FDM 3D Drucker richtig warten
In diesem Artikel habe ich die wichtigsten Punkte zusammengestellt, wie ich meinen FDM 3D Drucker warte. Es ist wichtig den Drucker regelmäßig zu warten, um sicherzustellen, dass er auch einwandfrei funktioniert, denn nur so gelingen optimale Ergebnisse und man hat lange Freude an seinem Gerät. Regelmäßiges Warten kann die Lebensdauer der einzelnen Komponenten deutlich erhöhen und die Zuverlässigkeit ist vermutlich der wichtigste Aspekt.
Das Filament
In den meisten Fällen wird es nicht nötig sein, das Filament zu reinigen, aber ich möchte darauf hinweisen, dass jeder Staub, der durch statische Aufladung am Filament haftet, mit in die Düse gezogen wird und sich dort ablagern kann. Bei kleineren Düsendurchmessern kann dies sehr schnell zum Verstopfen der Düse führen.
Woher kommt der Staub
Vom Herstller
Ich habe schon Filament Rollen bekommen, die staubig waren und man nach deutlich schwarze Rückstände auf einem Taschentuch hatte, wenn man nur wenige Zentimeter des Filaments durch das Tuch zog. Dies ist aber schon länger her und sollte bei namhaften Filamentherstellern nicht passieren. Ich vermute, dass das Filament offen gelagert wurde, bevor es verpackt wurde. Damals hatte nicht nur ich dieses Problem, denn es gab einige Hacks, wie man mittels eines Küchenschwamms das Filament reinigt, bevor es in den Extruder eingezogen wird.
Aus der Umgebungsluft
Dies bringt mich zum zweiten Punkt, jeder, der sein Filament schön präsentiert, wie es viele YouTuber gerne machen, bzw. jeder, der sein Filament offen neben den Drucker hängt, setzt sein Filament dem Staub aus. Da der Kunststoff beim einziehen an dem Extruder, bzw. dem Teflonschlauch reibt, kann es zu einer elektrostatischen Aufladung kommen, wodurch der Schmutz magisch angezogen wird.
Aus der Trocknungsbox
Wer sein Filament in Trocknungsboxen mit Silicagel aufbewahrt und das Silicagel nicht in Beuteln verpackt hat, hat vermutlich schon gemerkt, dass das Granulat, wenn es aneinander reibt, Staub produziert. Daher habe ich meine Silikagelbeuten nochmals in einem möglichst eng verwobenen Stoffbeutel, der die Trocknung nicht verhindert, aber den Staub möglichst gut im Beutel hält.
Schnell mal abgelegt
Wer sein Filament nicht direkt aus der Aufbewahrungsbox in den Drucker, sondern dazwischen gerne mal ablegt, kann Gefahr laufen, dass man durch die bereits oben erwähnte statische Aufladung Schmutz auf die Rolle bringt. Mir ist es schon passiert, dass Filament Späne eines anderen Filaments auf der Rolle kleben blieben.
Ich möchte hier nicht übertreiben und sagen überall ist Staub und die Filamentrollen müssen wie ein Schatz gehütet werden, denn in den Meisten Fällen druckt man mit einer Düse mit einem Durchmesser von mind. 0,4mm und hier kommt es nur eher selten zu Problemen, aber wer so wie ich öfter mit kleineren Düsen druckt, sollte sich darüber Gedankenmachen, denn eine 0,1 mm Nozzle verstopft extrem schnell.
Was kann man nun dagegen machen
Wer auf Nummer sicher gehen will streift das Filament in einem wiechen Schwamm ab, bevor dieses in den Drucker gezogen wird. In kürze verlinke ich noch Druckvorlagen und den Schwamm, den ich verwende.
Die Düse
Die Düse ist das am häufigsten zu reinigende Komponente, denn vor jedem Druck sollte sichergestellt werden, dass keine Filamentreste auf ihr kleben und so den Druck scheitern lassen.
Außen
Die Düse sollte vor jedem Druck abgewischt werden, damit sich der Kunststoff nicht einbrennt und unnötig giftige Dämpfe produziert und möglicherweise den neuen Druck zum Scheitern bringt. Sollten an der Düse Kunststoffreste kleben, so kann sein, dass das extrudierte Filament anstelle auf dem Druckbett zu haften auf der Düse haftet!
Um das Problem zu reduzieren habe ich den G-Code für die Anfangssequenz geändert und so wird viel Filament extrudiert, dass auf dem Druckbett gut haftet und jegliche Verschmutzung von der Düse abreibt.
Die Düse lässt sich am besten mit einer Messingbürste reinigen, denn mit dieser lassen sich die Kunststoffrückstände sehr gut und einfach entfernen, ohne die Düse zu zerkratzen.
Man kann die Düse auch am Drucker montieren, und eine Start-Prozedur schreiben, dass der Drucker automatisch vor jedem Druck über die Bürste fährt und so die Düse selbständig reinigt.
Filamentzufuhr
Vor allem PLA kann auskristallisieren und daher sollte man die Düse / Heatbrake regelmäßig reinigen. Ganz wichtig ist diese Reinigung nach dem man ein Komposit Material gedruckt hat, also ein Filament, dem Partikel, wie Carbon, bzw. Glasfasern, Nachtleuchtende partikel, Holz, oder Stein partikel beigement wurden.
Am einfachsten geht es mit der "Cold Pull"-Methode
Hierbei erhitzt man die Düse etwas höher als das Filament, das man zuletzt benutzt hat und führt das Filament in bis in die Düse. Danach lässt man die Düse auf etwa 80 °C abkühlen und zieht das Filament wieder heraus. Achtung, hierbei ist darauf zu achten, dass man etwas am Drucker verbiegt, den manchmal muss ziemlich stark gezogen werden. Ideal wäre es, das Hotend dazu auszubauen und sicher einzuspannen.
Ideal wäre es bei jedem Filamentwechsel auf ein anderes Material diese Methode durchzuführen, da man so sicherstellt, dass keine Filamentreste mehr im Hotend sind. Wird PLA zu lange zu warm, so kristalisiert oder vrennt es sogar und kann so zu einer verstopften Düse führen.
Cold-Pull mit PA
Bei stark verschmutzen Hotends empfehle ich die Düse auf 270 °C aufzuheizen und Nylonfilament einzuführen und dann wieder auf 80 °C abkühlen lassen und anschließend das Filament herauszuziehen.
Dies wiederholt man so lange, bis keine Rückstände von altem Filament am herausgezogenen Ende haften.
Aufbohren
Wer aber schon eine stark verklebte Düse hat, kann diese auch aufbohren. Achtung, denn es ist unbedingt darauf zu achten nicht in die Düsenspitze zu bohren, sondern nur in den Kunststoff, denn sonst läuft man Gefahr durchzubohren. Ideal ist es einen etwas kleineren Bohrer als der der hintere Düseneingang:
Bohrung
Radiert man auf dem Druckbett, oder druckt man staubiges/verschmutztes Filament, so kann dies den Düsendurchmesser verändern.
Mit einer Nadel reinigen
Um den Dreck oder das Grad zu entfernen gibt es Düsennadeln, mit denen man vorsichtig die Verunreinigungen von hinten durchschieben kann. Dazu sollte man die ausgebaute Düse mit einer Heißluftfön warm machen, damit die Rückstände des Filaments weich werden.
Mit einem passenden Bohrer
Ich empfehle nicht die Düsenbohrung mit dem passenden Microbohrer aufzubohren, da man mit normalen "Hausmitteln" nie ein präzises Loch hinbekommt und neue Messingdüsen nur wenige Euronen kosten.
Will man dies dennoch probieren warne ich, dass dies nicht einfach ist, denn die dünnen Bohrer brechen sehr leicht, vor allem, wenn die Bohrmaschine/Handschleifer/Minidrehbank nicht perfekt rund läuft. Durch die Unwucht, oder ein verkanten wird der Düsendurchmesser unrund und größer und kann zu noch schlechteren Druckergebnissen führen.
Das nachbearbeiten von Stabldüsen brauchen wir gar nicht besprechen, weil das ohne richtigem Equipment nicht möglich ist.
Chemisch auflösen
Viele Kunststoffe lassen sich chemisch auflösen, ohne die Düseselbst anzugreifen. Bei ABS kann man zum Beispiel die Düse in ein Acetonbad geben und hoffen dass sich die Verstopfung löst. In dem Artikel FDM Drucke chemisch glätten habe ich genau aufgelistet, welche Kunststoffe sich mit welcher Lösung auflösen lassen.
Planheit der Spitze
Druckt man raue Filamente wie Carbon, so kann sich die kleine Flache Stelle der Düsenspitze ungleichmäßig abnutzen. Damit diese wieder schön glatt ist, kann man die Spitze mit einem sehr feinen Abziehstein ebnen. Dazu ist sehr viel Geschick nötig, aber wenn die Düse schon so in Mitleidenschaft gezogen kann man es probieren, denn noch mehr schaden kann man ja nicht wirklich anrichten und wenn doch, muss man auf eine neue Düsewechseln, hat aber etwas üben können und vielleicht klappt es ja das nächste Mal. Mein Tipp ist es mehrere alte Düsen zusammensparen und dann alle in kurzen Zeitabständen versuchen aufzubessern. Kann man mehrere Düsen nacheinander aufarbeiten ist zum einen der Arbeitsaufwand etwas weniger und man kann die Zeit am Stück länger nutzen, was den Lernerfolg erhöht.
Das Druckbett
Ich fange gleich mit dem Druckbett an, da dies am häufigsten gereinigt werden muss und hier meist falsche Tipps im Internet gegeben werden.
Ich empfehle das Druckbett hauptsächlich mit einem feuchten Tuch (am besten Mikrofaser) abzuwischen, ideal ist es vor jedem Einschalten des Geräts, denn nur auf einer sauberen Druckfläche haftet das Werkstück gut. So ist es sogar möglich ABS ohne Brim, oder ähnlichem zu drucken. Bei starker Verschmutzung rate ich zu Geschirrspülmittel (ein winziger Tropfen auf ein Tuch genügt), da es sehr stark entfettet und die Oberfläche nicht angreift im Gegensatz zu Aceton oder Alkohol. Man sollte nur zumindest einmal das Tuch ausspülen, oder ein zweites dazu nutzen, noch einmal mit einem nur feuchtem Tuch über das Druckbett zu gehen, um alle Rückstände des Spülmittels zu entfernen.
Reinigt man mit Alkohol, so sollte man darauf achten, dass genügend Wasser beigemengt ist, für mich hat sich das Verhältnis 10 % Isopropanol zu 90 % Wasser am stärksten bewährt. Die Zugabe von Wasser ist wichtig, auch wenn Alkohol sehr stark entfettend ist, löst aber nicht alles auf, wie zum Beispiel Salze und Zucker, die zum Beispiel vom Berühren der Druckplatte von der Hand stammen können. Ich erreiche sehr gute Ergebnisse mit reinem Wasser und rate jedem dazu, dies auch zu probieren.
Die Kugellager
Das original verwendete Öl der meisten Drucker ist sehr dünnflüssig und ist meiner Meinung nach nicht für die Lager geeignet, da es zu dünn ist. Meiner Ansicht nach sollten alle Lager mit Fett geschmiert werden, es muss nur das richtige sein. Nachdem ich die Lager mit einem Schmierfett mittels Injektionsspritze und Nadel befüllt habe, wurde der Drucker deutlich leiser und Vibrationen wurden stark reduziert.
Sollte der Drucker länger stehen, so wäre es gut die Führungsstangen mit einem Tuch von Staub zu reinigen, denn würden die Lager darüber fahren, so würde der Schmutz in die Lager kommen und man müsste irgendwann das gesamte Schmierfett tauschen, was einen komplette Zerlegung des Druckers bedeuten würde.
Wenn man die Führungen regelmäßig mit einem trockenen Tuch abwischt muss man nichts weiteres machen, es sei denn man merkt, dass der Drucker wieder lauter wird, denn dann hat sich das Schmierfett in den Lagern verteilt. In diesem Fall einfach wieder etwas Schmierfett mit der Spritze in die Lager pressen. Wiederholt man diesen Vorgang für ein paar Drucke, so kann man die Lager komplette mit Fett füllen und reduziert so die Geräuschentwicklung und danach benötigen die Lager für längere Zeit keine Wartung mehr.
Empfehlenswert ist es die Führungsstangen regelmäßig mit einem trockenen, sauberen Tuch zu reinigen, speziell, wenn der Drucker länger gestanden ist.
Die Riemen
Die Riemen des Druckers dehnen sich mit der Zeit etwas, daher sollte man darauf achten, dass diese nicht zu locker sind, denn sonst kann dies das Druckbild stark beeinflussen. Um die Riemen zu schonen kann man die Druckbeschleunigung und das Jerk (Geschwindigkeit bei Richtungsänderung) möglichst gering halten. Die Druckzeit verlängert sich so nur sehr gering, aber das Druckbild wird deutlich schöner.
Wer die optimale Leistung aus seinem Drucker holen will kann auch die Riemen gegen verstärke tauschen. Diese sind aus PU (hohe Zugfestigkeit) und mit feinen Stahlseilen verstärkt, wodurch sich eine minimale Dehnung ergibt und so sehr langlebig und wartungsfrei sind. Dann hat man nur einmal die Arbeit diese einzubauen und kann lange Spaß mit seinem Drucker haben.