Sustavi za visok protok za velikoskalne 3D projekte

Razmislite o izradi arhitektonskog maketa u mjerilu, pojedinačnog komada namještaja ili velikog radnog alata, projekata u metrima, a ne milimetrima. Vizija je elektrizirajuća, ali konvencionalna 3D printanje oprema obično zastane na jednoj točki – brzini. Dobrodošli u nišu sustava s visokim protokom ekstrudera koji su dizajnirani da zadovolje specifične izazove velikih aditivnih proizvodnji.

Zašto veliki ispisi zahtijevaju veći protok

Ne radi se samo o veličini, jer povećanje potpuno mijenja igru. Na prosječnoj razini, veliki objekt koji se sloj po sloj ispisuje uz pomoć uobičajenog vrućeg kraja može trajati danima ili čak tjednima. Takav dugi vremenski period nije samo neprikladan, već postoji velika vjerojatnost da će doći do kvara tijekom ispisa uslijed promjena u elektronici poput fluktuacija napajanja, promjena okoliša ili mehaničkih problema, što stvara veliki rizik. Osim toga, ispisi takve veličine uobičajeno zahtijevaju veću količinu materijala i dulje, začučurene staze ekstrudiranja, što zahtijeva specifičnu otpornost na toplinu i snagu za topljenje kako bi se izbjegli začepljenja ili nepravilan tok, što može potrošiti sate i skupocjeno materijala.

Prednost visokog protoka: Projektirano za razmjer

Sustavi vrućih krajeva s visokim protokom izravno rješavaju sve ove probleme uz pomoć najvažnijih koncepta dizajna:

1.Enormna sposobnost topljenja: To je poput izuzetno moćne peći. Kod sistema s velikim protokom, grijač je povećane veličine (najčešće 50 W, 60 W ili više), zajedno s puno većim i termički bolje optimiziranim blokom grijača. To je kombinacija velike snage koja generira i održava snažnu, trajnu toplinu potrebnu za topljenje velike količine filamentske niti, u kratkom vremenu.

2.Optimizirana zona topljenja: Važno je kako nit prolazi kroz glavu. Kako bi se postigli dizajni s velikim protokom, ekstruderi često imaju dugu ili posebno oblikovanu zonu topljenja, ponekad s kompleksnom geometrijom prekida topline. To osigurava da nit provede dovoljno vremena pod snažnom toplinom kako bi se potpuno i ravnomjerno pretvorila u rastopljeeno stanje prije ekstrudiranja.

3. Nizak otpor protoku: Svako područje ograničenja usporit će materijal. Hotend koji koristi visoki protok smanjuje ograničenja u putu taline. To obično uključuje povećanje promjera u osjetljivim područjima poput grla mlaznice i prijelaza između grijača i hladnog dijela, što može znatno smanjiti natlak, također, omogućujući lakši protok rastopljenog plastičnog materijala.

4. Učinkovito upravljanje toplinom: Budući da su izlazna snaga i količina materijala vrlo visoke, kontrola temperature mora biti detaljno regulirana. Napredno termičko modeliranje koristi se za koncentriranje grijanja na području gdje je toplina nužna (zona taljenja) i aktivno se kontrolira u drugim područjima. Visokoučinkovita toplinska izolacija, a ponekad i dodatno hlađenje, sprječavaju prodiranje topline koje može dovesti do začepljenja u gornjem toku.

Vidljive pogodnosti za velike projekte

Kombinacija sustava s visokim protokom mijenja iskustvo pisača velikog formata:

Značajno skraćeno vrijeme ispisivanja: Mogućnost bržeg topljenja i ekstrudiranja materijala (koja može biti 2-3 puta brža (ili više) u odnosu na standardne sustave) drastično smanjuje vrijeme izrade velikih objekata. Projekti koji su ranije trajali danima sada se mogu dovršiti u jednom danu ili tijekom noći.

Poboljšana pouzdanost tijekom dugotrajne uporabe: Veća termodinamička stabilnost i odsutnost rizika od začepljenja kod ovih dizajnova čine ih pouzdanijima za dugotrajne ispise velikih dijelova. Smanjenje kvarova tijekom ispisivanja rezultirat će kraćim gubitkom proizvodnog vremena, kao i manjim otpadom materijala.

Poboljšana adhezija i čvrstoća slojeva: Budući da se ekstrudiranje izvodi na različitim razinama kontinuirano i u visokim volumenima uz optimalne temperature, veza između slojeva je jača, što znatno utječe na strukturu velikih funkcionalnih dijelova. Do određene točke, preveliki ispisi izrađeni s nekvalitetnim grijaćim blokovima propadaju upravo zbog loše adhezije slojeva.

Svestranost materijala: Iako većina sustava izuzetno dobro funkcionira s tipičnim tehničkim materijalima, većina sustava s velikim protokom može obraditi temperaturno zahtjevnije i gušće filamente koji se moraju koristiti za izazovne primjene velikih razmjera (kao što su ciljani armirani nyloni ili plastike otporne na visoke temperature), uz uvjet da je ostatak printer sustava kompatibilan.

Bitna nadogradnja za povećanje razmjera

Potreba za velikim 3D ispisom nije samo dodatna opcija za poboljšanje sustava mlaznice; ponekad je ključni sastojak sposobnosti da se postigne komercijalno isplativ i koristan rezultat. Smanjenjem termalnih i volumetričkih ograničenja konvencionalnih sustava, oni otvaraju stvarni potencijal velikih aditivnih proizvodnji – mogu proizvesti pouzdane, jake i kompleksne prevelike objekte puno brže. Kada imate vizije veće od stolnog pisača na vašem stolu, ugradnja funkcionalne mlaznice s velikim protokom u vaš pisač postaje vaš sljedeći korak ka ostvarivanju tih velikih ideja u obliku koji je učinkovit i skalabilan.