Көп килограммдық 3D басып шығару операциялары үшін температура аймақтары

Көптеген килограммдық 3D басып шығару компоненттерін жасау бойынша өнім шығаруға дейінгі кезеңде әлі де келесі дамудың қиыншылықтары бар және прототип немесе шағын сериялы өндірістен тыс жылжыту – бұл өзіндік инженерлік қиыншылық. Барлық аталған аспектілердің әсері болса да, үлкен көлемді қосымша өндіріс операцияларының ең маңызды және бірақ ең аз бағаланатын талаптарының бірі – бұл құрылыс көлемі бойынша жақсы бақыланатын және тұрақты түрде жүзеге асырылатын температура аймақтары болып табылады. Мәселе тек қана төсекті қыздыру туралы емес, сонымен қатар жылу ортасын жобалау туралы.

Неліктен Температура Масштабта Маңыздылыққа Ие

Термиялық градиенттер (бөлшектегі температура әртүрлілігі) кіші басып шығаруда әдетте аз болады. Материалдың салыстырмалы біркелкі суынуы болады. Бірақ бөлшектің өлшемі мен массасы едәуір ұлғайған сайын:

1.Жылулық масса басым болады: Үлкен мөлшерде алынған масса кіші мөлшерден өзгеше әрекет етеді және жылуды әр түрлі тәсілмен сіңіріп, сақтайды. Қалың қабаттың ортасы суыу үшін қабырғалардың немесе олардың сыртқы бетінің қалыңдығына қарағанда әлдеқайда көп уақыт алады.

2.Градиентті үлкейту: Кіші өлшемдегі баспада температураның айтарлықтай емес айырмашылықтары бар болады, ал оны үлкен өлшемде басып шығарған кезде айтарлықтай градиент пайда болады. Мұндай градиенттер материал суыған кезде және фазалық өзгеріс (қату) арқылы қозғалған кезде дифференциалды кішірейуге әкеліп соғады.

3.Ішкі кернеулердің жиналуы: Дифференциалды кішірею материалдың біртұтас беріктігінен асатын ішкі кернеулерге әкеліп соғады. Басып шығару немесе суыту процесінің кез келген сатысында осындай кернеулер бөлшектің бұралуына, қабаттардың түсуіне, жарықшақтарға немесе бөлшектің толық сынуына әкеліп соғады. Бөлшек соғұрлым үлкен болса, пайда болуы мүмкін кернеулердің шамасы соғұрлым жоғары болады.

4. Камера инерциясы: Үлкен құрылыс камерасында температура көп бөлінетін үлкен компонент болған жағдайда орташа температураны сақтау қиын. Есіктер мен желдеткіштердің айналасындағы суық аймақтар мен қыздырғыштар мен электр құрылғыларының айналасындағы ыстық аймақтар сияқты ыңғайсыз жағдайлар туындайды.

Температура аймақтары: Стратегиялық тәсіл

Температура аймақтары – бұл құрылыс камерасы ішінде және бөлшек бетінде температура аймақтарын жасау мен басқарудың стратегиялық әдісі. Бұл әртүрлі орындарда біркелкі температура алу үшін емес, зиянды кернеулерді азайтуға мүмкіндік беретін градиенттерді басқару туралы. Негізгі стратегиялар:

1.Бірнеше аймақты салдан қыздыру: Үлкен құрылыс плиталарында торлы қыздыруды жақсарту. Сонымен қатар операторлардың шет жақтарында (суып кету үлгісі бар жерде) немесе плитада белгілі суық аймақтарды теңгеру үшін салыстырмалы түрде аз ғана жылу қосу мүмкіндігін береді. Бұл барлық басып шығару ауданы бойынша бірінші қабаттың біркелкі жабысуы мен тұрақтылығын арттырады.

2.Басқарылатын камералық қыздыру және аймақтау: Күрделі жүйелер камераның әртүрлі бөліктерінде (қабырғалар, төбе, кейбір жағдайларда еденде) орналасқан тәуелсіз басқарылатын қыздыру элементтерінің бірнеше түрін қамтиды. Бұл мүмкіндік береді:

Қоршаған ортаның біркелкілігі: Камерада тұрақты жоғары температураны сақтау үшін табиғи конвекция мен сәулелену жылу шығынына қарсы шаралар қабылдау, бұл көптеген инженерлік материалдар үшін маңызды.

Мақсатты қыздыру: Бөлшектің қалың бөліктері басылып шығарылған жерде олардың жұқа бөліктеріне қарағанда баяу суып кетуі үшін аздап қосымша энергия қосу, осылайша олардың арасындағы термиялық градиентті азайту.

3.Аудандық ауа ағынын басқару: Соңғысы жылытумен байланысты болғанымен, ауа ағыны температура аймақтарында үлкен рөл атқаратынын атап өту маңызды. Стратегиялық орналасқан форсункалар немесе басқарылатын желдеткіштер мыналарды істеуге қабілетті:

Қызу орындарын болдырмау: Жылу көздері немесе бөліктердің тығыздалған бөліктерінде ыстық ауаның қалыптасуын болдырмау үшін жұмсақ ауаны айналдырыңыз.

Біркелкі суытуды ынталандыру: Баспадан кейінгі бақыланатын суыту процесінде тиімді температурада нақты басқарылатын суыту жылдамдықтарын құруға көмектеседі.

Жергілікті суыту (ұқыпты пайдалану): Өте кішігірім, нақты сипаттамалардың баяу жергілікті суытуы, тез қатуын талап ететін (мысалы, шеттердің төмен түсуі) әдісін өте сақтықпен қолдануға болады және жаңа, разрушительді градиенттердің пайда болуын болдырмау үшін міндетті түрде бақылау қажет.

4.Процес параметрлерін интеграциялау: Температура аймақтары құрылғыға тәуелді емес. Қималау техникасы маңызды:

Бейімделінген қабат уақыты: Үлкен қабаттарда (үлкен қабаттардың жылуын жоғалту үшін уақыт көбірек қажет болғандықтан) және кіші қабаттарда (олардың суынуына уақыт аз қажет) басып шығаруды автоматты түрде баяулату және үдету.

Құрал жолын реттеу: Құрал жолын реттеу жергілікті жылу жиналуына әсер етуі мүмкін, егер оны тиімді пайдалансаңыз. Көршілес бөліктерде басып шығару өтпелердің арасында жылудың шашырауына мүмкіндік береді, белгілі бір аймақта жылудың шоғырлануына қарсы.

Материал ерекшеліктері

Әртүрлі материалдар жылумен басқаруды бірдей түрде қабылдамайды. Жартылай кристалды пластмассалар (көбінесе нейлондар, PEEK) кристалдану кезінде көлемдік сығылу көп болады және суыту жылдамдығына күшті тәуелді. Аморфты материалдар (ABS немесе PC сияқты) көбірек сезімтал емес, бірақ үлкен градиенттерден бұрмалануға бейім. Аумақтар стратегиясы басылған материалдың жылу әсері мен фазалық өзгерістер туралы ақпаратты ескере отырып тиімдіру қажет.

Нәтижесі: Сапаны қамтамасыз ету және сапа

Көп килограммды басып шығару кезінде температураны аймақтар бойынша реттеу мүмкіндігі тек жақсарту ғана емес, сонымен қатар жиі сенімді нәтижеге жеткізетін жол болып табылады. Артықшылықтары үлкен:

Қатты түрде азайтылған бұрмалану мен жарылмалар: Өлшемді дәлдік пен құрылымдық бүтіндікті ішкі кернеуді азайту арқылы сақтау қамтамасыз етіледі.

Қабаттардың жақсы жабысуы: Қабаттар арасындағы жабысу температураның тұрақтылығын қамтамасыз етеді.

Жақсартылған бет сапасы: Беттің біркелкілігін жақсарту нәтижесінде беттің ақаулары, мысалы, нашар өңдеу немесе құбылыс пайда болуы азаяды.

Бірінші қабаттың сәтті орындалуы мен табанға жабысуының артуы: Аймақ бойынша басқарылатын салу пластиналары ірі аумақтарда салуды жоғары нәтижемен орындауға мүмкіндік береді.

Материалдың қасиеттерінің біркелкілігінің артуы: Жылу тарихын басқару нәтижесінде бөлшек ішінде механикалық қасиеттер болжануы тиімді болады.

Шығынның артуы мен қалдықтар мөлшерінің азаюы: Басып шығарудың сәтсіздіктерінің азаюы ресурстарды пайдалану тиімділігіне және бөлшек өндіру құнына оң әсер етеді.

Энергияны үнемдеу мүмкіндігі: Қажетті аймақты жылыту процесінің энергияны үнемдеу тиімділігі барлық үлкен бөлмені өте жоғары дәрежеде жылытуға қарағанда жоғарырақ болуы мүмкін.

Қорытынды

Қосымша шығарып алу технологиясының кішігірім және жеңіл, жоғары ажыратымдылық, бірақ конструкциялық тұрғыдан маңызды емес бөлшектерден тыс жылжып шығуына байланысты жылу ортасын басқару қажеттілікке айналып отыр. Көп килограмды басып шығару операцияларымен байланысты артқан жылу мәселелерін шешудің кілті — температура аймақтарын белгілеу, яғни құрылыс кеңістігінде нақты және бақыланатын жылу таралуын қамтамасыз ету. Бұл ірі өлшемді 3D басып шығаруды жоғары қауіп аймағынан тәуелді қайталанатын өндірістік процеске ауыстырып, аз қажумен жоғары сапалы компоненттер алуға мүмкіндік береді. Бұл тек қана істен шығуды болдырмау ғана емес, сонымен қатар өндірістік қосымша шығарып алу мүмкіндігін ашу үшін жылу ортасын басқаруды жан-жақты ойлау болып табылады.