Przesuwanie warstw (layer shift) — wydruk przesunięty w bok, 6 przyczyn

Objaw: na pewnej wysokości cały wydruk przeskakuje w bok. Wszystko poniżej jest w porządku, wszystko powyżej jest przesunięte o kilka milimetrów w osi X lub Y i drukuje się dalej równolegle do dolnej części. Czasem przesunięcie zdarza się raz, czasem powtarza się kilka razy i model wygląda jak schodki.

Przesuwanie warstw (layer shift) oznacza, że silnik krokowy zgubił kroki. Sterownik wysłał impulsy, oś ich nie wykonała, a drukarka nie ma o tym pojęcia, bo w typowej konstrukcji FDM nie ma sprzężenia zwrotnego z osi. Od tego momentu cały układ współrzędnych jest przesunięty i błąd zostaje w wydruku na stałe. Przyczyna jest zawsze mechaniczna albo elektryczna, nigdy nie leży w materiale. Filament może co najwyżej pogorszyć sytuację pośrednio, jeśli wypaczony wydruk zacznie zawadzać o dyszę.

Najczęstsze przyczyny i rozwiązania

1. Pasek zębaty jest za luźny lub przetarty

Luźny pasek pozwala kołu zębatemu przeskoczyć o ząb przy gwałtownej zmianie kierunku. Objawem wstępnym, jeszcze przed pełnym przeskokiem, jest ghosting na ściankach oraz okrągłe otwory, które wychodzą lekko owalne.

Jak sprawdzić: przy wyłączonych silnikach szarpnij pasek palcem w połowie długości. Powinien odpowiedzieć krótkim, wyraźnym dźwiękiem, a nie miękko zafalować. Poluzowanie oceniaj po obu stronach osi, bo często jedno koło pasowe jest napięte, a drugie nie. Przy okazji obejrzyj zęby pod światło: wytarte, zaokrąglone zęby albo strzępiący się kord to koniec życia paska.

Co zrobić: napnij pasek śrubą napinacza albo przesuń silnik. Celem jest napięcie stanowcze, ale nie skrajne, bo przeciągnięty pasek kasuje luz kosztem łożysk silnika i sam się rozciąga. Po napięciu wykonaj pełny ruch osi ręcznie i sprawdź, czy nigdzie nie ma miejsca, w którym opór rośnie.

2. Wkręt dociskowy koła pasowego się odkręcił

To najbardziej podstępna przyczyna, bo drukarka wygląda na sprawną. Koło pasowe osadzone na wale silnika jest trzymane jednym lub dwoma wkrętami dociskowymi. Kiedy taki wkręt się poluzuje, koło obraca się razem z wałem przez większość czasu i przeskakuje dopiero przy większym przyspieszeniu.

Jak sprawdzić: chwyć koło pasowe palcami i spróbuj obrócić je względem wału. Jakikolwiek wyczuwalny luz to wyrok. Objawem charakterystycznym jest przesunięcie, które zdarza się nieregularnie i zawsze w tej samej osi.

Co zrobić: dokręć wkręt tak, żeby trafił w płaskie ścięcie na wale, a nie w okrągłą część. Jeżeli koło ma dwa wkręty, pierwszy zawsze idzie na ścięcie. Kropla kleju do zabezpieczania gwintów o średniej wytrzymałości pozwala zapomnieć o problemie na długo.

3. Prąd silnika jest za niski albo sterownik się przegrzewa

Silnik krokowy o zaniżonym prądzie nie ma momentu potrzebnego do zatrzymania rozpędzonej masy głowicy. Osobny wariant tego samego problemu to sterownik, który przy dłuższym druku osiąga temperaturę zabezpieczenia i na chwilę ogranicza wyjście. Wtedy przesunięcia pojawiają się dopiero po godzinie albo dwóch, a pierwsze warstwy są bez zarzutu.

Jak sprawdzić: dotknij radiatora sterownika zaraz po nieudanym wydruku i porównaj z pozostałymi. Sprawdź też, czy silnik nie jest gorący w stopniu, przy którym nie da się trzymać na nim dłoni. Powtarzalność w czasie jest tu najlepszą wskazówką: awaria zależna od temperatury zawsze pojawia się później niż awaria mechaniczna.

Co zrobić: podnieś prąd silnika o niewielki krok zgodnie z dokumentacją swojej płyty, a potem zadbaj o chłodzenie elektroniki. Wentylator obudowy skierowany na sterowniki rozwiązuje ten problem taniej niż wymiana czegokolwiek. Jeżeli drukarka ma zamkniętą komorę pod ABS lub ASA, upewnij się, że elektronika jest poza strefą 50 °C.

4. Prędkość i przyspieszenia przekraczają możliwości mechaniki

Profile importowane z internetu bywają pisane pod drukarki o zupełnie innej masie ruchomej. Przyspieszenie, które CoreXY z lekką głowicą wykona bez mrugnięcia, na maszynie z ruchomym stołem prowadzi do gubienia kroków w osi Y, bo to stół razem z wydrukiem jest masą, którą trzeba zatrzymać. Im wyższy wydruk, tym gorzej, i dlatego przesunięcia zwykle pojawiają się w górnej części modelu.

Co zrobić: obniż jednocześnie prędkość druku i przyspieszenie o mniej więcej jedną trzecią, a następnie wracaj w górę małymi krokami. Zwróć szczególną uwagę na prędkość przelotów, bo to zwykle najszybszy ruch w całym wydruku i to on gubi kroki. Jeżeli drukarka ma parametr jerk lub junction deviation, obniż go w drugiej kolejności.

5. Dysza zahacza o wypaczony lub odklejony wydruk

Róg, który uniósł się nad płaszczyznę druku, staje się przeszkodą. Głowica uderza w niego przy przelocie, oś gubi kroki i wydruk przeskakuje. To jedyna przyczyna z tej listy, w której materiał ma znaczenie: skurcz ABS, ABS/CF, PC/ABS i ASA jest wysoki, więc te tworzywa wypaczają się najchętniej i najczęściej doprowadzają do kolizji.

Jak sprawdzić: posłuchaj druku. Stukot przy każdym przejściu głowicy nad tym samym miejscem to sygnał ostrzegawczy, który zwykle wyprzedza przesunięcie o kilkanaście minut.

Co zrobić: zwalcz przyczynę, czyli wypaczanie. Materiały o wysokim skurczu wymagają zamkniętej komory i gorącego stołu, a odpowiednie zakresy podaje tabela poniżej. Doraźnie włącz w slicerze Z hop, żeby głowica podnosiła się przy przelotach, ale traktuj to jako protezę, a nie rozwiązanie.

Materiał Porima	Stół	Komora	Skłonność do wypaczania
PLA	0–60 °C	otwarta	niska
PETG	60–80 °C	otwarta	niska
HT PETG	100–120 °C	zalecana zamknięta, wskazany klej	średnia
ABS	80–110 °C	zamknięta, 50 °C	wysoka
ABS/CF	80–110 °C	zamknięta, 50 °C	wysoka
ASA	90–120 °C	zamknięta, 50 °C	średnia
PC/ABS	100–120 °C	zamknięta, 50 °C	wysoka
PA (nylon)	90–120 °C	zamknięta i ogrzewana	średnia

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

6. Coś blokuje ruch osi

Zabrudzone lub zaschnięte prowadnice, kabel wciągnięty w strefę ruchu, opaska zaciskowa ocierająca o ramę, wieszak na filament stojący za blisko, zdeformowana rolka na profilu. Każda z tych rzeczy zwiększa opór na fragmencie drogi i powoduje zgubienie kroków zawsze mniej więcej w tym samym miejscu.

Jak sprawdzić: wyłącz silniki i przesuń głowicę powoli ręką przez cały zakres osi, a potem to samo zrób ze stołem. Opór powinien być jednakowy od krańca do krańca. Każde miejsce, w którym ciągnie, wymaga oględzin.

Co zrobić: wyczyść prowadnice i nanieś cienką warstwę smaru przeznaczonego do liniowych elementów tocznych. Nie smaruj pasków ani kół pasowych. Uporządkuj wiązki przewodów, a rolki na profilach wyreguluj mimośrodem tak, żeby dały się obrócić palcem z lekkim oporem, a nie ślizgały się luźno.

Jak odróżnić przesunięcie od innych wad

Warto poświęcić chwilę na rozpoznanie, bo trzy różne usterki wyglądają podobnie. Przesunięcie warstw jest jednorazowe i ostre: istnieje jedna warstwa, powyżej której wszystko jest przesunięte o tę samą wartość. Ghosting powtarza się na całej wysokości jako delikatne echo za każdą krawędzią i nie przesuwa geometrii. Luz w osi Z daje z kolei regularne pasy co kilka milimetrów, które wracają do pierwotnej linii, zamiast pozostać przesunięte.

Jeżeli przesunięcie występuje zawsze na tej samej wysokości tego samego modelu, przyczyna jest niemal na pewno w pliku albo w kolizji z wydrukiem. Jeśli za każdym razem gdzie indziej, szukaj luzu, prądu silnika lub temperatury sterownika.

Powiązane problemy

• Ghosting — luźny pasek najpierw daje echo na ściankach, a dopiero potem gubi kroki.
• Warping — uniesiony róg wydruku to najczęstsza fizyczna przeszkoda dla głowicy.
• Dokładność wymiarowa i skurcz — owalne otwory i błędne wymiary zapowiadają luz w mechanice.
• Drukarka przestaje ekstrudować w połowie — również potrafi wynikać z przegrzanego sterownika.
• Blobs & zits — zderzenie dyszy z grudką na ściance bywa początkiem przesunięcia.
• Wydruk nie chce się odkleić od stołu — druga strona tej samej równowagi między przyczepnością a naprężeniem.