De Wanhao Duplicator i3 Mini printte van begin af niet naar behoren en dat bleek uiteindelijk een extrusieprobleem te zijn. Wil je ook de slimme en goedkope oplossing hiervoor weten, lees dan onderstaand artikel.

Meta de Mul

In november 2018 heb ik via HCC een Wanhao Duplicator i3 Mini gekocht, mijn allereerste stap op het gebied van 3D-printen en die ik hierna gemakshalve de i3 Mini zal noemen. Nu meerdere printers verder heb ik de eerste printer een keer helemaal onderzocht, omdat deze vanaf het begin niet naar behoren printte. Wat ik toen ontdekte, is een fout in de uitvoering. Omdat binnen de regio Zuid-Holland drie mensen dezelfde printer hebben, hebben zij onderzocht of dit bij hen ook het geval was en dit bleek zo te zijn. Daarnaast deed dit probleem zich ook nog bij iemand uit de regio Apeldoorn voor, wat voor mij aanleiding was om bijgaand artikel te schrijven. De oplossing voor het probleem is namelijk simpel en goedkoop en ik wil dit graag met anderen delen die dezelfde printer hebben aangeschaft.

Wanhao Duplicator i3 Mini
Vanaf de eerste dag deed zich bij deze printer dus een probleem voor, die ik als beginner aan de printer toeschreef. Na contact met de leverancier mocht ik de printer terugsturen en kon ik mijn geld terug krijgen. Dit was echter mijn eer te na en ik heb de printer gehouden in de hoop dat ik zou ontdekken wat ik als beginner nu toch zo verschrikkelijk verkeerd deed. Maar omdat ik toch wel goede prints wilde krijgen en al aangestoken was door het 3D-virus, kocht ik mijn tweede printer: een Creality Ender 3 pro. Dit werd de tweede in een rij van tot nu toe vier printers, waarvan er drie nog steeds in mijn bezit zijn: de slecht werkende Wanhao, de Ender en een Prusa MK3S met MMU2S. Nu ik inmiddels behoorlijk wat kennis heb opgedaan op het gebied van 3D-printen en -printers, heb ik kortgeleden de i3 Mini maar eens onder handen genomen. Het grootste probleem van de i3, het voortdurend verstopt raken van de nozzle, bleek en met een kleine aanpassing voor een bijzonder laag bedrag te verhelpen. In de i3 Mini zit een kloon van de veel gebruikte en uitstekend printende E3D V6 extruder. Deze laatste extruder ziet er in doorsnede als volgt uit.

Beeld 1


In het oranje gedeelte binnen het rode vierkant bevindt zich een stukje PTFE-tube met een buitenmaat van 3 mm en een binnenmaat van 1,75 mm dat zich deels bevindt in de Hot End Heatbreak en deels in het Hot End Block. Voor deze overgang wordt PTFE-tube gebruikt, omdat PTFE zeer hoge temperaturen kan verdragen en daarnaast ook nog warmte-isolerend werkt. Op het deel van de tube vindt nagenoeg geen warmte-overdracht plaats.
Aansluitend aan de tube is in het mintgroene deel de 1,75mm nozzle zichtbaar in het groene vierkant. Op de afbeelding is te zien dat de 1,75mm nozzle onder de PTFE-tube ruim contact heeft met het oranje gekleurde deel, het Hot End Block dat zich in de gele cirkel bevindt. Hierdoor kan de nozzle en nog belangrijker het zich in de nozzle bevindende filament op de gevraagde temperatuur komen en is de, door de thermistor gemeten, en op de display aangegeven temperatuur gelijk aan de temperatuur van het filament. De themistor, is in het schema te vinden in het blauwe vierkant.
Om vast te kunnen stellen waarom de i3 Mini zoveel problemen heeft met het verstopt raken van de nozzle, heb ik eerst het internet afgespeurd. Daar kwam ik veel meldingen tegen van dezelfde klacht en zelfs filmpjes waarbij men de hele extruder verving. Daar kwam ik dus niet veel verder mee, waarop ik besloot om de hele extruder maar uit elkaar te halen. Toen ik de extruder uit de printer had verwijderd en de deze op de overgang van de Hot End Heatbreak en het Hot End Block uit elkaar had gehaald, viel mijn mond letterlijk open. Wat ik aantrof, is weergegeven op de volgende foto’s die ik per foto zal toelichten.

Beeld 2

Figuur 1, 2 en 3

Op figuur 1 is de nozzle te zien met de PTFE-tube die daar nog uitsteekt, namelijk het gedeelte dat in de Hot End Heatbreak zit. Tot zover nog niet echt veel aan de hand.

Maar toen ik de tube uit de nozzle haalde, figuur 2, viel me de lengte van de PTFE-tube op. Deze was wel erg lang, waarop bij mij de vraag rees of de tube soms doorloopt in de nozzle en zo ja, tot hoever dit dan is. En misschien nog wel belangrijker, wat voor type nozzle zit er eigenlijk in dit Hot End Block. Om de nozzle los te kunnen krijgen van het Hot End Block, moest ik het block met de nozzle en al genoeg verhit om de nozzle uit het block te kunnen verwijderen. Dit gaat trouwens uitstekend met de brander die ik normaal voor de crème brulee gebruik. Wel uiteraard alles met een geïsoleerde tang vasthouden.

Prop filament
Toen de nozzle eenmaal uit het Hot End Blok los was kwam het moment dat mijn kin letterlijk op mijn borst viel. Wat ik aantrof was een 2.85mm nozzle, waar de PTFE tube volledig in doorloopt. Deze situatie is weergegeven in de aangepaste doorsnede van de E3D V6. In deze aangepaste versie loopt de Hot End Teflon Tube door tot voorbij het Hot End Block, zie rode vierkant.

Beeld 3
Hierdoor heeft de nozzle weliswaar contact met het Hot End Block over het groen aangegeven deel rondom de PTFE-tube en meet de thermistor de juiste temperatuur van het Hot Block en de buitenzijde van de nozzle in het groene gedeelte, maar zegt deze temperatuur helaas niets over de temperatuur van het filament.Omdat de PTFE tube helemaal doorloopt tot diep in de nozzle, wordt het filament over dit gehele stuk niet tot nauwelijks verwarmd, dankzij de isolerende werking van het PTFE. Pas bij aankomst diep in de nozzle vindt opwarming van het filament plaats in het gele vierkant. Om op dit korte stuk het filament toch nog zo heet te krijgen dat het zonder underextrusion uit de nozzle vloeit, dient de gevraagde temperatuur behoorlijk verhoogd te worden, met alle vervelende gevolgen van dien. Wanneer echter gedurende langere tijd op hoge temperaturen geprint wordt, blijkt dat het uiterst dunne stukje PTFE hier toch minder tegen bestand is, waardoor het gaat vervormen en uiteindelijk het deel dat in de nozzle steekt, verbrandt. Wat dan ontstaat, is een nog grotere puinhoop, omdat er op dat moment een hole ruimte in de nozzle is ontstaan met een diameter van 3 mm waarin het filament zich ophoopt. Zodra dit punt is bereikt, heeft iedere vorm van retractie van het filament geen of nagenoeg geen effect. Er zit immers een prop filament van 3 mm die eerst dient te worden teruggetrokken, voor er enig effect op de nozzle waar te nemen is. Gevolg hiervan is dat de prints minder mooi worden, omdat er zogenoemde threads ontstaan bij elke travel die de printer moet maken. Al met al een nogal ongelukkig gekozen constructie van Wanhao.

Oplossing
Het positieve van dit hele verhaal is dat het probleem voor nog geen 10 euro is op te lossen door de aanschaf van een 1,75mm nozzle, bijvoorbeeld van E3D, en het inkorten van de bestaande PTFE-tube op gelijke lengte met de Hot End Heatbreak. Dit inkorten gaat het best met een mesje en een stukje 1,75mm filament in de tube, waardoor vervorming van het PTFE wordt voorkomen.
Dat de i3 Mini niet goed printte lag dus uiteindelijk niet aan mijn beginnersonkunde, maar aan de keus van Wanhao om de extruder uit te rusten met een 2,85mm nozzle en dit verschil te overbruggen met een verlengde PTFE-tube. Bij mij print de printer na deze aanpassing echt mooi met PLA, zonder underextrusions of threads op een temperatuur van 195 graden. Ik hoop daarom dat ik met dit artikel onze leden, die eveneens in bezit zijn van deze printer, op weg help naar een GOED printende Wanhao Duplicator i3 Mini.