淺談3D打印機的維護與故障的解決方法

楊海峰

摘要：3D打印機技術逐漸成熟，應用也越來越廣泛，維護與故障解決成為一個重要內容。本論文對3D打印機的維護和故障的解決提出了詳細的論述方案。

Abstract： 3D printer technology is gradually mature， and its application is becoming more and more widespread. Maintenance and troubleshooting have become an important content. This thesis proposes a detailed discussion on the maintenance and troubleshooting of 3D printers.

關鍵詞：打印材料;手動校準;送絲機;移動平臺

0? 引言

目前，隨著科學進步3D打印機的價格越來越低，甚至出現了家用桌面級的3D打印機，在使用3D打印機打印過程中，由于操作不當、參數設置、溫度控制等現象都會引起打印機的頻繁故障，如果解決不當會引起打印機的故障，這就要求我們在出現故障時，第一時間排除故障，以下是介紹出現的故障及排除方法。

1? 3D打印材料易出現的問題

主流3D打印機目前常用材料有PLA和ABS材料兩種。PLA是聚乳酸高分子材料的簡稱，一般以玉米淀粉為原料提取的一種綠色環保，是可降解材料，他對于環境來說比較環保。PLA在加熱到一定溫度時會融化，溫度降低又會重新凝固，PLA的3D打印成型也是利用它的融化和冷卻成型的特點。但其加熱到200℃度時，PLA材料更容易出現附著和延展，使噴頭堵塞風險加大，有可能出現膨脹和氣泡的現象，導致噴頭擠出不暢的現象發生。

ABS材料是丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯三種單體的接枝共聚物。該材料十分堅硬，所以具有很強的抗沖擊性、耐劃、尺寸穩定等特性，同時又兼具了防潮、耐腐蝕、易加工等特性，有著更好的塑性，但其最大的缺點就是打印過程中打印時會產生強烈的氣味，需要通風環境，其加熱到220℃度時流動性更好，不易導致噴頭的堵塞，但ABS打印很高的零件時，容易產生整體剝離的現象。從環保的角度看，PLA更適合選擇家庭使用和教學使用。

2? 打印機打印平臺易出現的問題

3D打印機打印零件時，通常由于打印平板的校準精度問題，導致零件在開始打印時，第一層有時會無法打印，或打印幾層出現翹邊現象，或者打印噴頭和打印平板出現過渡配合的現象，造成打印零件無法打印。首先需要確定打印噴頭和平板之間的間隙，在使用打印機之前就需要對打印機進行噴頭校準，校準的方式有兩種，（下面將以太爾時代UP BOX+打印機為例來具體說明）一種是自動校準如圖1所示，即在校準菜單中，選擇“自動水平校準”。校準探頭將被放下，并開始探測平臺上的9個位置。在探測平臺之后，調平數據將被更新，并儲存在機器內，調平探頭也將自動縮回。當自動調平完成并確認后，噴嘴對高將會自動開始。打印頭會移動至噴嘴對高裝置上方，最終，噴嘴將接觸并擠壓金屬薄片以完成高度測量。

另一種是手動校準平臺如圖2所示，通常情況下，手動校準非必要步驟。只有在自動調平不能有效調平平臺時才需要。UP BOX+的平臺之下有4顆手調螺母。兩顆在前面，兩顆在平臺后下方。可以上緊或松開這些螺母以調節平臺的平度。

3? 打印噴頭故障

打印噴頭故障主要就是打印機不能正常噴出絲線，或者是出絲量明顯不足，或者是產生斷層的問題。遇到這些現象打印機將不能正常使用，需要對打印機噴頭故障進行分析，然后排出打印機故障。

3.1 絲材不能擠出

首先，取下打印頭，從打印頭抽出絲材，切斷熔化的末端，然后將其重新裝到打印頭上。重啟打印機，然后查看打印機能否正常打印。其次，塑料堵塞噴嘴，替換新的噴嘴，或移除堵塞物。

3.2 絲材過粗

通常在使用質量不佳的絲材時會發生這種情況，有些絲材粗細不一致，導致絲材過粗堵塞噴嘴，或絲材中含有雜質，高溫不能將其熔化，從而導致噴頭的堵塞。

3.3 模型不對

對于某些模型，如果PLA不斷造成問題，切換到ABS。

4? 噴頭加熱器故障

溫度不能達到設置要求，無法正常打印。這時要檢查看看加熱棒、溫度傳感器的引線，和板卡的接插有沒有接觸不良的問題。或者更換一個新的加熱棒進行嘗試。

5? 冷卻風扇故障

3D打印機風扇故障多數是由于風扇軸承缺少潤滑、風扇有沒有被灰塵等東西堵住轉速不正常、風扇接線是否正常，解決這些故障的方式主要是需要對風扇軸承進行潤滑、用毛刷清理打印機風扇、將風扇插口接線處重新安裝，如果以上都不能解決散熱效果，那就只能更換一個新的風扇。

6? 送絲機故障

送絲機擠出力的產生是擠出電機上的兩個齒輪，當絲材進入到送絲口時兩個齒輪將絲材緊緊夾住，打印機的擠出電機通電旋轉時，兩個齒輪會帶動絲材前進，這樣絲材傳遞到噴嘴處，此時在噴嘴處絲材被加熱融化成液態，通過細小的銅噴嘴管道而噴出，完成了絲線的擠出過程。送絲機的故障通常是被卡死現象，即兩個擠出齒輪不能轉動，這通常是由于安裝絲線和撤回絲線時，由于打印機還沒有達到加熱溫度或安裝提示音時，用力過大將絲線自行安裝或者撤回，導致兩個齒輪處的絲線被拉斷，卡死在兩個齒輪之間的現象。解決送絲機故障的方法是用螺絲刀將打印機噴頭部分拆卸下來，將兩個齒輪之間的斷絲線用鑷子取下，這樣就可以解決送絲故障了。

7? 打印機其他故障

7.1 打印頭和平臺無法加熱至目標溫度或過熱

出現這樣的問題主要是三個方面：第一個方面是打印機沒有被初始化，需要對打印機進行初始化設置，只需要重新啟動打印機，按動初始化按鈕即可。第二個方面是加熱模塊損壞，需要更換加熱模塊。第三個方面是加熱線損壞，加熱平臺中的加熱線損壞了，需要對加熱線進行更換。

7.2 不能檢測打印機

電腦檢測不到打印機的主要原因是：①確保打印機驅動程序安裝正確，打印機程序不能正常安裝，將使打印機不能正常工作。②USB線有缺陷，如果用非出廠原配的USB線可能會導致打印機不能正常工作，這就需要檢查USB電纜是否有缺陷。③重啟打印機和計算機。

8? 打印機的維護與保養

8.1 更換噴嘴

經過長時間的使用，打印機噴嘴會變得很臟甚至堵塞。用戶可以更換新噴嘴，老噴嘴可以保留，清理干凈后可以再用如圖3所示。更換噴嘴的過程：

①用維護界面的”撤回“功能，令噴嘴加熱至打印溫度。

②戴上隔熱手套，用紙巾或棉花把噴嘴擦干凈。

③使用打印機附帶的噴嘴扳手把噴嘴擰下來。

④堵塞的噴嘴可以用很多方法去疏通，比如說用0.4mm鉆頭鉆通，在丙酮在中浸泡，用熱風槍吹通或者用火燒掉堵塞的塑料。

8.2 更換空氣濾

UP BOX+每六個月或者每300小時建議更換一次空氣濾。更換空氣濾只需要逆時針取下蓋子，取下濾芯即可完成更換，順時針擰緊即可。

8.3 手動移動平臺

在某些情況下，用戶需要手動移動平臺。可以使用一字螺絲刀旋轉z軸螺桿以升高或降低平臺。在使用時不要用力下壓或上拉使平臺移動，可能導致平臺損壞或不平。

3D打印技術日趨完善應用也越來越為廣泛，目前已經從制造業發展到醫學、文物等多種行業，而且3D打印技術使用和操作越來越為簡便，一些中小學課外課堂也開設了該課程，打印機的價格越來越便宜，打印機開始走進了家庭，但其保養和修理已經成為一個重要內容，學會對打印機進行維護和保養是提高工作效率和降低人工成本的一個重要的方面。

參考文獻：

[1]太爾時代 3D打印機的用戶手冊-UP Box +用戶手冊–中文.

[2]孫昱放.家庭3D 打印機維護與故障解決方法[J].新技術新產品，2016：65-66.

[3]沈曉偉.3D打印機常見故障分析及維護[J].四川水泥，2019，321.