Hiện tượng cong vênh (warping) là một trong những vấn đề gây khó chịu nhất trong in 3D. Nó khiến các bản in bị bong tróc khỏi bàn in hoặc biến dạng khi các lớp vật liệu nguội đi. Vấn đề này đặc biệt phổ biến với các vật liệu như ABS nhưng có thể xảy ra với hầu hết mọi loại sợi in dưới những điều kiện nhất định. Hiểu rõ nguyên nhân gây ra cong vênh và cách phòng tránh sẽ giúp bạn tạo ra những bản in sạch, chính xác và chất lượng cao mỗi lần.
Hình ảnh bản in 3D đang thực hiện trên bàn in, minh họa quá trình cân bằng bàn in để tránh cong vênh
1. Độ bám dính bàn in kém
Bản in không bám dính đúng cách vào bề mặt bàn in
Khi bản in không bám dính tốt vào bàn in, hiện tượng cong vênh sẽ xảy ra do lớp đáy bị nhấc lên, kéo theo các lớp còn lại. Điều này có thể dẫn đến các cạnh bị cong hoặc thậm chí là bong tróc hoàn toàn bản in. Các vấn đề về độ bám dính bàn in thường do chiều cao lớp đầu tiên không phù hợp, bề mặt bàn in bẩn hoặc không bằng phẳng, hoặc bề mặt bàn in không phù hợp với loại vật liệu đang sử dụng. Giải quyết những yếu tố này là rất quan trọng để có được bản in thành công, chống cong vênh 3D print.
Để khắc phục các vấn đề bám dính, hãy đảm bảo bàn in được cân bằng chính xác. Một bàn in không bằng phẳng có thể gây ra độ bám dính sợi in không đồng đều, dẫn đến cong vênh. Bạn phải đảm bảo vòi phun (nozzle) được đặt đúng vị trí. Nếu quá cao, sợi in sẽ không bám dính đúng cách. Nếu quá thấp, nó có thể bị ép quá mức không đều, ảnh hưởng đến chất lượng in. Điều chỉnh chiều cao vòi phun là yếu tố then chốt để có độ bám dính bàn in tốt.
Làm sạch bề mặt bàn in bằng cồn isopropyl để loại bỏ dầu hoặc bụi bẩn có thể cản trở độ bám dính filament. Sử dụng các chất hỗ trợ bám dính phù hợp như tấm PEI, keo dán (glue stick) hoặc băng keo xanh (blue painter’s tape) để tạo bề mặt tốt hơn cho sợi in. Việc áp dụng các chiến lược này sẽ giảm thiểu tình trạng cong vênh và đảm bảo độ bám dính bản in vững chắc.
2. Nhiệt độ in không chính xác
Làm nguội quá nhanh hoặc nhiệt độ không đều
Nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa hiện tượng cong vênh. Nếu bản in nguội quá nhanh hoặc không đều, vật liệu sẽ co lại và kéo ra khỏi bàn in. ABS đặc biệt dễ bị tình trạng này do độ co nhiệt cao, nhưng ngay cả PLA cũng có thể bị cong vênh nếu môi trường quá lạnh.
Một bản in 3D bị lỗi kéo sợi filament (stringing), thường do nhiệt độ in không phù hợp hoặc vấn đề làm mát
Sử dụng bàn nhiệt độ (heated bed) được đặt ở nhiệt độ chính xác cho loại filament của bạn có thể giúp duy trì tốc độ làm nguội đồng đều, tránh 3D print bị bong đế. Buồng kín (enclosures) cũng rất hiệu quả đối với các vật liệu như ABS, vì chúng giữ nhiệt và ngăn ngừa việc làm nguội nhanh chóng. Nếu máy in của bạn đặt trong phòng có gió lùa, hãy cân nhắc chặn luồng khí từ quạt, cửa sổ hoặc lỗ thông hơi điều hòa có thể gây làm nguội không đều.
3. Vấn đề về tốc độ in và chiều cao lớp
In quá nhanh hoặc cài đặt lớp không phù hợp
In quá nhanh có thể tác động tiêu cực đến chất lượng in 3D. Đùn không đều (uneven extrusion), nơi sợi in được đùn ra không nhất quán, dẫn đến các khe hở hoặc tràn vật liệu, ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của vật thể. Độ bám dính lớp đầu tiên kém là một vấn đề phổ biến khác, đặc biệt khi in ở tốc độ cao. Lớp đầu tiên tạo thành nền tảng, và nếu nó không bám dính đúng cách, các lớp tiếp theo sẽ không có nền móng ổn định, làm tăng nguy cơ cong vênh. Hiện tượng cong vênh xảy ra khi các lớp không liên kết tốt và kéo ra khi chúng nguội đi, làm biến dạng bản in.
Để giảm thiểu những vấn đề này, hãy giảm tốc độ in của bạn, đặc biệt đối với vài lớp đầu tiên. Giảm tốc độ lớp đầu tiên giúp nó liên kết an toàn với bàn in, cung cấp nền tảng vững chắc cho các lớp tiếp theo. Việc giảm tốc độ ban đầu này cải thiện đáng kể chất lượng in. Cho lớp đầu tiên đủ thời gian để bám dính đúng cách sẽ giảm hiện tượng cong vênh và đảm bảo ổn định trong suốt quá trình in. Cách tiếp cận này rất cần thiết cho các vật liệu dễ bị cong vênh, như ABS hoặc PLA, vốn đòi hỏi sự chú ý trong các giai đoạn đầu.
Ngoài việc điều chỉnh tốc độ in, hãy sử dụng nhiệt độ lớp đầu tiên cao hơn một chút và đặt chiều cao lớp phù hợp. Nhiệt độ cao hơn giúp sợi in tan chảy kỹ lưỡng hơn, cải thiện độ bám dính. Điều chỉnh chiều cao lớp đến một cài đặt hợp lý, thường từ 0.2mm đến 0.3mm cho hầu hết các loại filament. Khoảng này cân bằng giữa chi tiết và độ bền cấu trúc. Tối ưu hóa cẩn thận các cài đặt này sẽ cải thiện độ bám dính và giảm cong vênh, mang lại bản in 3D thành công và thẩm mỹ hơn.
4. Sử dụng vật liệu in không phù hợp với môi trường
Một số vật liệu dễ bị cong vênh hơn trong điều kiện nhất định
Các loại filament khác nhau có xu hướng cong vênh khác nhau. Do tỷ lệ co rút cao, ABS, nylon và polycarbonate rất dễ bị cong vênh, trong khi PLA dễ dàng hơn nhiều. Chuyển sang một loại filament có độ co rút thấp hơn có thể là cách khắc phục dễ nhất nếu bạn đang in trong môi trường mở hoặc không có bàn nhiệt độ.
PLA là lựa chọn tốt nhất cho các máy in khung mở vì nó không yêu cầu bàn nhiệt độ và nguội đi mà không co rút đáng kể. Nếu bạn cần độ bền của ABS hoặc nylon nhưng gặp khó khăn với cong vênh, hãy cân nhắc PETG. Nó chịu nhiệt tốt hơn PLA nhưng ít cong vênh hơn ABS. Buồng kín và chuẩn bị bàn in đúng cách là rất cần thiết nếu bạn buộc phải sử dụng vật liệu dễ cong vênh.
5. Các yếu tố môi trường
Gió lùa, thay đổi nhiệt độ và độ ẩm ảnh hưởng đến cong vênh
Môi trường in của bạn tác động đáng kể đến chất lượng in và ngăn ngừa cong vênh. Thay đổi nhiệt độ đột ngột, gió lùa và độ ẩm ảnh hưởng đến độ bám dính và quá trình làm nguội của bản in. Đặt máy in gần cửa sổ, cửa ra vào hoặc lỗ thông hơi có thể gây làm nguội không nhất quán, dẫn đến vật liệu nguội không đều và cong vênh bản in.
Sử dụng buồng kín để duy trì nhiệt độ ổn định, đặc biệt đối với các vật liệu dễ bị cong vênh như ABS. Buồng kín giữ nhiệt, đảm bảo làm nguội đồng đều và giảm nguy cơ cong vênh. Nếu không thể có buồng kín, hãy chặn gió lùa hoặc di chuyển máy in đến một môi trường ổn định hơn.
Bảo quản filament đúng cách cũng rất quan trọng. Filament khô giúp giảm hấp thụ độ ẩm, ngăn ngừa các vấn đề đùn và giãn nở vật liệu không đều, vốn là nguyên nhân khuyến khích cong vênh. Hãy bảo quản filament ở nơi khô ráo, thoáng mát để duy trì điều kiện tối ưu cho việc in ấn. Bước đơn giản này cải thiện chất lượng in và giảm cong vênh, nâng cao trải nghiệm in 3D tổng thể của bạn.
Máy in 3D đang hoạt động trong môi trường có thể chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài như gió lùa, nhiệt độ thay đổi, gây cong vênh bản in
Kết luận
Cong vênh có thể là một vấn đề gây khó chịu, nhưng với những điều chỉnh phù hợp, nó hoàn toàn có thể phòng tránh được. Đảm bảo độ bám dính bàn in tốt, sử dụng cài đặt nhiệt độ chính xác và kiểm soát môi trường in đều góp phần tạo nên sự ổn định tốt hơn cho bản in. Chuyển sang một loại filament có độ co rút thấp hơn hoặc sử dụng buồng kín có thể là giải pháp lâu dài tốt nhất nếu bạn thường xuyên đối phó với hiện tượng cong vênh.
Bằng cách tinh chỉnh thiết lập của mình, bạn sẽ có được những bản in sạch hơn với ít lỗi hơn. Mỗi sự kết hợp giữa máy in và filament là khác nhau, vì vậy hãy thử nghiệm những cách khắc phục này để tìm ra giải pháp tối ưu cho bạn. Với cách tiếp cận đúng đắn, cong vênh sẽ không còn là trở ngại cho các dự án in 3D của bạn. Hãy chia sẻ kinh nghiệm của bạn về việc chống cong vênh 3D print trong phần bình luận bên dưới!