耗材处理

如何重绕 3D 打印耗材而不使其开裂

料盘上的缠结通常意味着两种情况之一：耗材绕得太松，或者绕得太紧且一直保持那样。本指南给出重绕 3D 打印耗材的操作顺序——手工或电动绕线机均可，说明能保持线材圆度的张力范围，以及哪些材料重绕弊大于利。本文面向需要当天让料盘恢复使用的工程师和车间人员，不是聚合物科学讲座。

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手摇绕线机或电钻张力 200 至 400 gf先干燥再重绕脆化的 PLA 不要重绕

本页内容

本文内容

1
要点速览
2
料盘为何缠结，以及何时值得冒重绕的风险
3
哪些耗材能承受重绕，哪些不能
4
设置不会损伤线材的绕线机
5
毁掉料盘的常见错误
6
如何重绕 3D 打印耗材，分步操作
7
重绕还是更换：材料与状态检查

要点速览

先干燥，后重绕潮湿的耗材离开料盘时会扭结，并把圈套压进下一层。

目标张力 200 至 400 gf低于 150 gf 线材会松散。高于 600 gf 会变扁，之后断裂。

保持线材圆度绕得过紧造成的扁点会导致喷嘴出料脉动。

超过 12 个月的 PLA只有在弯过 90 度仍不开裂时才可重绕。

用 1 m 拉出测试如果耗材出料不顿挫，重绕质量就足以打印。

开始之前

料盘为何缠结，以及何时值得冒重绕的风险

缠结很少由打印机造成。它始于料盘松脱的线头被释放并滑入相邻线圈之下。一旦那个线圈被埋住，之后每次拉动都会把结收紧。重绕是在受控张力下把材料从一个卷芯转移到另一个卷芯，从而重置层结构。这就是该操作的全部意义。

风险是真实存在的。绕线迫使耗材经过弯曲半径，而某些聚合物在吸湿后无法承受。PLA 最严重。它在潮湿空气中水解，料盘放置数月后可能产生微裂纹，只有弯折时才显现。如果线材在重绕中断裂，你会损失料盘，甚至可能损失打印任务。

有三种情况值得重绕。料盘出厂时绕得太松，不断掉圈。耗材从塌陷的纸芯上转移下来。或者你要把 3 kg 大卷分装到 1 kg 料盘以适配特定机器。这三种情况下材料本身仍然完好。

不要重绕表层以下已经缠结的料盘。你无法从外部拉出埋住的线圈而不把它收得更紧。剪断耗材，去掉受影响长度，重绕干净的剩余部分。损失 20 m 好过损失整盘。

1
先检查湿度弯折一段 200 mm 样品。出现裂纹或白色应力线说明料盘在重绕前需要干燥。
2
数清圈数1 kg 的 1.75 mm PLA 料盘约含 330 m。记录长度以便核对新料盘。
3
在干净台面上操作夹在层间的灰尘会转移到喷嘴，造成局部堵塞。

材料

哪些耗材能承受重绕，哪些不能

PLA、PETG 和 ABS 在干燥前提下，室温下可承受一次重绕而无持久影响。PLA 是三者中最敏感的。保持弯曲半径大于 40 mm，张力低于 400 gf。PETG 更宽容，可承受 500 gf。ABS 绕紧后容易保持弯曲，所以保持松散，并在新料盘上松弛几小时再打印。

TPU 和其他柔性耗材是另一类问题。它们在张力下拉伸且无法完全恢复，拉伸段的直径会从 1.75 mm 漂向 1.65 mm。这足以造成挤出不足和流量不稳。重绕 TPU 只能用很轻的张力，低于 150 gf，并预期之后要降低打印速度。

尼龙和 PC 吸湿很快。两者都应从干燥箱直接进入绕线机，再直接回到干燥箱。如果在潮湿车间的工作台上放一小时，外层会吸收足够水分，在喷嘴处爆裂。重绕潮湿的尼龙，得到的就是发泡、脆弱的挤出。

碳纤维和玻纤填充耗材会磨损绕线机导轮。绕两三盘后，导轮会出现沟槽，刮削线材表面。开始前用指甲检查导轮。能感觉到的沟槽会损伤耗材。

1
PLA一次重绕，干燥，低于 400 gf。弯折开裂则丢弃。
2
PETG 和 ABS可承受 500 gf。ABS 在新料盘上松弛后再打印。
3
TPU低于 150 gf。拉伸段会有一定直径漂移。
4
尼龙和 PC干燥箱到绕线机再到干燥箱。不在工作台停留。

设备

设置不会损伤线材的绕线机

带可调摩擦离合器的的手摇绕线机是最安全的选择。它比电动装置便宜，且能直接感受张力。如果使用电钻驱动的绕线机，装上滑动离合器或让电钻以最低速运行，约 60 至 100 rpm。再快线材会甩动，给线材引入扭转，在打印件上表现为螺旋纹。

导丝臂和绕线器同样重要。它应位于收线盘 150 到 250 mm 处，配光滑的陶瓷或抛光钢眼模。锋利的导丝器会在耗材上切出平面。如果耗材有灰尘，可加装带轻微硅胶擦拭的毛毡垫，但阻力要低于 100 gf，以保证总张力在范围内。

检查收线盘本身。法兰变形会让耗材爬上侧壁并卡在框架上。把空盘套在杆上旋转，观察轮缘处是否有超过 2 mm 的偏摆。超过这个值，层与层就无法平整排列。

用夹在线上的小弹簧秤测量张力，有校准过的滚轮张力计更好。以打印速度从导丝器中拉出 300 mm 耗材，读取稳定值，而不是峰值。稳定张力决定新盘上的层结构。

1
速度60 到 100 rpm。慢到线股不会甩动或扭转。
2
导丝距离距收线盘 150 到 250 mm，使用抛光眼模。
3
线盘偏摆轮缘处低于 2 mm。超过这个值，层会爬上法兰。

问题

会毁掉线盘的常见错误

最常见的错误是绕得太紧。感觉牢固，但压在下一层上的线股几小时内就会定型。椭圆截面随后送料不均，打印件出现周期性欠挤出。如果用指甲压绕好的表面，它不回弹，就是太紧。退绕后以更低的离合器设定重新开始。

第二个错误是跳过干燥循环。从密封袋取出放了一周的耗材，即使芯部干燥，表面水分也足以引起爆裂声。试拉时出现爆裂声说明是水，不是张力。把线盘放回干燥箱。

第三个错误是重复使用吸湿膨胀的纸板芯。膨胀的芯会夹住内层，使线盘难以拉动。使用塑料或铝芯，或在绕线前给纸板套上薄套筒。

最后，不要把刚绕好的线盘放在工作台上。试拉一结束就放进带干燥剂的密封袋。绕得再好，在潮湿空气中放 48 小时，也比原来那个松散的线盘更差。

1
太紧指甲留下不回弹的痕迹。把离合器调低。
2
太湿试拉时出现爆裂声或嘶嘶声。打印前再次干燥。
3
芯膨胀内层拖住纸板。换用塑料芯。

操作步骤

如何逐步重绕 3D 打印耗材

七个步骤，1 kg 线盘约需 15 到 25 分钟

1
干燥耗材把源线盘放入干燥箱，PLA 用 45 °C，PETG 和 ABS 用 65 °C，尼龙和 PC 用 80 °C。运行 4 到 6 小时。在干燥箱内冷却到室温后再开盖。绕温热的耗材会拉伸它。
2
检查损伤手动退绕 2 m，把 200 mm 一段弯折 90 度。任何裂纹、白线或扁点都说明材料已降解。停止并换用新线盘。不要试图绕过损伤段继续绕线。
3
设定张力在线中夹入弹簧秤，调整离合器，直到刚性耗材的稳定拉力读数为 200 到 400 gf，TPU 低于 150 gf。读取稳定值，而不是初始峰值。
4
穿导丝器并慢速启动让耗材穿过导丝眼模，用 50 mm 尾端贴在法兰上固定到收线盘。以半速约 30 rpm 绕前 20 层，检查每一圈都挨着前一圈，而不是叠在上面。
5
单程排线绕制以 60 到 100 rpm 运行，让导丝器沿线盘宽度缓慢横移。一个完整横移应耗时 8 到 12 秒。横移太快会留空隙。横移太慢会把耗材堆在中间。
6
留 150 mm 尾端并固定当线盘低于法兰约 3 mm 时停止。剪出 150 mm 尾端，穿过夹子或法兰上的孔，用胶带固定，防止它滑到线圈下面。松散的尾端就是下一次缠结的开始。
7
测试送料把线盘装到打印机上，加热喷嘴到打印温度，以 5 mm/s 挤出 1 m。线股应平稳拉出，无顿挫或爆裂声。如果顿挫，说明张力过高，层已锁在一起。

决策表

重绕还是更换：材料与状态检查

在把线盘放上绕线器之前使用此表

材料	最大张力	干燥循环	重绕？	原因
PLA，6 个月以内	300 到 400 gf	45 °C，4 h	是	仍有韧性，可承受一次重绕
PLA，超过 12 个月	300 gf	45 °C，6 h	先测试	水解后弯折会开裂
PETG	400 到 500 gf	65 °C，5 h	是	干燥时能承受张力
ABS	400 到 500 gf	65 °C，5 h	是	在新线盘上松弛 2 h
TPU，95A	低于 150 gf	50 °C，4 h	谨慎	会拉伸且直径漂移
尼龙，PA-CF	350 gf	80 °C，6 h	是，干燥箱	几分钟内重新吸湿
PC	400 gf	80 °C，6 h	是，干燥箱	冷态快速绕制会变脆
未知或潮湿线盘	不要绕	先干燥	否	湿线股会扭结并困住线圈