Tantangan Adhesi Pelat Cetak pada Printer Volume Besar

Printer 3D berskala besar memiliki potensi untuk membuka kapasitas tak tertandingi dalam memproduksi prototipe besar, peralatan, dan komponen jadi dalam satu sesi pencetakan. Namun ukuran tersebut tak terhindarkan lagi menimbulkan masalah yang tak berkesudahan, dan daya rekat pada pelat cetak cenderung menjadi titik kritis yang menentukan antara keberhasilan atau kerepotan yang sangat mahal dan menghabiskan waktu.

Mengapa Skala Membesarkan Masalah Rekat:

1.Tegangan Termal Meningkat: Cetakan yang lebih besar menggunakan puluhan kali lebih banyak material. Saat material jenis ini mengerut dan mendingin, muncul tegangan internal yang besar. Gaya-gaya tersebut terkonsentrasi pada lapisan pertama yang membentuk antarmuka pelat. Perbedaan pendinginan di area yang luas lebih besar pada permukaan cetak yang lebar, menghasilkan gaya distorsi yang lebih tinggi yang menarik bagian tepi ke atas.

2.Momen Gaya Tuas dan Pelengkungan: Sebuah benda datar dan besar bertindak sebagai lengan tuas yang panjang. Sedikit pelengkungan/pengangkatan pada salah satu sudut saja sudah memberikan keuntungan mekanis yang besar, yang berusaha melepaskan seluruh cetakan dari tempat cetaknya. Angkatan kecil saja sudah cukup untuk cetakan kecil, tetapi pada cetakan besar hal ini lebih rentan terhadap kegagalan yang berujung pada pelepasan total.

3.Ketidaksempurnaan Luas Permukaan: Mencapai ke dataran dan bidang yang sempurna secara merata di atas permukaan cetak yang sangat besar jauh lebih sulit. Perbedaan ketinggian, tonjolan, atau cekungan yang dalam skala kecil tidak menjadi masalah akan menjadi masalah besar ketika lapisan awal membentang luas di seluruh area. Minyak, debu, dan sebagainya juga memiliki luas permukaan yang lebih besar untuk menempel.

4.Waktu Cetak yang Diperpanjang: Cetakan besar memakan waktu berjam-jam, bahkan berhari-hari. Periode yang diperpanjang ini memberikan waktu lebih bagi tegangan termal untuk terakumulasi dan dapat bekerja sepanjang permukaan rekat. Faktor lingkungan seperti aliran udara atau perubahan suhu di ruangan juga memberikan pengaruh kumulatif yang lebih besar seiring berjalannya waktu.

5.Sifat Material: Material yang cenderung menyusut dan menggulung (seperti ABS, Nylon, atau cetakan PETG yang besar) akan semakin bermasalah dalam skala besar. Gaya yang dihasilkan bisa dengan mudah mengatasi teknik adhesi normal.

Strategi untuk Memastikan Keberhasilan Adhesi pada Skala Besar:

Mengatasi tantangan-tantangan ini memerlukan pendekatan yang beragam:

1.Persiapan Permukaan Cetak yang Teliti:

Kebersihan adalah yang Utama: Bersihkan permukaan cetak sebelum setiap pencetakan berukuran besar dengan alkohol isopropil murni tinggi (IPA >90%) atau pembersih khusus. Musuh utamanya adalah bekas sidik jari.

Tingkat Presisi: Manfaatkan mekanisme leveling permukaan cetak (manual atau otomatis) secara optimal. Leveling dilakukan bila memungkinkan untuk memetakan dan mengompensasi ketidakkonsistenan permukaan di seluruh permukaan meja cetak. Periksa ulang secara berkala.

Pemilihan Permukaan: Dengan material pilihan Anda (misalnya PLA/PETG = PEI bertekstur, Nylon = garolit, dll.), pilih permukaan cetak yang menawarkan daya rekat baik. Jadikan permukaan halus dan tanpa noda atau cacat.

2.Mengoptimalkan Pengaturan Lapisan Pertama:

Perlambat Kecepatan: Cetak lapisan awal lebih lambat (misalnya 15-30 mm/detik). Ini memungkinkan setiap garis ditempatkan secara tepat dan menempel sebelum lapisan berikutnya dicetak.

Tekan Sedikit: Ketinggian nozzle yang tepat (Z-offset). Lapisan bawah harus sedikit tertekan agar memberikan luas kontak maksimal, tetapi tidak terlalu rendah sehingga menyebabkan nozzle tergores atau tersumbat.

Naikkan Temperatur: Atur suhu nozzle dan suhu meja cetak sedikit lebih tinggi saat mencetak lapisan pertama dibandingkan lapisan berikutnya. Hal ini meningkatkan aliran dan ikatan material.

3.Menerapkan Bantuan Rekat yang Kuat:

Bibir (Brims): Bibir yang longgar (5-15mm+) juga diperlukan dalam beberapa kasus. Hal ini secara signifikan meningkatkan area yang menempel pada alas sebagai bentuk jangkar terhadap gaya pelengkungan yang menarik bagian pada perimeter-nya.

Perahu (Rafts): Dalam kasus bahan atau geometri yang sangat sulit dan berpotensi melengkung hingga tidak dapat diperbaiki, perahu dapat memberikan dukungan daya rekat paling kuat serta mengisolasi model secara termal, tetapi meningkatkan waktu pasca-proses dan menghabiskan material.

Perekat: Perekat berkualitas baik yang dirancang sebagai campuran tahan panas (misalnya campuran ABS khusus, perekat berbasis PVA, atau bahkan hairspray yang dirancang khusus untuk pencetakan 3D) dapat bekerja sangat baik pada area luas. Aplikasi harus merata dan tipis.

4.Kontrol Lingkungan:

Kabin: Berikan margin yang besar untuk cetakan ini terhadap ABS atau Nylon, di mana hampir semua hal akan mendapat manfaat menggunakan kabin. Kabin menjaga suhu lingkungan yang relatif tinggi dan konstan di semua sisi cetakan, sehingga mengurangi laju pendinginan dan gradien suhu yang berlebihan yang menyebabkan warping. Selama pencetakan, bukaan kabin harus sesedikit mungkin.

Aliran Udara: Hindari menempatkan printer di dekat ventilasi AC, kipas angin, jendela atau pintu yang terbuka yang dapat menyebabkan pendinginan tidak merata.

5. Pertimbangan Desain Model:

Hindari Sudut Tajam: Sudut tajam pada permukaan datar yang besar merupakan area yang rentan menyebabkan permukaan melengkung. Subdivisi sudut atau penggunaan fillet pada bagian bawah model akan membantu penyebaran tegangan pada seluruh model.

Orientasi: Orientasikan bagian, bila memungkinkan, sedemikian rupa sehingga menghindari permukaan datar besar yang sepenuhnya tertutup bersentuhan langsung dengan meja cetak. Hal ini dapat diperbaiki dengan memiringkan model jika diperlukan.