3D Printing a Raft – Why and When You Should Do It

3D-printen is evenzeer een wetenschap als een kunst. Naast het spelen met modellen om de mooiste prints te maken, moet een 3D-printing professional ook de subtiliteiten van de technologie begrijpen om de problemen op te lossen die af en toe de kop opsteken.

Een van de meest hardnekkige problemen die 3D-printing professionals tegenkomen is kromtrekken of krullen. Gelukkig heeft de 3D-printgemeenschap verschillende manieren bedacht om dit probleem tegen te gaan. Eén daarvan is het bouwen van je print met een vlot.

Een beetje achtergrond over kromtrekken

Om te begrijpen waarom het printen van een vlot een gangbare praktijk is geworden, moeten we het mechanisme begrijpen dat resulteert in het kromtrekken of omkrullen van een print. Het fundamentele principe dat Fused Deposition Modeling (FDM) printen mogelijk maakt, is het vermogen van thermoplasten om verschillende vormen aan te nemen wanneer ze worden verhit tot hun smelttemperatuur. In een desktop 3D printer gebeurt dit verhittingsproces in de hot end nozzle, waarna het gesmolten filament op het build platform wordt gelegd.

Zodra het filament uit de nozzle komt, begint het af te koelen. Het afkoelingsproces gaat door nadat het filament op het build platform is gelegd, waardoor uiteindelijk de uiteindelijke print duurzamer wordt. Het probleem is dat de afkoeling ongelijkmatig verloopt: de buitenste lagen, die meer aan de atmosfeer zijn blootgesteld, koelen sneller af. Dit leidt tot spanningsopbouw aan de buitenranden van de build. Als de build scherpe randen heeft, krijgen deze het grootste deel van de thermische spanning, waardoor deze hoeken naar boven gaan krullen.

Wat is een raft en wat is het nut ervan?

Maatregelen om kromtrekken te voorkomen richten zich op twee dingen: het verminderen van de thermische spanning als gevolg van ongelijkmatige koeling of het verbeteren van de hechting van de eerste laag op het bouwplatform. Er zijn waarschijnlijk meer dan een dozijn manieren om deze doelen te bereiken, zoals het bouwen van een behuizing om het koelproces te vertragen of het gebruik van lijmen op het printbed.

Verreweg is het printen van een vlot een van de gemakkelijkste methoden om kromtrekken te voorkomen. De meeste slicerprogramma’s hebben een voorgeprogrammeerde functie om snel een vlot toe te voegen aan een bestaand 3D-model. Maar wat is een raft precies?

Een raft is een horizontaal netwerk van filament dat direct op het bouwplatform wordt gelegd. Uw print wordt dan op dit raft gelegd in plaats van op het oppervlak van het platform. Door een groter oppervlak te hebben, kan een raft helpen een print aan het bouwplatform te laten kleven. Door de onderkant van de print in contact te hebben met een andere laag plastic, wordt krimp door snelle afkoeling ook verminderd, waardoor thermische stress afneemt.

Hoe eenvoudig een raft er ook uitziet, met de meeste slicer programma’s kun je fijne aanpassingen maken in hoe de raft zal worden gebouwd om de prestaties te optimaliseren. U kunt opgeven hoe ver het vlot zal uitsteken van de bodem van de print, hoe dik de lagen van het vlot zullen zijn, en hoe ver de eerste laag van uw bouw zal worden gescheiden van het vlot. De scheidingsafstand is bijzonder lastig, omdat het gaat om een evenwicht tussen het houden van uw gebouw gebonden aan het vlot, terwijl het ver genoeg zodat het vlot gemakkelijk kan worden verwijderd na het printen.

Hoe is een vlot verschillend van een rand en een rok?

Als je een discussie over vlotten hebt gelezen, dan heb je waarschijnlijk ook gehoord van skirts en randen. Deze zijn allemaal nauw met elkaar verbonden, waarbij de een de voorkeur krijgt boven de ander, afhankelijk van de toepassing en het specifieke probleem dat u probeert op te lossen.

Skirts zijn een van de eenvoudigste manieren om de afkoeling van uw eerste laag te vertragen. In plaats van een hele laag, is een skirt slechts een enkele lus van filament dat de omtrek van de basis van de build overspant. Het is niet in contact met de bouw zelf, wat de complicatie van het later moeten verwijderen elimineert. Het primaire doel van een skirt is om de extruder voor te bereiden, zodat er een soepele stroom van filament ontstaat tegen de tijd dat de extruder aan het printen van je build toekomt. Je kunt er ook voor kiezen om een skirt uit meerdere lagen te bouwen, die de luchtstroom rond de print blokkeert om het afkoelen van de onderste lagen van de build te vertragen.

Een brim lijkt veel op een raft. Het verschil is subtiel: terwijl een raft een hele laag is die onder de build zit, is een brim een laag die slechts uitsteekt vanaf de randen van de build. Het is in wezen een extra brede rok die de randen van de build vasthoudt, en zo helpt met de bedhechting en het voorkomen van kromtrekken. Een brim wordt vaak verkozen boven een raft, omdat het sneller print, minder filament verbruikt, en gemakkelijker kan worden verwijderd van de uiteindelijke build.

Wanneer moet je een raft printen?

Ondanks de vele voordelen van het gebruik van een raft, niet alle situaties vragen erom. U wilt immers niet onnodig uw kostbare filament verbruiken door een vlot te printen als dat niet nodig is. Er zijn bepaalde scenario’s waar een vlot nuttig kan zijn.

Bij gebruik van materialen die vatbaar zijn voor kromtrekken

Er zijn gewoon bepaalde filament materialen die vatbaarder zijn voor kromtrekken dan andere. Een handige tweedeling om dit te laten zien is tussen PLA en ABS: terwijl printen met een vlot zelden wordt gedaan met PLA, is het een maatregel die vaker voorkomt bij het gebruik van ABS. Zelfs met andere maatregelen om kromtrekken te voorkomen, zoals het aanbrengen van ABS-lijm op een verwarmd bed, wordt het printen met een vlot nog steeds sterk aanbevolen.

Wanneer u een slechte bedhechting ondervindt

Het grootste voordeel van het gebruik van een vlot is het grote oppervlak dat het biedt voor de build om aan het build-platform te kleven. De onderste lagen van een raft worden meestal dik en langzaam geprint, wat resulteert in een zeer sterk solide netwerk. Dit is vooral nuttig wanneer uw ontwerp geen volledig vlakke basis heeft, wat ons bij het volgende punt brengt.

Wanneer uw model slecht contact heeft met het bouwplatform

Terwijl modellen voor FDM printen meestal bewust zo zijn georiënteerd dat ze een zo breed mogelijke basis hebben, zijn er momenten dat dit gewoon niet mogelijk is. Als je een ontwerp hebt met smalle poten, dan kun je deze poten eenvoudig verstevigen met een raft. Naast het verbeteren van de bed adhesie door het vergroten van het contact oppervlak tussen de print en het bouwplatform, helpt een bredere basis ook bij het ondersteunen van het gewicht van de rest van de print.

Wat is het nadeel van het printen van een raft?

Het printen van een raft is niet iets wat je zou willen doen met elk van je prints. Er zijn verschillende goede redenen waarom je zou willen wachten met het printen van een vlot als het niet nodig is.

Verloren filament

Ondanks het nut ervan, is het vlot nog steeds geen onderdeel van je bouw. Zodra je het vlot hebt verwijderd, is het vrijwel afvalmateriaal. Hoewel het maken van een enkele print met een vlot niet zo’n groot probleem klinkt, zal het vermenigvuldigen met de tientallen prints die je kunt maken met een enkele spoel zich vertalen naar een hoop verspild filament. Het is gewoon onpraktisch om een vlot te gebruiken als het niet nodig is.

Slechte afwerking van het bodemoppervlak

Als u een glas verwarmd bed gebruikt, waardeert u waarschijnlijk hoe prints er met perfect gladde bodemoppervlakken afkomen. Wanneer u een vlot gebruikt, verliest u dit cruciale voordeel. Net als het oppervlak van je print, is het oppervlak van de raft verre van perfect vlak. Dit vertaalt zich in een afdruk met een relatief ruw onderoppervlak. Als je je werk nabewerkt om een perfect gladde afwerking te krijgen, dan zal het gebruik van een raft alleen maar meer werk voor je zijn.

Hard te verwijderen

De belangrijkste reden om rafts te vermijden als ze niet nodig zijn, is het feit dat ze erg moeilijk te verwijderen kunnen zijn. Aangezien het vlot op uw print wordt geplakt met hetzelfde mechanisme dat de lagen van uw print aan elkaar bindt, is het verwijderen ervan meestal niet zo eenvoudig als “er af knallen”. Het kan nodig zijn een spatel of zelfs een X-Acto mes te gebruiken en het gebruik van deze gereedschappen kan leiden tot beschadiging van je print. Prints met dunne of smalle dragers zijn hier bijzonder kwetsbaar voor.

Ons advies is om zorgvuldig te beoordelen of een vlot nodig is voor je print voordat je er een gaat gebruiken. Een ontwerp met een grote, vlakke basis zal meestal geen vlot nodig hebben. U kunt ook uw toevlucht nemen tot meer conservatieve methoden, zoals het gebruik van een vorm van bed adhesie of het aanpassen van de temperatuur van uw verwarmde bed.

Final thoughts

Het gebruik van vlotten om de bed adhesie te verbeteren en kromtrekken te verminderen is een stevig gevestigde praktijk op het gebied van 3D-printen. Het is zo nuttig dat slicer programma’s meestal opties bevatten om eenvoudig een vlot toe te voegen aan een bestaand ontwerp. Het moet echter niet worden behandeld als de “go-to” oplossing als het gaat om ontwerpen of materialen die gevoelig zijn voor kromtrekken.

Het gebruik van een vlot introduceert een andere set van problemen waar je mee te maken krijgt. Het begrijpen van het materiaal en het kennen van de beste combinatie van printsnelheid, printtemperatuur, bedtemperatuur, en bedhechting methoden die zal resulteren in een hoge kwaliteit print is nog steeds de meer duurzame oplossing voor een kromtrekken probleem. Wanneer al deze inspanningen nog steeds falen, ga dan door en print dat vlot.

Image from eyeknownuffin on Flickr.