви 230°C 
Розмір сопла: 0,35 мм - 0,5 мм 
м 
Добрих результатів було досягнуто під час друку з 
волокном 
використанням сопла діаметром 0,5 мм і 
екструзійної головки з прямим приводом із 
 69 
пружинним навантаженням. Адгезія шару була 
чудовою, а короблення було низьким. 
Рекомендується ліжко з підігрівом. Площа 
поперечного перерізу повинна бути зведена до 
мінімуму. 
Для високоміцних відбитків без бульбашок може 
Полікарб знадобитися сушіння в духовці протягом ~ 1 години 
260°C - 
онат ABS при температурі 85°C - 95°C. 
285°C 
(PC-ABS) Розмір сопла: 0,25 мм - 0,5 мм 
Добрих результатів досягнуто під час друку дрібних 
деталей із використанням сопла діаметром 0,5 мм і 
екструзійної головки з прямим приводом із 
пружинним навантаженням. 
Обробка порівнянна зі стандартною PLA. 
Підігрів основи не потрібен, хоча підігрів основи 
може допомогти кристалізувати матеріал після 
друку та зробити непотрібним замочування в печі 
Високоте для деяких частин. 
190°C - 
мператур Розмір сопла: 0,25 мм - 0,5 мм 
230°C 
ний PLA Добрих результатів досягнуто під час друку з 
використанням сопла діаметром 0,5 мм і 
екструзійної головки з прямим приводом із 
пружинним навантаженням. Адгезія шару була 
чудовою, а короблення було низьким. 
Можна друкувати як з підігрівом, так і без 
EasyFil 
210°C - нього. Однак, якщо ваш принтер обладнано 
2,85 мм 
220°C друкарським шаром з підігрівом, ми рекомендуємо 
PLA 
встановити температуру 35–60°C. 
 70 
Добре приклеюється до блакитної малярської 
стрічки та надміцного лаку для волосся 
Орієнтовна швидкість друку: 40 - 80 мм/с 
Рекомендовано використовувати друкарську 
платформу з підігрівом. В ідеалі температура вашої 
друкарської поверхні повинна бути приблизно 90°C 
EasyFil - 110°C. 
220°C - 
2,85 мм ABS згинається під впливом надто сильного 
260°C 
ABS тепла. Після перших кількох шарів найкраще трохи 
знизити температуру друкарської поверхні. 
Добре прилипає до каптону, ПЕТ-стрічки, дуже 
міцного лаку для волосся та соку ABS. 
Друкувати повільно. Спробуйте друкувати зі 
швидкістю 30 мм/с або навіть менше. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
приблизно на 70°C. 
Вентилятор охолодження: увімкнено 
Найкраще працює в принтерах із екструдерами з 
ТПУ прямим приводом. 
(гнучкий 195°C - Екструдери типу Боудена не ідеальні для друку 
поліурета 230°C гнучких ниток. 
н) Зменшити втягування. 
Ваш екструдер повинен підтримувати нитку між 
виходом ведучої шестерні. до входу в плавильну 
камеру. 
При переході з іншого полімеру (наприклад, ABS 
або PLA) ретельно промийте його перед початком 
друку. 
 71 
Так само, як друк звичайного ABS. 
Вогнезах
230°C - Рекомендовано підігрівається ліжко для 
исний/сті
250°C друку. Встановіть температуру друкарської 
йкий ABS 
поверхні приблизно на 110°C. 
Встановіть температуру друкарської поверхні 
200°C - 
Деревина приблизно на 90–110 °C . 
260°C 
Вентилятор охолодження: УВІМК 
Так само, як друк звичайного ABS. 
Провідни
Рекомендовано підігрівається ліжко для 
й / 230°C - 
друку. Встановіть температуру друкарської 
антистати 250°C 
поверхні приблизно на 110°C. 
чний ABS 
Вентилятор охолодження не потрібен 
Можна друкувати без підігріву друкарської 
поверхні. Проте, якщо ваш принтер обладнано 
друкарським шаром з підігрівом, ми рекомендуємо 
EasyWoo 210°C - встановити температуру шару з нагріванням від ± 
d Coconut 220°C 35° до 60°C. 
Добре приклеюється до непідготовленої поверхні 
для друку або малярської стрічки. 
Рекомендована швидкість друку: 40 - 100 мм/с 
 
 
2.4 Визначення винекнення дефектів при  3д друці 
Для того щоб визначити причини розшарування моделі під час друку ,нам 
потрібно зрозуміти як відбувається розподіл  температури по об’єму деталі. 
Визначити найбільше напруження в ділянки отримання цих даних дозволить 
розробити нам методику запобігання виникнення негативних явищ і не безпечних 
для деталей режимів друку  
 72 
В якості дослідної установки ми використовуємо 3д принтер Creality Ender-3 
V2 FDM  та друкуємо деталь конусної пусто стінної форми для більшого ефекту 
додаємо переходи на деталі  рисунок 2.2 під час друку використовуємо пірометр 
досліди проводяться до кожного виду пластиків із отриманих тепловий даних 
будуємо модель де чітко видно розподіл температури по деталі рисунок 2.3 
 
 
 
Рисунок 2.3 -  Температурний розподіл 
 73 
 
Рисунок 2.4 
 
Висновки до розділу 2  
 Огляд доступної інформації по проблемах, що найбільш часто виникають при 
використанні 3D друку, що працює за технологією FDM. 
 Проведений аналіз можливих варіантів вирішення проблем дає змогу 
врахувати більшість негативних факторів при моделюванні конструкції дослідної 
установки принтеру та сформувати критерії вибору раціональних компонувань 
малогабаритного технологічного обладнання на рівнях синтезу структур, схем і 
конструкцій. 
 Було розглянуто основні можливості 3д друку та його широкий різновид 
технологій . 
 Теоретично досліджено, та експериментально підтверджено працездатність і 
ефективність запропонованих конструкцій верстатів, встановивши залежності 
технологічних і конструктивних параметрів від геометрії компонування та видів 
навантажень. 
 Розроблено параметричну модель в MATLAB & Simulink для здійснення 
автоматизованого пошуку найкращих конструкторских рішень. 
 74 
Розділ 3. 
Аналіз результатів досліджень 
 
 
3.1 Аналіз результатів досліджень 
На основі досліджень експериментальної деталі в якій  спостерігаються 
температурні напруження було вставлено численні критичних зони температурних 
напружень що сприяло збільшенню браку готових виробів. З метою зниження 
вірогідності браку та збільшення продуктивності виробництва, розроблено 
комплексів певних практичних заходів  
 
Рисунок  3.1 -3д друку в порівнянні з іншими технологіями 
  
Умови та місце, принтер, на момент дослідження  рекомендовано 
встановлювати в температурних умовах  від 15ºC до 30ºC, щоб уникнути проблем, 
які впливають на якість друку.  
У дуже жаркому середовищі це може вплинути на  
 текучість  
 75 
 усадку матеріалу, залишаючи нитки або бульбашки на поверхні 
деталі.     
Дуже холодне середовище може спричинити різні проблеми, наприклад: : 
 Це повне або часткове підняття кутів моделі, що контактують із 
поверхнею друку, внаслідок звуження матеріалу, зазвичай спричинене дуже 
раптовим охолодженням під час процесу друку. 
 Відшарування або розтріскування : це відокремлення проміжних шарів 
моделі через напруги, спричинені раптовістю матеріалу. 
 Зміна температури хотенда  
 Швидкість друку була зменшена тим самим відбулася більш  якісніша 
поверхня  
 Охолодження деталей виконано на 80 відсотків  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рисунок 3.1 Деталі  до впровадження рекомендацій 
 76 
3.2 Практичні рекомендації для підвищення якості FDM друку  
 
На основі проведених досліджень було вироблено ряд практичних 
рекомендацій що в свою чергу позитивно вплинуло на якість отриманих деталей  
 
Рисунок 3.2 Залежності обдуву від температури пластика під час друку  
 
Щоб налаштувати охолодження моделі максимально коректно, враховують 
таке: 
1. Тип пластику. ABS і PETG мають високу температуру плавлення і 
вимагають меншої інтенсивності обдування. Великі об'єкти іноді друкують із 
відключеним вентилятором. Деталі з PLA, особливо дрібні, можуть вимагати 100% 
обдування, при друкуванні кількох фігур одночасно швидкість вентилятора 
допускається знизити до 60-70%. 
2. Розмір моделі. Під час друку великорозмірних об'єктів пластик встигає 
охолонути настільки, що коли з екструдера надходить чергова порція пластику, 
попередній шар не розігрівається до критичної температури плинності. Відповідно, 
формування деталі з малою площею поверхні має відбуватися з обдуванням, 
інтенсивність якого буде тим вищою, чим менший розмір зони друку. 
 77 
3. Форма просторового об'єкта. Тут враховують товщину стінок, 
наявність підтримок та щільність заповнення. Моделі з дрібними, тонкими, 
ажурними елементами друкують обов'язково включаючи вентилятор. Ця ж вимога 
стосується деталей із заповненням менше 30 %. Що відсоток заповнення, то менше 
допускається інтенсивність обдування. 
 
 
Рисунок 3.3 Деталь придатна до використання 
 
 Збільшення кількості обдуву до 100 відсотків  
 Зміна температури хотенда  
 Швидкість друку бола зменшена тим самим відбулася більш якісніша 
поверхна  
 
 
 
 
 
 
 
 
 78 
Поширені проблеми 3D-друку та способи їх вирішення 
1. Проблема адгезії першого шару 
 
Рисунок 3.4 Проблеми з адгезією першого шару під час 3D-друку 
 
Ця проблема відноситься до стану, коли перший шар друку не прилипає до 
столика. Це одна з найпоширеніших проблем під час 3D-друку 
Нижче наведено список дій з усунення несправностей 3D-друку, які можна 
виконати, щоб вирішити проблеми з адгезією шару: 
 Перевірка температури стола  
Перевірка температури шару під час друку. Деякі матеріали потребують 
підігріву столика , щоб гарантувати, що  пластик прилипає  до столика 
. Температуру шару можна легко контролювати за допомогою програмного 
забезпечення . 
 Оптимальна швидкість друку 
Встановлення  швидкості друку на оптимальний рівень. Швидкість друку 
може значно вплинути на адгезію шару. Швидша швидкість, нижча адгезія 
столика. . 
 Встановлення  швидкості  вентилятора 
Перевірка швидкість вентилятора друку. Рекомендується підтримувати 
низьку швидкість вентилятора протягом перших кількох шарів, а у випадку ABS 
повністю вимкнути вентилятор . 
3. Слабке заповнення 
 79 
Рисунок 3.5 Погана структура заповнення 
 
Заповнення є важливим параметром, який слід враховувати під час друку. У 
разі необережного поводження це може спричинити проблеми під час 3D-
друку. Щільність заповнення і малюнок відіграють важливу роль в міцності 
деталей. Це також визначає стійкість і форму моделі. Тому важливо, щоб 
заповнення було ретельно підібрано та використано. 
Ознайомтеся з наведеними нижче порадами щодо усунення несправностей 
3D-друку, щоб дізнатися, як вирішити проблему слабкого заповнення під час 3D-
друку. 
 Встановлення оптимальної швидкість друку 
Це одне з перших рішень для усунення несправностей для слабкого 
заповнення. Загальновідомо, що швидкість друку є важливим фактором, який 
впливає на заповнення. Як правило, нові користувачі не встановлюють достатньої 
важливості заповнення та прагнуть друкувати заповнення на більшій 
швидкості. Це серйозна помилка з боку користувача. Як згадувалося вище, 
заповнення служить багатьом цілям, і його слід друкувати з такою ж точністю, як і 
інші шари. Отже, швидкість друку слід регулювати і, як правило, друкувати на 
низькій швидкості. Це можна легко вирішити методом проб і помилок. Пам’ятайте, 
що міцне заповнення додасть міцності друкованої частини. 
 80 
Перевірте ширину екструзії 
Налаштування ширини екструзії дійсно можна використовувати під час 
друку заповнення. Користувачі роблять помилку, не граючи з шириною 
екструзії. Як правило, ширина екструзії ігнорується та залишається однаковою для 
всього друку. Це позбавляє користувачів дуже потужного інструменту для 
покращення якості друку. Друкуючи заповнення з більшою шириною екструзії, 
заповнення може бути значно міцнішим. 
Це знову ж таки метод проб і помилок, оскільки ідеального показника 
ширини не існує. Просто пам’ятайте, що збільшення ширини екструзії заповнення 
також збільшить кількість нанесеного матеріалу, тому, якщо модель маленька, 
візерунок заповнення може перекриватися. Тому його слід пробувати лише з 
більшими моделями. 
Використовуйте відповідний шаблон заповнення 
 
Рисунок 3.6 Шаблони заповнення Ultimaker і відсоток 
 
Експеримент з малюнком заповнення. Деякі візерунки заповнення кращі і за 
інші. Отже, експериментування з доступним шаблоном заповнення в програмному 
 81 
забезпеченні для нарізки також допоможе усунути проблему слабкого 
заповнення.    
 Нанизування або каплі на деталях  
 
Рисунок 3.7  Надлишок рядків під час 3D-друку 
 
Поширена проблема під час 3D-друку також є натягуванням або 
витіканням. Цю проблему, знову ж таки, можна легко усунути за допомогою 
широкомасштабних  
Втягування — це зворотний рух нитки, щоб запобігти надлишковому витоку 
солодового матеріалу. Ретельно керуючи цим параметром, можна усунути 
проблеми з витіканням або натягуванням. 
У разі налаштувань програмного забезпечення для нарізки ви можете 
контролювати лише два параметри, а саме швидкість ретракції та відстань. Ми 
також розглянемо інші проблеми, щоб контролювати цю проблему. 
 Встановіть ідеальну швидкість втягування 
Якщо користувачі зіткнулися з проблемою нанизування, то в першу чергу 
необхідно перевірити швидкість втягування. Цей параметр контролює швидкість, з 
якою нитка відтягується назад. Якщо швидкість надто висока, розплавлений 
пластик може відірватися від нерозплавленої нитки вище, і вся мета втягування 
буде втрачена. Якщо швидкість низька, це може не допомогти зменшити виділення. 
Отже, загальне рішення полягає в тому, щоб спроектувати модель з 
наступними вежами на відповідних відстанях, а потім спробувати налаштувати 
 82 
параметри, щоб перевірити ефект натягування. Ретельно контролюючи швидкість, 
можна знайти ідеальне значення. Усе програмне забезпечення для нарізки має 
параметри ретракції для контролю швидкості ретракції.  
 Встановіть ідеальну відстань втягування 
Відстань втягування – це відстань, на яку нитка відтягується назад. Відстань 
втягування залежатиме від екструзійної системи, прямого приводу чи приводу 
Боудена. Екструдери з прямим приводом працюватимуть з невеликими відстанями 
втягування (зазвичай близько 1-2 мм), тоді як система екструдера Боудена 
потребуватиме відстань втягування приблизно 5-10 мм. Ця відстань також 
залежатиме від типу матеріалу та використовуваного принтера, тому для 
оптимального друку відстань потрібно ретельно визначити. 
Ретельно контролюючи відстань методом проб і помилок, можна знайти 
ідеальне значення. Усе програмне забезпечення для нарізки має параметри 
ретракції, щоб контролювати відстань ретракції.  
Відрегулюйте температуру нагрівача 
Температура друку також може вплинути на каплі та натягування. Якщо 
температура надто висока, в’язкість матеріалу знижується, і матеріал капає, навіть 
коли нитка втягнута. Низька температура припинить сочитися, але вплине на якість 
друку. Тому враховуйте цей параметр, встановлюючи ідеальну температуру друку. 
5. Викривлення 
 
Рисунок 3.8 Деформація 
 83 
Завершуючи п’ять поширених проблем 3D-друку, ми нарешті розглянемо 
викривлення. Проблема викривлення викликає головний біль у багатьох 
користувачів, нових і досвідчених. Але якщо зрозуміти суть проблеми, то 
впоратися з нею не так вже й складно. 
Деформація виникає, коли нанесений матеріал швидко охолоджується. Під 
час охолодження матеріал стискається, і це призводить до того, що кінці 
піднімаються вгору, що спричиняє деформацію. Викривлення також призводить до 
тріщин на відбитку. 
Ознайомтеся з наведеними нижче порадами щодо усунення несправностей 
3D-друку, щоб дізнатися, як вирішити проблеми з деформацією. 
 Відрегулюйте температуру  столика 
Основним рішенням для усунення проблеми викривлення є використання 
підігрітого шару під час друку матеріалів, які піддаються викривленню, а саме 
ABS. Основна ідея полягає в тому, щоб перший шар був нагрітим і не дозволяв їм 
швидко охолоджуватися. Це допомагає початковим шарам залишатися в контакті з 
будівельною пластиною, таким чином уникаючи деформації. 
 Відрегулюйте швидкість вентилятора 
Нові користувачі зазвичай не граються з налаштуваннями зрізу, тому 
ігнорують це налаштування, щоб усунути проблему деформації. Скористайтеся 
розширеними налаштуваннями слайсера, щоб повністю вимкнути вентилятор або 
зберегти швидкість вентилятора на мінімумі протягом перших кількох 
шарів. Вентилятор можна вмикати після цих початкових шарів. На цьому етапі 
нанесений матеріал залишається гарячим довше. 
 Встановити оптимальну температуру навколишнього середовища 
(температуру корпусу) 
Під час 3D-друку бажано використовувати корпус. Хоча закритий 3D-
принтер може бути дорогим, але ця додаткова вартість позбавить вас від таких 
проблем, як викривлення, засмічення сопел тощо. 
Якщо у вас є можливість підтримувати температуру корпусу, друк буде 
легким і повністю усуне проблеми з викривленням. 
 84 
Висновок до розділу 3 Дані рекомендації було впроваджено в тенологічний 
процес що дозволило істотно підвищити якість підвищити якість виготовлення 
деталей. Знизивши кількість браку що в свою чергу мінімізувало витрати  піднявши 
продуктивність.  
 85 
ВИСНОВКИ 
 
 Виконано аналіз відомих конструкцій 3D-принтерів, їх кінематичних 
схем, типів, а також методів синтезу нових конструкцій; 
 Розроблено параметричну модель в MATLAB & Simulink для 
здійснення автоматизованого пошуку найкращих рішень щодо вибору матеріалу . 
 Методи швидкого прототипування знайшли широке застосування в 
багатьох галузях промисловості, адже їх використання має ряд істотних переваг в 
порівнянні з традиційною технологією механічної обробки; 
 Огляд інформації по найбільш затребуваних методах технології 
швидкого прототипування доводить , що доволі прогресивним і нескладним в 
виготовленні деталей є метод FDM; разом з тим матеріали, що використовуються в 
даному різновиді принтерів доволі доступні по ціновій категорії, що значно 
спрощує та підвищує можливості досягення поставлених задач дослідження 
 Огляд доступної інформації по проблемах, що найбільш часто 
виникають при використанні 3D друку, що працює за технологією FDM. 
 Проведений аналіз можливих варіантів вирішення проблем дає змогу 
врахувати більшість негативних факторів при моделюванні конструкції дослідної 
установки принтеру та сформувати критерії вибору раціональних компонувань 
малогабаритного технологічного обладнання на рівнях синтезу структур, схем і 
конструкцій. 
 Дані рекомендації було впроваджено в тенологічний процес що 
дозволило істотно підвищити якість підвищити якість виготовлення деталей. 
Знизивши кількість браку що в свою чергу мінімізувало витрати  піднявши 
продуктивність