Pillowing (dziury w górnej warstwie) w druku 3D — 5 przyczyn i jak je usunąć

Objaw: górna powierzchnia modelu, zamiast być gładka, ma rozstępy, kraterki i pofalowane wybrzuszenia. W najgorszym wypadku widać przez nią wypełnienie, a linie ostatniej warstwy wyginają się do góry w regularnym wzorze odwzorowującym siatkę infillu. Boki wydruku wyglądają przy tym bez zarzutu.

Pillowing (po polsku poduszkowanie) bierze się z tego, że górne warstwy nie mają się na czym oprzeć. Ostatnie kilka warstw to w rzeczywistości mostki rozpięte nad oczkami wypełnienia. Materiał wyłożony w powietrzu obkurcza się przy stygnięciu, więc jeżeli jest go za mało albo stygnie za wolno, linia unosi się w górę i zrywa. Problem jest zatem geometryczny, a nie materiałowy: rozstrzyga stosunek wielkości oczka wypełnienia do liczby i grubości warstw, które mają je przykryć. To dobra wiadomość, bo prawie zawsze da się go rozwiązać samym slicerem.

Najczęstsze przyczyny i rozwiązania

1. Warstw górnych jest za mało

Domyślne trzy warstwy wystarczają tylko przy gęstym wypełnieniu i niskiej warstwie. Pierwsza warstwa nad pustką zawsze wychodzi nierówno, druga ją prostuje, trzecia wygładza. Jeśli tych warstw jest mniej, niż potrzeba, ostatnia z nich nadal będzie mostkiem, a nie powierzchnią.

Jak sprawdzić: zamiast liczyć warstwy, licz grubość. Większość slicerów pozwala zadać górną powłokę w milimetrach — Top shell thickness w OrcaSlicer i Cura. Warto, żeby wynosiła co najmniej mniej więcej tyle, ile średnica dyszy.

Co zrobić: dołóż warstwy tak, aby powłoka miała wymaganą grubość przy twojej wysokości warstwy. Przy warstwie 0,2 mm oznacza to zwykle pięć warstw, przy 0,12 mm odpowiednio więcej. To najskuteczniejsza pojedyncza zmiana i przy większości wydruków wystarczy sama.

2. Wypełnienie jest za rzadkie, żeby je przemostkować

Im rzadsze wypełnienie, tym większe oczko i tym dłuższy mostek do rozpięcia. Przy niskich wartościach żadna liczba warstw górnych nie uratuje powierzchni, bo pierwsza z nich opada w pustkę i psuje podłoże dla kolejnych.

Jak sprawdzić: obejrzyj podgląd w slicerze na warstwie, na której zaczyna się powłoka górna. Jeśli linie biegną nad wyraźnie widocznymi, dużymi oczkami, zwiększenie gęstości pomoże bardziej niż cokolwiek innego.

Co zrobić: podnieś gęstość wypełnienia lub zmień wzór na taki, który daje krótsze odcinki bez podparcia — gyroid i sieć trójkątna sprawdzają się tu lepiej niż rzadka krata. Alternatywa dla dużych, pustych modeli to funkcja gęstszego wypełnienia wyłącznie pod powierzchnią górną, dostępna jako Ensure vertical shell thickness lub warstwy przejściowe.

3. Chłodzenie jest niewystarczające

Mostek utrzyma kształt tylko wtedy, gdy zastygnie, zanim zdąży opaść. Słaby nawiew, zapchany kanał albo owiewka, która dmucha obok dyszy zamiast pod nią, dają dokładnie ten objaw. Bywa też, że wentylator rusza dopiero po kilku warstwach i przy niskich modelach nie zdąży się rozpędzić.

Jak sprawdzić: zatrzymaj druk nad górną powierzchnią i sprawdź palcem, czy strumień powietrza faktycznie trafia tuż za dyszę.

Co zrobić: ustaw chłodzenie na maksimum przewidziane dla materiału, a nie ponad nie. Tu tkwi haczyk: ABS, ASA i HT PETG mają bardzo ograniczony zakres nawiewu, bo silne chłodzenie powoduje u nich pękanie i odklejanie od stołu. Przy tych materiałach poduszkowanie trzeba leczyć grubszą powłoką i gęstszym wypełnieniem, nie wentylatorem. Zakresy zebraliśmy w tabeli poniżej.

4. Warstwa jest za wysoka w stosunku do dyszy

Gruba warstwa to grubsza, cięższa linia rozpinana nad tą samą pustką. Dodatkowo wysoka warstwa gorzej się skleja z sąsiadkami w poziomie, więc powłoka nie tworzy szczelnej tafli. Przyjmuje się, że wysokość warstwy nie powinna przekraczać mniej więcej trzech czwartych średnicy dyszy.

Co zrobić: zejdź z wysokością warstwy albo, jeśli zależy ci na czasie, zostaw ją na modelu i zmniejsz tylko dla warstw górnych, o ile slicer to umożliwia. Pamiętaj też, którą dyszą drukujesz: PLA Wood i PLA Star wymagają dyszy 0,6 mm, a przy niej ta sama liczba warstw górnych daje zupełnie inną grubość powłoki.

5. Materiału brakuje albo temperatura jest za wysoka

Mostek wykonany zbyt cienką linią zerwie się nawet przy poprawnych ustawieniach powłoki. Odwrotnie działa zbyt wysoka temperatura: tworzywo pozostaje płynne dłużej i zwiesza się między oczkami wypełnienia zamiast utrzymać napięcie.

Jak sprawdzić: obejrzyj warstwę tuż pod powłoką. Jeśli już tam widać przerwy między liniami, źródłem jest niedostateczna ekstruzja, a powierzchnia górna tylko ją uwidacznia.

Co zrobić: najpierw skalibruj przepływ, potem zejdź z temperaturą dyszy o 5 °C w granicach zakresu materiału. Dopiero na koniec sięgnij po prasowanie górnej powierzchni (ironing) — ono wygładza, ale nie naprawi dziur, przez które widać wypełnienie.

Materiał Porima	Chłodzenie wydruku	Zalecana dysza	Uwaga przy powierzchni górnej
PLA	100%	0,4 mm	pełny nawiew rozwiązuje większość przypadków
Tough PLA (PLA+)	100% (wymagane)	0,4 mm	nawiew konieczny także przy mostkach
Silk PLA	80–100%	0,4 mm	połysk maskuje drobne kraterki
PLA Wood	80–100%	0,6 mm	grubsza linia wymaga więcej warstw górnych
PLA/CF	60–100%	0,4 mm hartowana	detale od 0,4 mm, powłoka musi być grubsza
PETG	100%	0,4 mm	reaguje dobrze na pełne chłodzenie
HT PETG	0–10%	0,4 mm	chłodzeniem nie pomożesz, dokładaj warstwy
ABS	0–40%	0,4 mm	zabudowa zamknięta, nawiew mocno ograniczony
ASA	0–30%	0,4 mm	jak wyżej, ratuje gęstsze wypełnienie
PA (nylon)	30–100%, pierwsze 5 warstw bez	0,4 mm	obowiązkowe suszenie przed drukiem
TPU Flex 98A	40–70%	0,4 mm	drukuj wolno, mostki i tak są trudne

Źródło: oficjalna tabela danych technicznych FDM producenta Porima. Komplet 25 materiałów: tabela temperatur druku.

Który materiał jest najbardziej narażony

Najtrudniej wypada tam, gdzie chłodzenie jest z natury ograniczone. HT PETG pracuje z nawiewem 0–10%, a ASA z 0–30%, więc mostki nad wypełnieniem stygną powoli i opadają. Przy tych materiałach dokłada się warstw i gęstości wypełnienia, zamiast walczyć wentylatorem, który przy zamkniętej komorze i tak psuje przyczepność do stołu. Odwrotny biegun to PLA i PETG z pełnym nawiewem — u nich poduszkowanie prawie zawsze oznacza za cienką powłokę górną albo za rzadkie wypełnienie.

Osobny przypadek to PA. Nylon chłonie wilgoć wyjątkowo chętnie i wymaga suszenia przez 8–12 godzin w 65–80 °C, obowiązkowo przed każdym drukiem. Wilgotny nylon spienia się w dyszy, a spieniona linia nie utrzyma mostka. Jeżeli poduszkowanie pojawia się tylko na tym materiale, zacznij od suszenia filamentu, a nie od ustawień.

Powiązane problemy

• Słabe mostkowanie — ten sam mechanizm w większej skali, nad otwartą przestrzenią.
• Słabe wypełnienie — jeżeli infill jest rwany, powłoka nie ma na czym leżeć.
• Under-extrusion — braki materiału widoczne najpierw na górnej powierzchni.
• Zła powierzchnia nad podporami — pokrewny problem powierzchni budowanej nad pustką.
• Wilgotny filament — spieniona struga nie utrzyma mostka nad wypełnieniem.
• Szczeliny w cienkich ściankach — pokrewny objaw w pionie zamiast w poziomie.
• Over-extrusion — nadmiar materiału daje wybrzuszenia mylone z poduszkowaniem.