Multi-kleur of multi-materiaal 3D-onderdelen printen met één extruder – Stapsgewijze handleiding

Veel gebruikers van 3D-printen met FDM-technologie hebben zich deze vraag op een gegeven moment gesteld.

De meeste desktop FDM 3D-printers hebben maar één extruder, zodat de gebruiker de optie "verliest" om verschillende filamenten te combineren; bijvoorbeeld bij het printen van complexe onderdelen met één bouwfilament en één ondersteuningsfilament of voor het geval het onderdeel verschillende kleuren moet integreren.

Afbeelding 1: 3D-geprinte vaas met Fillamentum en Mosaic Palette filamenten. Bron: Fillamentum.

Om dit probleem op te lossen, zijn er verschillende oplossingen afhankelijk van de behoeften van de gebruiker en de complexiteit van het onderdeel. In dit artikel zullen we er twee uitleggen:

• Gebruik van een lamineringssoftware.
• Gebruik van een extern apparaat.

Gebruik van een lamineringssoftware

De eenvoudigste methode is het gebruik van de Lamineringssoftware om .gcode-bestanden te genereren die klaar zijn voor de gebruiker om het printerfilament op het juiste moment te wijzigen. Op deze manier kunnen onderdelen van verschillende kleuren of materialen geprint worden.

In dit geval zal multi-kleur printen beperkt zijn tot volledige lagen. Dat wil zeggen, elke geïsoleerde laag zal een enkele kleur zijn (er zullen geen twee kleuren per laag zijn). Het is erg belangrijk om deze beperkingen in rekening te brengen bij het ontwerpen van het onderdeel.
Om deze methode te gebruiken, wordt aanbevolen Ultimaker Cura te gebruiken, een van de meest populaire gratis software tegenwoordig; hoewel het mogelijk is om het proces met andere lamineringssoftware zonder problemen uit te voeren.

1. Om te beginnen, moet u het gekozen ontwerp importeren in Ultimaker Cura.
2. Eenmaal geopend, moet u de parameters aanpassen volgens het materiaal dat gebruikt zal worden bij het printen van het onderdeel.
3. Op dit moment moet u ontdekken op welke hoogte of in welke laag u de kleur/materiaal wilt wijzigen.
4. Eenmaal deze informatie verkregen, ga naar Extensies>Post-verwerking>GcodeWijzigen en druk op Commando Reeks Toevoegen>Pauze op hoogte.
5. In het pop-up venster moet u kiezen tussen pauze per laag of per mm. Afhankelijk van het gekozen ontwerp, zal het handiger zijn om de ene of de andere opdracht te gebruiken. In elk geval zal het getal dat we in het vak opnemen overeenkomen met de laag of hoogte waarop de filamentwissel zal plaatsvinden.
   De term Park Print Head X/Y verwijst naar de coördinaten waar de Hotend naar toe moet gaan op het moment van de pauze. Het wordt aanbevolen de coördinaten 0/0 (Home) te gebruiken om de filamentwissel te vergemakkelijken.
   Bovendien moeten de intrekparameters, intreksnelheid en Extrudeer Hoeveelheid ingesteld worden. De eerste twee zullen afhangen van het gebruikte materiaal, terwijl voor de laatste, het aanbevolen is om ongeveer 5 cm in te stellen; wat zal overeenkomen met de hoeveelheid filament die geëxtrudeerd zal worden na het wisselen van het filament, voordat het printen hervat wordt.
   
   

Afbeelding 2: Cura-interface. Bron: Ultimaker Cura.

Deze methode zou niet haalbaar zijn voor het printen van een complex onderdeel dat ondersteuningsmateriaal vereist (ABS + PVA). Als verschillende materialen gebruikt moeten worden, moet de graad van adhesie tussen hen in rekening worden genomen. Als de adhesie niet voldoende is, zal het onderdeel eerder of later scheiden in de bindlagen tussen materialen.

Gebruik van een extern apparaat

De lamineringssoftware-methode heeft bepaalde beperkingen en vereist gebruikersparticipatie tijdens het printproces om materiaal te wisselen; het is geen automatisch proces.

Om dit probleem op te lossen, heeft Mosaic Manufacturing een apparaat ontwikkeld dat printen met tot 4 verschillende kleuren of materialen toestaat: Mosaic Palette. In dit geval is het mogelijk om tot 4 verschillende kleuren of materialen in dezelfde laag op te nemen.

Mosaic Palette baseert zijn werking op de combinatie van tot 8 draden in één continu.

Om de werking en bruikbaarheid van Mosaic Palette 3 en Mosaic Palette 3 Pro te vergemakkelijken, heeft Mosaic Manufacturing parallel zijn eigen lamineringssoftware ontwikkeld: Canvas.

Door een ontwerp in Canvas te importeren, kunnen gebieden van verschillende kleuren/materialen eenvoudig en intuïtief gemarkeerd en gedifferentieerd worden, net als kleuren. In deze software kunt u ook de profielen van de verschillende materialen die u wilt gebruiken aanmaken.

Mosaic Palette 3 en Mosaic Palette 3 Pro herkennen en berekenen de hoeveelheid van elk filament van elke kleur/materiaal die in elke laag gebruikt moet worden.

Hoe werkt het?

Om het printproces uit te voeren, hebben Mosaic Palette 3 vier filamentinvoeren, en Mosaic Palette 3 Pro hebben acht filamentinvoeren (elk met een eigen extruder en filamentsensor).

Eenmaal het filament in elke extruder gevoerd, wordt het gericht naar het snij-systeem, dat bestaat uit een rotatie snijder die het filament in de exacte benodigde lengte snijdt volgens het Canvas-laminatieprogramma.

Nadat het filament gesneden is, wordt het materiaal geassocieerd met het te continueren dankzij de Splice Core, een weerstand die de materialen verbindt.

Afbeelding 3: Verbinding tussen twee filamenten. Bron: Mosaic.

Wanneer de filamentstukken verbonden zijn, passeren ze een koelzone en gaan ze door het Scroll Wheel, een afstelwiel dat een correcte diameter over het hele filament garandeert.

Welke materialen kunt u gebruiken?

Mosaic Palette 3 en Mosaic Palette 3 Pro kunnen hetzelfde materiaal in tot 8 verschillende kleuren gebruiken, maar ze staan ook verschillende combinaties van materialen toe.

De volgende tabel toont enkele van de mogelijke materiaalcombinaties en hun graad van moeilijkheid. In sommige gevallen wordt aangegeven dat de combinatie van materialen "Experimenteel" is; dit betekent dat het niet altijd met succes uitgevoerd kan worden, maar dat er gebruikers zijn die met succes projecten met deze materialen hebben geprint.

Bovendien stelt Mosaic een groot aantal informatie en bronnen beschikbaar in het supportgebied van zijn website.

Onder deze bronnen kunt u aanbevolen configuraties vinden voor het verbinden van verschillende materiaddraden, complete materiaalcompatibiliteitstabellen, of oplossing van de meest voorkomende problemen.

Houd altijd in gedachten dat de optimale printconfiguratie anders is voor elke printer, dus de waarden die Mosaic deelt zijn slechts een leidraad. Als u een goede printconfiguratie met een bepaald medium heeft, wordt aanbevolen om deze configuratie te gebruiken als u draden van dit medium combineert.

Mosaic Palette heeft ook een ruimte op het Thingiverse-platform, waar het periodiek ontwerpen uploadt aangepast aan het gebruik van verschillende kleuren/materialen met Mosaic Palette.

Afbeelding 5: Ontwerp geschikt voor gratis download. Bron: Thingiverse.

Zowel voor de eindresultaten als voor de gratis service en aangeboden bronnen, zijn Mosaic Palette 3 en Mosaic Palette 3 Pro een heel interessante optie voor die gebruikers die met verschillende kleuren willen printen of willen experimenteren met 3D-printen van meerdere materialen met hun enkele-extruder FDM 3D-printers.