การทำความสะอาดหัวฉีดด้วยวิธี Cold Pull

ภาพรวมของอาการหัวฉีดตัน

อาการหัวฉีดตันเป็นปัญหาที่พบได้ในการพิมพ์ 3 มิติ สาเหตุอาจเกิดจากอุณหภูมิของ hotend ไม่สูงพอจนพลาสติกหลอมไม่ทัน หรือเกิดจาก filament ที่มีอนุภาคขนาดเล็ก เช่น filament ผสมวัสดุพิเศษ ซึ่งสะสมบริเวณปลาย nozzle และจำกัดการไหลของเส้นได้ รวมไปถึงฝุ่นที่มีขนาดเล็ก ตกลงบนเส้นแล้วตามเข้าไปในหัวฉีด และไปสะสมที่ปลายหัวฉีด จนทำให้รูหัวฉีดมีขนาดเล็กลง จนพลาสติกไม่สามารถถูกฉีดออกมาได้

อาการที่มักสังเกตได้คือ under extrusion ซึ่งเส้นพลาสติกออกมาน้อยจนชิ้นงานมีช่องว่าง หรือ no extrusion ซึ่งเครื่องเคลื่อนที่ตามคำสั่งแต่ไม่มีเส้น filament ไหลออกจากหัวฉีด

สังเกตุง่ายๆ โดยดูที่ตัวหมุนทที่ชุดดันเส้น จะมีการสะท้อนกลับไปมา หรือมีเสียงดังแต็กๆ ออกมาจากเครื่องพิมพ์

อาการที่พบ ความหมายในการตรวจสอบเบื้องต้น เส้นออกน้อยหรือขาดช่วง อาจมีเศษ filament หรือวัสดุสะสมอยู่ภายใน nozzle เครื่องเคลื่อนที่แต่ไม่มีเส้นออก อาจมีการอุดตันมากจน filament ไม่สามารถไหลผ่านหัวฉีดได้ Extrude แล้วเส้นไม่สม่ำเสมอ ควรตรวจอุณหภูมิและลองทำความสะอาด nozzle ตามลำดับขั้นตอน

ใช้บทความนี้เมื่อไหร่

บทความนี้เหมาะสำหรับกรณีที่เครื่อง Bambu Lab P2S มีอาการดันเส้นออกจาก nozzle ไม่ปกติ และต้องการแก้ไขตามลำดับจากวิธีที่เสี่ยงน้อยไปหาวิธีที่ต้องถอดหรือจับชิ้นส่วนร้อนมากขึ้น แนะนำให้ใช้ cleaning needle หรือเข็มทะลวงก่อน จากนั้นจึงทำ cold pull และหากพบการตันบริเวณ cold end หรือ heat sink จึงพิจารณาวิธีใช้ประแจหกเหลี่ยมร้อน 

เวลาทำให้ทำที่ละชั้นตอน เสร็จแล้วให้ลองฉีดพลาสติกออกมาก่อน ถ้าทำแล้วไม่ได้ ก็ให้เริ่มทำขั้นตอนต่อไป

เครื่องมือที่ต้องเตรียม

ก่อนเริ่มงานควรจัดพื้นที่ทำงานให้โล่ง มีแสงสว่างเพียงพอ และเตรียมเครื่องมือให้ครบ เพราะบางขั้นตอนมีทั้ง nozzle อุณหภูมิสูง ชิ้นส่วนโลหะร้อน และ filament ที่อาจถูกดึงออกมาพร้อมเศษวัสดุที่ตันอยู่ในทางเดินเส้น 1

เครื่องมือ ใช้สำหรับ Cleaning needle แทงทำความสะอาดทางเดินภายใน nozzle Pliers จับชิ้นส่วนร้อนหรือดึง filament ที่ค้างอยู่ ถุงมือกันความร้อน ป้องกันมือเมื่อต้องทำงานใกล้ hotend หรือ nozzle ที่ร้อน Filament ชิ้นหนึ่ง ใช้ในการทำ cold pull ตามขั้นตอนบนเครื่อง ประแจหกเหลี่ยม H1.5 และ H2.0 ใช้ในขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับ hotend/nozzle และการแก้ cold end clog

ความปลอดภัยก่อนเริ่มงาน

ขั้นตอนในบทความนี้มีความเสี่ยงจากอุณหภูมิสูงของ nozzle และ hotend ต้นฉบับจึงระบุให้ระมัดระวังเป็นพิเศษ โดยบางขั้นตอนควรทำเมื่อเครื่องปิดและ nozzle เย็นสนิท ขณะที่บางขั้นตอนจำเป็นต้องทำงานกับ hotend ที่ร้อนตามอุณหภูมิที่กำหนด

หากจำเป็นต้องถือ hotend หรือ nozzle ควรสวมถุงมือกันความร้อน และตรวจให้แน่ใจว่าพื้น โต๊ะ หรือวัสดุรอบตัวไม่ติดไฟง่ายและไม่เสียหายจากความร้อน และให้ระวังเรื่องแรงดันภายใน nozzle อาจถูกปล่อยออกมาอย่างกะทันหัน เวลาเอาเข็มทะลวงเข้าไป อาจมีเศษวัสดุร้อนกระเด็นออกมาได้ จึงควรสวมถุงมือ และไม่ควรก้มศีรษะเข้าไปใน chamber ระหว่างทำความสะอาด

วิดีโอประกอบจากต้นฉบับ

 

วิธีที่ 1 — ทำความสะอาดด้วย Cleaning Needle

หาก nozzle ไม่สามารดันเส้นพลาสติก ออกมาได้ ให้เริ่มจากการใช้เช็มทะลวง cleaning needle เพื่อเปิดทางเดินในหัวฉีดก่อน สำหรับตัวอย่างในใช้เส้นพลาสติก PLA โดยรอให้อุณหภูมิ nozzle ขึ้นถึง 220 ℃ จากนั้นจึงสอด cleaning needle เข้าไปใน nozzle และขยับขึ้นลงหลายครั้ง

หลังจากนั้น ในขณะที่ nozzle ยังร้อนอยู่ ให้ถอด nozzle ออก ใช้เข็มดัน filament ที่เหลืออยู่ด้านในออกมา แล้วใช้ pliers ดึงเศษ filament ออก จากนั้นจึงนำ cleaning needle ออกและติดตั้ง nozzle กลับเข้าที่ตามเดิม

เมื่อทำความสะอาดเบื้องต้นแล้ว ให้ทดลอง manual extrusion โดยตั้งอุณหภูมิ hotend ให้สูงกว่าค่าแนะนำของ filament ที่ใช้งาน แล้วสังเกตว่า พลาสติก ถูกดันออกจาก nozzle ได้ตามปกติหรือไม่ หากยังไม่สามารถ extrude ได้ ให้ทำขั้นตอน Cold Pull 

วิธีที่ 2 — ทำ Cold Pull ด้วยฟังก์ชัน Nozzle Cold Pull Maintenance

เครื่อง Bambu Lab P2S มีฟังก์ชัน Nozzle Cold Pull Maintenance เพื่อช่วยควบคุมลำดับการทำ cold pull ผ่านหน้าจอของเครื่อง ตัวอย่างการทำกับ PLA โดยให้เข้าไปที่หน้า Toolbox แล้วเลือก “Nozzle Cold Pull Maintenance” จากนั้นเลือกพารามิเตอร์ตามขนาด nozzle และชนิดของเส้น filament ที่ค้างอยู่ภายใน nozzle

ในตัวอย่างนี้ใช้ nozzle ขนาด 0.4 mm มีเส้นพลาสติกที่ค้างในหัวฉีดเป็นเส้น PLA และใช้ cold-pull filament เป็น PLA เมื่อตรวจพารามิเตอร์ครบแล้วจึงกด Start เพื่อเริ่มกระบวนการ

เครื่องจะขึ้น prompt ให้แขวนฝาครอบ front cover assembly ไว้กับแกน X จากนั้นให้กดขอบท่อสีดำและถอดท่อ PTFE tube ออก เพื่อเปิดทางสำหรับใส่ filament ตามขั้นตอนถัดไป

หลังจากถอด PTFE tube แล้ว ให้ใส่ filament เข้าไปใน extruder จนไม่สามารถดันต่อได้ ตำแหน่งนี้ควรทำตามคำสั่งที่แนะนำบนหน้าจอและใช้แรงอย่างพอดี ไม่ควรฝืนดันแรงเกินจำเป็น

หัวฉีดจะจับ filament อัตโนมัติ จากนั้น heat nozzle และเริ่ม flush filament ฉีดเส้นทิ้ง เมื่อ filament ที่ extrude ออกมาเปลี่ยนเป็น filament เส้นใหม่ทั้งหมดแล้ว nozzle จะเริ่ม cool down ลดความร้อนตามขั้นตอนของระบบ

เมื่อ nozzle เย็นลงแล้ว ให้ค่อย ๆ ดึง filament ออกตามคำสั่งบนหน้าจอ จุดสำคัญคือดึงอย่างช้า ๆ และสม่ำเสมอ เพื่อให้เศษวัสดุหรือสิ่งอุดตันติดออกมากับปลาย filament มากที่สุด

ตรวจปลายเส้นพลาสติก ที่ดึงออกมาว่ามีเศษวัสดุหรือคราบที่เป็นสาเหตุการตันติดออกมาหรือไม่ หาก cold pull สำเร็จ ให้กด Finish จากนั้นเสียบ PTFE tube กลับเข้าที่และประกอบ front cover assembly กลับตามเดิม

การทำ Cold Pull สามารถทำได้หลายรอบ จนกว่าเส้นที่ดึงออกมา จะไม่มีคราบไหม้ติดมาที่เส้น ดังนั้นแะนำให้ใช้เส้นสีชาว ในการทำจะช่วยให้การมองเห็นคราบไหม้ ดีที่สุด

วิธีที่ 3 — ใช้ประแจหกเหลี่ยมร้อนสำหรับกรณีตันบริเวณ Cold End

วิธีนี้ใช้สำหรับกรณีที่ filament ติดบริเวณ cold end หรือบริเวณ heat sink จากปัญหาลักษณะ heat creep 

วิธีนี้ใช้ได้กับประแจหกเหลี่ยมขนาด H1.5 หรือน้อยกว่าเท่านั้น และแนะนำให้สวมถุงมือป้องกัน เพราะพลาสติกที่ละลายอาจจะร้อน และอาจหยด ทำให้เกิดแผลไหม้ได้

ขั้นตอนที่ 1 — ทำให้ปลายประแจหกเหลี่ยมร้อน

ใช้คีมจับประแจหกเหลี่ยมให้แน่น แล้วให้ความร้อนที่ปลายประแจประมาณ 10 วินาที จุดสำคัญคือไม่จับประแจด้วยมือเปล่า และต้องควบคุมทิศทางของไฟให้ห่างจากวัสดุติดไฟง่าย

ขั้นตอนที่ 2 — ใส่ประแจหกเหลี่ยมเข้าไปทางด้านบนของ Hotend

ในขณะที่ปลายประแจยังร้อนอยู่ ให้รีบดันประแจเข้าไปใน hotend ผ่านด้านบนของ heat sink เพื่อให้ปลายประแจเข้าไปติดกับ filament ที่ค้างอยู่ด้านใน จากนั้นรอประมาณ 30 วินาที เพื่อให้ประแจเย็นลงและจับกับเส้น filament ที่ตันอยู่ด้านใน

ขั้นตอนที่ 3 — ให้ความร้อนที่ปลาย Nozzle แล้วดึง Filament ที่ตันออก

เมื่อประแจติดอยู่กับ filament ด้านในแล้ว ให้ถอด silicone sleeve ของ hotend ออกก่อน จากนั้นใช้ไฟแช็กมาตรฐานให้ความร้อนที่ปลาย nozzle ประมาณ 20 วินาที เพื่อให้ส่วนปลายหัวฉีด ให้ร้อนพอสำหรับดึงประแจและเส้น filament ที่ติดอยู่ออกมา

ไม่ควรให้ความร้อนกับ nozzle นานเกินไป และไม่ควรใช้ไฟแรงสูงหรือ butane torch ต้นฉบับแนะนำให้ใช้ไฟแช็กแก๊สมาตรฐาน เพราะการให้ความร้อนมากเกินไปอาจทำให้ filament หยดหรือพุ่งออกจากปลาย nozzle ได้ และห้ามหันปลาย nozzle เข้าหาตัวเองระหว่างทำงาน 

หลังจากให้ความร้อนประมาณ 20 วินาที ให้ค่อย ๆ ดึงประแจออก จะเห็นว่า filament ที่ตันสามารถถูกดึงออกมาจาก nozzle พร้อมกับประแจได้ ซึ่งเป็นสัญญาณว่าส่วนที่อุดตันถูกนำออกมาแล้ว

การตรวจสอบหลังแก้หัวฉีดตัน

หลังจากทำความสะอาดเสร็จแล้ว ให้ติดตั้ง nozzle กลับเข้าที่ ต่อ PTFE tube กลับ และ reload เส้นพลาสติกเพื่อทดสอบการฉีดพลาสติก หาก filament ถูกดันออกมาได้ต่อเนื่องและสม่ำเสมอ แสดงว่าการแก้ปัญหาสำเร็จตามแนวทางของคู่มือต้นฉบับ

จุดที่ต้องตรวจ ผลลัพธ์ที่ควรได้ การ reload filament เส้นถูกโหลดเข้าไปในระบบได้ตามปกติ การ extrude ผ่าน nozzle filament ไหลออกมาอย่างต่อเนื่อง ไม่มีช่วงขาดหรือสะดุด ปลาย filament หลัง cold pull อาจมีเศษวัสดุหรือคราบที่เป็นสาเหตุการตันติดออกมา การประกอบ PTFE tube และ front cover กลับเข้าตำแหน่งเดิม แน่น และไม่หลวม

วิธีเหล่านี้โดยทั่วไปสามารถแก้การอุดตันได้เป็นส่วนใหญ่ แต่หาก nozzle ยังตันหรือมีอาการ extrude ไม่พอหลังทำซ้ำหลายครั้ง อาจเป็นกรณีที่ nozzle ตันสนิทหรือชำรุด และควรพิจารณาเปลี่ยนชุด nozzle หรือพัดลมเป่าหัวฉีด 

ถ้ายังแก้ไม่หายควรทำอย่างไร

หากทำตามขั้นตอนแล้วเครื่องยังไม่สามารถ feed หรือ print ได้ตามปกติ ควรหยุดใช้งานและบันทึกข้อมูลประกอบการตรวจสอบ เช่น ภาพปลาย filament ที่ดึงออกมา ภาพ nozzle/hotend หลังถอด และอาการที่แสดงบนหน้าจอเครื่องเพื่อขอความช่วยเหลือเพิ่มเติมหากคู่มือไม่สามารถแก้ปัญหาได้

สำหรับลูกค้า Siamreprap หากไม่แน่ใจว่าควรถอดชิ้นส่วนต่อหรือไม่ แนะนำให้ถ่ายรูปตำแหน่งที่ติดขัดและอาการที่พบก่อน เพื่อให้ทีมช่างช่วยประเมินความเสี่ยงก่อนลงมือทำขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับความร้อนหรือการถอด nozzle เพิ่มเติม