Felületi tapadási problémák a nagy térfogatú nyomtatóknál

A nagy méretű 3D nyomtatók lehetőséget kínálnak nagy méretű prototípusok, szerszámok és kész alkatrészek egyetlen nyomtatási munkamenetben történő gyártására. Ugyanakkor az ilyen méretarányú munka szüntelen fejfájásokat okoz, és a felületi tapadás egy döntő fontosságú kérdéssé válik a sikeres munka és a rendkívül költséges, időigényes problémák között. Még az alkatrészek vagy nyomtatási tálcák mérete is egyedi kihívásokat jelent, amelyekhez külön megoldások szükségesek.

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.