浅谈3D打印机的维护与故障的解决方法

杨海峰

摘要：3D打印机技术逐渐成熟，应用也越来越广泛，维护与故障解决成为一个重要内容。本论文对3D打印机的维护和故障的解决提出了详细的论述方案。

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.

关键词：打印材料;手动校准;送丝机;移动平台

0  引言

目前，随着科学进步3D打印机的价格越来越低，甚至出现了家用桌面级的3D打印机，在使用3D打印机打印过程中，由于操作不当、参数设置、温度控制等现象都会引起打印机的频繁故障，如果解决不当会引起打印机的故障，这就要求我们在出现故障时，第一时间排除故障，以下是介绍出现的故障及排除方法。

1  3D打印材料易出现的问题

主流3D打印机目前常用材料有PLA和ABS材料两种。PLA是聚乳酸高分子材料的简称，一般以玉米淀粉为原料提取的一种绿色环保，是可降解材料，他对于环境来说比较环保。PLA在加热到一定温度时会融化，温度降低又会重新凝固，PLA的3D打印成型也是利用它的融化和冷却成型的特点。但其加热到200℃度时，PLA材料更容易出现附着和延展，使喷头堵塞风险加大，有可能出现膨胀和气泡的现象，导致喷头挤出不畅的现象发生。

ABS材料是丙烯腈、1，3-丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚物。该材料十分坚硬，所以具有很强的抗冲击性、耐划、尺寸稳定等特性，同时又兼具了防潮、耐腐蚀、易加工等特性，有着更好的塑性，但其最大的缺点就是打印过程中打印时會产生强烈的气味，需要通风环境，其加热到220℃度时流动性更好，不易导致喷头的堵塞，但ABS打印很高的零件时，容易产生整体剥离的现象。从环保的角度看，PLA更适合选择家庭使用和教学使用。

2  打印机打印平台易出现的问题

3D打印机打印零件时，通常由于打印平板的校准精度问题，导致零件在开始打印时，第一层有时会无法打印，或打印几层出现翘边现象，或者打印喷头和打印平板出现过渡配合的现象，造成打印零件无法打印。首先需要确定打印喷头和平板之间的间隙，在使用打印机之前就需要对打印机进行喷头校准，校准的方式有两种，（下面将以太尔时代UP BOX+打印机为例来具体说明）一种是自动校准如图1所示，即在校准菜单中，选择“自动水平校准”。校准探头将被放下，并开始探测平台上的9个位置。在探测平台之后，调平数据将被更新，并储存在机器内，调平探头也将自动缩回。当自动调平完成并确认后，喷嘴对高将会自动开始。打印头会移动至喷嘴对高装置上方，最终，喷嘴将接触并挤压金属薄片以完成高度测量。

另一种是手动校准平台如图2所示，通常情况下，手动校准非必要步骤。只有在自动调平不能有效调平平台时才需要。UP BOX+的平台之下有4颗手调螺母。两颗在前面，两颗在平台后下方。可以上紧或松开这些螺母以调节平台的平度。

3  打印喷头故障

打印喷头故障主要就是打印机不能正常喷出丝线，或者是出丝量明显不足，或者是产生断层的问题。遇到这些现象打印机将不能正常使用，需要对打印机喷头故障进行分析，然后排出打印机故障。

3.1 丝材不能挤出

首先，取下打印头，从打印头抽出丝材，切断熔化的末端，然后将其重新装到打印头上。重启打印机，然后查看打印机能否正常打印。其次，塑料堵塞喷嘴，替换新的喷嘴，或移除堵塞物。

3.2 丝材过粗

通常在使用质量不佳的丝材时会发生这种情况，有些丝材粗细不一致，导致丝材过粗堵塞喷嘴，或丝材中含有杂质，高温不能将其熔化，从而导致喷头的堵塞。

3.3 模型不对

对于某些模型，如果PLA不断造成问题，切换到ABS。

4  喷头加热器故障

温度不能达到设置要求，无法正常打印。这时要检查看看加热棒、温度传感器的引线，和板卡的接插有没有接触不良的问题。或者更换一个新的加热棒进行尝试。

5  冷却风扇故障

3D打印机风扇故障多数是由于风扇轴承缺少润滑、风扇有没有被灰尘等东西堵住转速不正常、风扇接线是否正常，解决这些故障的方式主要是需要对风扇轴承进行润滑、用毛刷清理打印机风扇、将风扇插口接线处重新安装，如果以上都不能解决散热效果，那就只能更换一个新的风扇。

6  送丝机故障

送丝机挤出力的产生是挤出电机上的两个齿轮，当丝材进入到送丝口时两个齿轮将丝材紧紧夹住，打印机的挤出电机通电旋转时，两个齿轮会带动丝材前进，这样丝材传递到喷嘴处，此时在喷嘴处丝材被加热融化成液态，通过细小的铜喷嘴管道而喷出，完成了丝线的挤出过程。送丝机的故障通常是被卡死现象，即两个挤出齿轮不能转动，这通常是由于安装丝线和撤回丝线时，由于打印机还没有达到加热温度或安装提示音时，用力过大将丝线自行安装或者撤回，导致两个齿轮处的丝线被拉断，卡死在两个齿轮之间的现象。解决送丝机故障的方法是用螺丝刀将打印机喷头部分拆卸下来，将两个齿轮之间的断丝线用镊子取下，这样就可以解决送丝故障了。

7  打印机其他故障

7.1 打印头和平台无法加热至目标温度或过热

出现这样的问题主要是三个方面：第一个方面是打印机没有被初始化，需要对打印机进行初始化设置，只需要重新启动打印机，按动初始化按钮即可。第二个方面是加热模块损坏，需要更换加热模块。第三个方面是加热线损坏，加热平台中的加热线损坏了，需要对加热线进行更换。

7.2 不能检测打印机

电脑检测不到打印机的主要原因是：①确保打印机驱动程序安装正确，打印机程序不能正常安装，将使打印机不能正常工作。②USB线有缺陷，如果用非出厂原配的USB线可能会导致打印机不能正常工作，这就需要检查USB电缆是否有缺陷。③重启打印机和计算机。

8  打印机的维护与保养

8.1 更换喷嘴

经过长时间的使用，打印机喷嘴会变得很脏甚至堵塞。用户可以更换新喷嘴，老喷嘴可以保留，清理干净后可以再用如图3所示。更换喷嘴的过程：

①用維护界面的”撤回“功能，令喷嘴加热至打印温度。

②戴上隔热手套，用纸巾或棉花把喷嘴擦干净。

③使用打印机附带的喷嘴扳手把喷嘴拧下来。

④堵塞的喷嘴可以用很多方法去疏通，比如说用0.4mm钻头钻通，在丙酮在中浸泡，用热风枪吹通或者用火烧掉堵塞的塑料。

8.2 更换空气滤

UP BOX+每六个月或者每300小时建议更换一次空气滤。更换空气滤只需要逆时针取下盖子，取下滤芯即可完成更换，顺时针拧紧即可。

8.3 手动移动平台

在某些情况下，用户需要手动移动平台。可以使用一字螺丝刀旋转z轴螺杆以升高或降低平台。在使用时不要用力下压或上拉使平台移动，可能导致平台损坏或不平。

3D打印技术日趋完善应用也越来越为广泛，目前已经从制造业发展到医学、文物等多种行业，而且3D打印技术使用和操作越来越为简便，一些中小学课外课堂也开设了该课程，打印机的价格越来越便宜，打印机开始走进了家庭，但其保养和修理已经成为一个重要内容，学会对打印机进行维护和保养是提高工作效率和降低人工成本的一个重要的方面。

参考文献：

[1]太尔时代 3D打印机的用户手册-UP Box +用户手册–中文.

[2]孙昱放.家庭3D 打印机维护与故障解决方法[J].新技术新产品，2016：65-66.

[3]沈晓伟.3D打印机常见故障分析及维护[J].四川水泥，2019，321.