Drucktemperatur ermitteln

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Essentiell für ein gutes Druckergebnis ist das Drucken mit der korrekten Drucktemperatur. Filament-Hersteller geben zwar für ihr Filament eine Druck-Temperatur an, diese ist allerdings eher als Richtwert zu verstehen.

PLA und ABS

Für 3D-Drucker werden in der Regel zwei Typen von Filamenten verwendet.

PLA

Zum einen gibt es Polylactide die auch Polymilchsäuren (kurz PLA, vom englischen polylactic acid) genannt werden. Sie sind synthetische Polymere, die zu den Polyestern zählen. Dieser Kunststoff ist biologisch abbaubar. Seine typische Verwendung sind Verpackungsmaterialien, Folien, Dosen, Schalen oder Becher. Diese Kunststoffe benötigen eine geringere Drucktemperatur. Sie liegt bei etwa 170 °C bis 200 °C.

ABS

ABS oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymerisat ist ein synthetisches Terpolymer, welches aus den drei unterschiedlichen Monomerarten hergestellt wird. Sie enthalten Acrylnitril, 1,3-Butadien und Styrol und gehört zu den amorphen Thermoplasten. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeitswerte, gute Medienbeständigkeit, hohe Härte und gute Kratzfestigkeit aus. Diese Kunststoffe sind eher anspruchsvoll zu drucken und benötigen eine höhere Drucktemperatur. Sie liegt bei etwa 210 °C bis 240 °C.

Vorbereitung

Als Testobjekt sollte man auf einen Quader mit 25 mm x 25 mm Grundfläche und einer Höhe von 100 mm zurückgreifen. Somit ist eine ausreichende Höhe für verschiedene Temperaturen gegeben. In den Slicer-Einstellungen setzt man Perimeter (Außenwände) auf 1, Infill (Füllung) auf 0 und Top/Bottom (Boden/Deckel) auf 0. Dadurch wird nur die Außenhülle des Quaders gedruckt. Die Bett-Temperatur sollte bei etwa 50 °C liegen. Als Drucktemperatur stellt man anfangs die Maximalangabe des Herstellers ein, z.B. 210 °C. Anschließend wird mit Hilfe des Slicers aus dem Objekt der GCode erzeugt.

Testobjekt.png

GCode bearbeiten

Nun müssen die verschiedenen Temperaturen in den GCode eingefügt werden. Dazu öffnet man nach dem Slicen den erzeugten GCode in einem Text-Editor seiner Wahl.

Das Testobjekt hat eine Höhe von 100 mm. Die Ermittlung der Drucktemperatur sollte in 5 °C-Schritten abwärts, beginnend bei der Maximalangabe des Herstellers, erfolgen. Dies geschieht mit dem GCode-Befehl M104 S*TEMPERATURE*. Die Mindesttemperatur beträgt in der Regel 180 °C. Somit müssen folgende Temperaturen in den GCode eingefügt werden:

  • 210 °C, unsere Starttemperatur bzw. Maximalangabe des Herstellers
  • 205 °C
  • 200 °C
  • 195 °C
  • 190 °C
  • 185 °C
  • 180 °C, Minimalangabe des Herstellers

Bei einer Höhe von 100 mm und einer Layerheight (Schichtdicke) von 0,2 mm ergeben sich 500 Layer (Schichten).

100 mm / 0,2 mm = 500 Layer

Demnach muss bei sieben Temperaturbereichen alle 71,428571429 Layer die neue Temperatur in den GCode eingefügt werden.

500 Layer / 7 = 71,428571429 Layer

Da dieser Wert bei einer Layerheight von 0,2 mm nicht möglich ist, wir der nächst mögliche kleinere Wert genutzt, 71 Layer.

Wenn man die oben aufgeführten Temperaturen mit den errechneten Layern zusammenfasst, ergibt sich folgende Tabelle:

Temperatur in °C Layer Höhe in mm
210 71 * 0 = 0 0,0
205 71 * 1 = 71 14,2
200 71 * 2 = 142 28,4
195 71 * 3 = 213 42,6
190 71 * 4 = 284 56,8
185 71 * 5 = 355 71,0
180 71 * 6 = 426 85,2

Somit muss alle 71 Layer oder 14,2 mm der GCode M104 S*TEMPERATURE* mit der entsprechenden Temperatur eingefügt werden.

Beispiel:

...
G92 E0
M104 S205
G1 Z14.200 F12000.000
...
G92 E0
M104 S200
G1 Z28.400 F12000.000
...

usw.

GCode-Editor.png

Der Druck

Nach dem der GCode bearbeitet wurde, wird das Testobjekt gedruckt. Dabei wird mit der Temperatur 210 °C ab dem ersten Layer gedruckt. Ab der Höhe von 71,4 mm wird die Temperatur um 5 °C auf 205 °C verringert und bis zur Höhe 142,8 mm weiter gedruckt usw. Es empfiehlt sich, beim Druck mit Brim die Haftung des Objekts zu verbessern.

Printed object.png

Ergebnis und Auswertung

Bei genauerer Betrachtung des Druckergebnisses stellt man fest, dass bei den verschiedenen Temperaturen unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden. Der Bereich, welcher am homogensten aussieht, also die Lagen gleichmäßig und nicht löchrig sind, sind die mit der richtigen Drucktemperatur für das gedruckte Filament.

Aus den abgebildeten Aufnahmen ist zu erkennen, dass das Druckergebnis im Bereich von 180 °C bis 185 °C am homogensten wirkt.