Felületi tapadási problémák a nagy térfogatú nyomtatóknál

Nagyméretű 3D nyomtatók képesek lehetnek kibontani a nagy méretű prototípusok, szerszámok és kész alkatrészek korábban elérhetetlen kapacitását egyetlen nyomtatási munkamenetben. Ám az ilyen méretek szükségképpen megoldatlan fejfájásokat okoznak, és az építési lemezhez való tapadás gyakran döntő ponttá válik a siker és a rendkívül költséges, időigényes problémák között. Már maguk az alkatrészek vagy nyomtatólemezek méretei is egyedi kihívások elé állítanak, amelyek saját megoldásokat igényelnek.

Miért erősítik a méret növekedése a tapadási problémákat:

1.Nagyobb hőstressz: A nagyobb nyomtatások tízszeresére megnövelik az anyagmennyiséget. Amikor ez az anyag hűl és összehúzódik, jelentős belső feszültségek keletkeznek. Ezek az erők főként az első réteg és a tálcának a felületi érintkezési pontján lokalizálódnak. A hűlési különbség egy nagyobb területen a tágasabb tálcánál még nagyobb torzulási erőket eredményez, amelyek felfelé húzzák a nyomat széleit.

2.A forgatóerő és torzulás pillanatai: Egy nagy, lapos darab egy hosszú emelőkar. A legkisebb torzulás/emelkedés az egyik saroknál hatalmas mechanikai előnyt jelent a teljes nyomaték megemelkedéséhez a tálcáról. Egy kis emelkedés elegendő egy kis nyomatéknál, de egy nagy nyomatéknál ez hajlamos a katasztrofális leválásba torkollani.

3.Felületi hibák: Egy rendkívül nagy építési felület tetején a tökéletes, egyenletes síkság és sík elérése egyszerűen nehezebb. Jelentősen eltérő magasságok vagy domborulatok, illetve horpadások, amelyek egy kisebb tálcánál nem lettek volna probléma, itt már egy nagy kezdeti réteg esetében a teljes felületre kihatnak. Az olajok, porok stb. számára is nagyobb a rendelkezésre álló felület.

4.Kiterjesztett nyomtatási idő: A nagy méretű nyomtatások órákig, akár napokig is eltarthatnak. Ez a hosszabb időszak növeli a hőmérsékleti feszültségek felhalmozódásának lehetőségét, amely az illeszkedési felület mentén is hatással lehet. A környezet jellege, például a huzat vagy a szoba hőmérsékletének változása szintén nagyobb összesített hatással van az idő múlásával.

5.Anyagviselkedés: Az anyagok, amelyek hajlamosak összehúzódni és felgöngyölődni (például ABS, Nylon, sőt nagy PETG nyomat is), méretük növekedtével még inkább ilyenek. Az így keletkező erők könnyen felülmúlhatják a szokásos illeszkedési technikákat.

Stratégiák a nagyméretű illeszkedés sikeréhez:

Ezeknek a kihívásoknak a leküzdéséhez komplex megközelítés szükséges:

1.Pedáns ágy-előkészítés:

A tisztítás elsődleges fontosságú: Minden nagyobb nyomtatás előtt azonnal tisztítsa meg az építési felületet nagy tisztaságú izopropil-alkohollal (IPA >90%) vagy speciális tisztítószerekkel. Az ellenség a ujjlenyomatok.

Pontos síkbaállítás: Használja ki a nyomtatóasztal síkbaállító mechanizmusát (kézi vagy automatikus) optimálisan. A síkbaállítás során, amennyiben lehetséges, térképezze fel és kompenzálja az asztal teljes felületének egyenetlenségeit. Rendszeresen ellenőrizze újra.

Felület kiválasztása: Válassza ki a megfelelő építőfelületet az Ön által használt anyaghoz (pl. PLA/PETG = strukturált PEI, Nylon = garolit stb.), amely jó tapadást biztosít. A felület legyen sima és hibátlan.

2.Előréteg beállításainak optimalizálása:

Lassítson: Az első réteget sokkal lassabban nyomtassa (pl. 15-30 mm/s). Ez lehetővé teszi, hogy minden vonal pontosan legyen elhelyezve, és rögzüljön, mielőtt a következő réteg következik.

Enyhén összenyomni: A megfelelő fúvóka magasság (Z-eltolás). Az alsó rétegnek enyhén összenyomottnak kell lennie a maximális érintkezési felület érdekében, de ne annyira, hogy a fúvóka súroljon vagy elduguljon.

Hőmérséklet növelése: Állítsa be a fúvóka- és asztalhőmérsékletet az első réteg nyomtatása során enyhén magasabbra, mint a nyomtatás további részében. Ez javítja az anyag folyását és összekapcsolódását.

3.Erős tapadási segédanyagok alkalmazása:

Peremek: Lazán hagyott perem (5-15 mm+) több esetben szintén szükséges. Ez jelentősen megnöveli a felületet, amely a tárgylemezhez tapadhat, így hatékonyan ellensúlyozza a tárgy szélét húzó torzulási erőket.

Futtatóréteg (raft): Extrém módon nehezen tapadó anyagok vagy visszafordíthatatlan mértékben torzulásra hajlamos geometriák esetén a futtatóréteg a legerősebb tapadási támogatást nyújthatja, valamint hőszigetelést is biztosít a modell számára, viszont növeli a posztprocesszálási időt és anyagfogyasztást eredményez.

Tapadószerek: Magas minőségű, szuszpenzió alapú tapadószerek – például hőálló szuszpenziók (speciálisan ABS-hez kifejlesztett szuszpenziók, PVA alapú tapadószerek, vagy akár 3D nyomtatáshoz kifejlesztett hajszpray) nagyszerűen használhatók nagy felületeken. Egyenletes és vékony felhordás javasolt.

4.Környezeti feltételek szabályozása:

Házak: Ezekhez a nyomtatáshoz jelentősen nagyobb tűrés kell az ABS-hez vagy a Nylonhoz képest, ahol szinte minden esetben hasznos lenne ház használata. A ház fenntart egy viszonylag magas, állandó környezeti hőmérsékletet a nyomtatás minden oldalán, csökkentve a hűlési sebességet és a hőmérsékleti gradienst, amelyek túlzott mértékű torzuláshoz vezethetnek. A nyomtatás során a ház nyílásait tartsa minimálisra.

Áramlatok: Kerülje, hogy a nyomtató légkondicionáló szellőzők, ventilátorok, nyitott ablak vagy ajtó közelében legyen, amelyek egyenetlen hűtést okozhatnak.

5. Modell Tervezési Megfontolások:

Kerülje a Éles Sarkokat: A nagy sík felületek éles sarkai az első helyszínek, ahol a felület torzulása jelentkezhet. A sarkok felosztása vagy a modell alján lévő lekerekítések beépítése segíthet a feszültségek eloszlásában a modell mentén.

Elhelyezkedés: Amennyiben lehetséges, úgy tájolja a modellt, hogy elkerülje a nagy teljesen zárt sík felületek közvetlen érintkezését a nyomtatási felülettel. Ez időnként a modell dőlésszögének beállításával orvosolható.