Horizontale Linien in 3D-Drucken: Z-Banding diagnostizieren und Schichtversatz ausschließen

Banding vs. Schichtversatz: zwei sehr unterschiedliche Fehler

Die Seite eines 3D-Drucks ist ein Stapel aus Hunderten einzelner Schichten. Wenn alles funktioniert, verschmelzen sie zu einer glatten Oberfläche. Simplify3D weist darauf hin, dass schon eine einzige fehlerhafte Schicht von außen meist als Linie oder Rille sichtbar ist. Wiederholen sich diese Linien in regelmäßigem Abstand, wie im Beispiel von Simplify3D mit einer Linie alle 15 Schichten, handelt es sich um Z-Banding.

Ein Schichtversatz ist etwas ganz anderes. Wie Simplify3D erklärt, arbeiten die meisten Drucker im offenen Regelkreis: Sie erhalten keine Rückmeldung darüber, wo sich der Druckkopf tatsächlich befindet. Verliert der Kopf seine Position, ist alles danach Gedruckte gegenüber dem Vorherigen versetzt. Am Teil zeigt sich das als saubere Stufe in X oder Y, meist nur einmal. Beim Banding bleibt das Teil ausgerichtet, nur die Oberfläche wellt sich. Die Abhilfen haben wenig gemeinsam, daher lohnt es sich, die Diagnose zu stellen, bevor Sie Teile vom Gerät abbauen. Bei echtem Versatz führt die Anleitung zum Schichtversatz durch die vollständige Checkliste.

Das Teil lesen: drei Fragen

Erstens: Ist das Teil noch ausgerichtet? Fahren Sie mit dem Fingernagel eine Kante entlang. Eine scharfe Stufe, bei der der obere Teil auf einer Seite übersteht, bedeutet einen Versatz. Feine Rillen ohne Verlust der Ausrichtung bedeuten Banding. Zweitens: Sind die Linien gleichmäßig verteilt? Messen Sie den Abstand zwischen mehreren Bändern mit einem Messschieber und vergleichen Sie ihn mit der Schichthöhe in Ihrem Slicer-Profil. Ein Abstand, der immer derselben Anzahl von Schichten entspricht, weist auf eine zyklische Ursache hin.

Drittens: Läuft das Band rund um das ganze Teil? Simplify3D beschreibt eine einzelne Schicht, die breiter oder dicker ausfällt als die übrigen und eine Linie auf gleicher Höhe an jeder Seite hinterlässt. Wellen, die nur auf einer Seite direkt nach Ecken auftreten, sind eher Ringing, behandelt in der Anleitung zu Ghosting und Ringing. Drucken Sie schließlich ein einfaches Referenzteil wie einen Zylinder oder einen hohlen Turm, damit Sie die Oberfläche beurteilen können, ohne dass die Geometrie Ihres eigenen Modells das Bild verfälscht.

Ungleichmäßige Extrusion: zuerst das Filament verdächtigen

Laut Simplify3D ist schlechte Filamentqualität die häufigste Ursache für Linien an den Seitenwänden. Wird der Durchmesser nicht in engen Toleranzen gehalten, zeigt sich die Schwankung an den Wänden. Simplify3D nennt eine Größenordnung: Ein Durchmesser, der entlang der Spule um nur 5 % schwankt, kann die Breite des extrudierten Kunststoffs um bis zu 0.05 mm verändern. Diese breitere Schicht erscheint als Linie.

Der schnellste Test ist ein Spulenwechsel. Drucken Sie dasselbe Referenzteil mit einer anderen Marke oder Charge erneut und lassen Sie das restliche Profil unverändert. Verschwinden oder verschieben sich die Bänder, ist das Filament der Übeltäter. Prüfen Sie dabei auch den Durchmesser der verdächtigen Spule an mehreren Stellen mit einem Messschieber. Auch andere Dinge können den Durchfluss ungleichmäßig machen, etwa ein rutschendes Antriebszahnrad. Sehen Sie außerdem dünne Wände oder Lücken, hilft Ihnen die Anleitung zur Unterextrusion bei der Unterscheidung. Bedenken Sie, dass Filamentschwankungen keinen Grund haben, einem perfekt gleichmäßigen Rhythmus zu folgen: Bänder mit jedes Mal identischem Abstand weisen eher auf die nächsten beiden Ursachen hin.

Temperaturschwankungen am Hotend und PID-Tuning

Die meisten Drucker regeln das Hotend mit einem PID-Regler. Simplify3D erklärt, dass die Temperatur bei schlechter Einstellung mit der Zeit auf und ab schwanken kann, und aufgrund der Funktionsweise von PID-Reglern ist diese Schwankung oft zyklisch und folgt einem Sinusmuster. Heißerer Kunststoff fließt anders als kühlerer, daher fallen die Schichten leicht unterschiedlich aus, und es bilden sich Rillen an den Wänden.

Der Maßstab von Simplify3D ist einfach: Ein korrekt eingestellter Drucker sollte den Extruder innerhalb von +/-2 Grad halten. Beobachten Sie während eines Drucks den Temperaturverlauf, auf dem Display des Druckers, in seiner Weboberfläche oder im Maschinensteuerungsbereich Ihrer Software. Schwankt er stärker, ist es Zeit, den PID neu zu kalibrieren. Das genaue Verfahren hängt von Gerät und Firmware ab; folgen Sie daher, wie Simplify3D empfiehlt, den Anweisungen Ihres Herstellers. Das PID-Tuning steht neben den anderen Schritten im Leitfaden zur Kalibrierung von 3D-Druckern. Ein nützliches Indiz: Temperaturbedingte Bänder blenden tendenziell weicher ein und aus als mechanische, da die Temperatur allmählich steigt und fällt, statt zu springen.

Z-Achse und Druckbett: die mechanischen Ursachen

Haben Sie Extrusion und Temperatur ausgeschlossen, verweist Simplify3D auf mechanische Probleme. Ein Druckbett, das während des Drucks wackelt oder vibriert, verändert die Düsenposition, sodass manche Schichten etwas dicker ausfallen als andere und Rillen bilden. Ein weiterer häufiger Verursacher ist eine Gewindestange der Z-Achse, die nicht korrekt positioniert, wegen Spiel oder schlechter Microstepping-Einstellungen am Motortreiber. Simplify3D merkt an, dass schon eine kleine Änderung der Druckbettposition große Auswirkungen auf die Qualität jeder Schicht haben kann.

Prüfen Sie an der Werkbank bei ausgeschaltetem Drucker durch leichten Druck auf das Druckbett, dass sich nichts verschiebt und alle Befestigungen fest sitzen. Beobachten Sie die Gewindestange bei einer Z-Bewegung: Sie sollte sich gleichmäßig drehen, ohne Ruckeln oder schwergängige Stellen. Ein Band, dessen Abstand von Druck zu Druck gleich bleibt, egal welche Spule geladen ist, weist eindeutig auf diesen Bereich hin. Bei Spiel, Microstepping oder Ersatzteilen richten Sie sich nach der Dokumentation Ihres Druckerherstellers statt nach einem allgemeinen Tipp aus einem Forum.

Wenn es wirklich ein Versatz ist: wo Sie stattdessen suchen sollten

Eine saubere Stufe im Teil folgt einer anderen Logik. Simplify3D verdächtigt zuerst einen zu schnell fahrenden Druckkopf: Die Motoren kommen nicht mit, oft hört man ein Klicken, und alles ab dieser Stelle ist versetzt. Simplify3D schlägt als Test vor, die Druckgeschwindigkeit um 50 % zu senken, Leerfahrten eingeschlossen, und – wenn Sie sich mit erweiterten Einstellungen auskennen – die Beschleunigung in der Firmware zu reduzieren.

Bleibt das Problem bestehen, ist es mechanisch oder elektrisch. Ein lockerer Riemen kann auf seiner Riemenscheibe rutschen, ein zu straffer erzeugt Reibung, die die Motoren am Drehen hindert. Die Madenschraube, die eine Riemenscheibe auf der Motorwelle fixiert, kann sich lösen, sodass der Motor dreht, die Scheibe aber nicht. Zu wenig Motorstrom oder überhitzende Motortreiber können ebenfalls zu Positionsverlust führen. All das betrifft die Bewegung in X und Y, nicht das Stapeln der Schichten. Spannen Sie also keine Riemen nach, um gleichmäßig verteilte Bänder zu beheben, bevor Sie Filament, Temperatur und Z-Achse ausgeschlossen haben.

Quellen und Grenzen

• Simplify3D — Linien an der Seite des Drucks
• Simplify3D — Schichtversatz (mechanische Ursachen, abgeglichen)

Wir ordnen Hersteller- und Community-Dokumentation; diese Produkte haben wir nicht selbst gemessen. Das Handbuch Ihres genauen Modells hat Vorrang vor allgemeinen Hinweisen.