Waar is een verwarmd bed voor? Eerste laag en lange onderdelen

Vraag wat een verwarmd bed doet, en de meeste mensen antwoorden dat het onderdeel vasthoudt. Dat is onvolledig in plaats van fout, en deze kloof verklaart een reeks verwarringsoorzakende beslissingen: kopers die een temperatuurbereik specificeren dat ze nooit gebruiken, operators die de plaat de schuld geven van een procesprobleem. Een 3D-printer doet één ding met zijn plaat wat een koude machine niet kan: het brengt de onderkant van het onderdeel op een temperatuur die jij hebt gekozen, in plaats van op de kamertemperatuur.

Het geloof dat warmte het onderdeel op zijn plaats houdt

De bekende versie luidt als volgt: de plaat is warm, de eerste laag hecht, en het onderdeel overleeft de rest van de bouw. Elke zin is waar, maar de conclusies die mensen daaruit trekken, zijn waar het misgaat.

Warmte helpt de eerste laag op zijn plaats te blijven, maar om redenen die het ook beperken. Een warme filament past zich gemakkelijker aan aan het oppervlak eronder, wat verklaart waarom het effect direct optreedt en als grip aanvoelt. Wat de plaat verandert, is de toestand van de polymeer aan de interface, niet de toestand van het oppervlak zelf. Een warme plaat kan een probleem met de eerste laag verbergen zonder het op te lossen: een filament dat zich uitbreidt in een warm oppervlak lijkt goed geplaatst, zelfs als dat oppervlak nooit voorbereid was om het op te nemen.

Wat de warmte eigenlijk doet

Wat de warmte in eerste instantie biedt, is volledig contact tussen filament en plaat. Een filament dat op een warm oppervlak wordt gelegd, kan over zijn volledige breedte worden aangedrukt, en juist dat contact zorgt ervoor dat een industriële 3D-printer een basis opbouwt die zich gedraagt als één geheel in plaats van als een rij aaneengesloten filamenten. De standaardplaat bereikt 100 °C, en een optionele verwarmde ondergrond kan worden gespecificeerd om 150 °C te bereiken, waardoor de lijst van polymeren die in die toestand kunnen worden gehandhaafd — in plaats van slechts kort op het oppervlak te worden geplaatst — breder wordt.

De beperking van de basis is waar een koude plaat het meest verschilt van een warme plaat. Polymeer krimpt wanneer het uit de gesmolten toestand overgaat, en een basis op een koude plaat wordt vroeg stijf terwijl alles erboven nog in beweging is. Het instellen van de plaattemperatuur op een gekozen waarde houdt de onderste lagen langer flexibel, zodat de basis niet ‘strijdt’ met de lagen erboven tijdens het afdrukken. De bedtemperatuur is belangrijker voor grote onderdelen dan voor kleine onderdelen, omdat de massa polymeer boven de basis de oorzaak is van die ‘strijd’.

Er is een derde effect, dat werkt op een langzamere tijdschaal. Een getemperde glasplaat van 6 mm dikte, die op temperatuur wordt gehouden, fungeert als een warmtebron onder het onderdeel en regelt hoe snel de onderkant van het afdrukwerk zich ten opzichte van de rest vestigt. Deze massa verklaart waarom een lang afdrukwerk zich anders gedraagt dan een kort afdrukwerk op dezelfde machine. Een optionele omgevingstemperatuur van 60 °C verandert ook de lucht rond het afdrukwerk.

Waar het geloof ophoudt nuttig te zijn

Een verwarmd bouwplateau, uitgelegd als een hechtingsapparaat, is slechts de halve waarheid, en niet de helft die helpt bij een langdurige print. Warmte reinigt een oppervlak niet en maakt het ook niet vlak: een plaat met verkeerde geometrie blijft verkeerd, zelfs bij 100 °C, en een plaat met restanten van een vorige print draagt die restanten nog steeds. Het doel van het verwarmde bed is thermisch, en alles wat niet thermisch is, moet elders in de machine worden opgelost.

Het afhandelen van het onderdeel is de andere plek waar dit geloof tekort schiet. Een onderdeel dat van een warm plateau wordt gehaald, blijft aan de onderzijde zacht, en het rechtstreeks in een fixture tillen is precies hoe een vormafwijking ontstaat die de machine nooit heeft geprint.

Waarom een lang onderdeel de echte test is

Bij een onderdeel dat veertig minuten duurt, doet het plateau zijn werk één keer, aan het begin. Bij een onderdeel dat twee dagen duurt, werkt het plateau de hele tijd, onder een groeiende massa polymeer, op een oppervlak dat gevraagd wordt om een toestand te handhaven in plaats van te activeren.

Dat is waar het tweede risico ligt: lange printtijden geven de plaat de tijd om zijn temperatuurconditie te verliezen. Opwarmen verloopt geleidelijk door een dikke plaat, en een print die begint voordat deze stabiel is, start op een oppervlak dat nog steeds verandert. De operator die de eerste laag bekijkt, ziet een normale eerste laag; de ongelijkheid komt stilletjes honderden lagen later tot stand, als een basis die niet langer overeenkomt met de veronderstelde temperatuur. Een verwarmd bed voor lange prints moet urenlang, in plaats van minutenlang, op temperatuur blijven, dus breng de plaat op temperatuur, laat hem instabileren en begin pas wanneer het oppervlak is gestopt met bewegen — niet wanneer het display het gewenste getal heeft bereikt. De opwarmtijd van het bed is een processtap, geen wachttijd.

Een getal kiezen zonder te raden

De temperatuur is geen eigenschap van de machine. Het is een eigenschap van het polymeer en de geometrie die voor u ligt, en het ligt binnen een bereik in plaats van op één punt. Dit bereik moet geschikt zijn voor elke plaat waarmee de machine is geconfigureerd: van 1.000 mm vierkant, via 1.600 mm breed, tot 1.800 mm × 2.400 mm. Een hogere instelling heeft meer polymeer dat beïnvloed wordt op een grotere plaat.

Begin met wat het polymeer doet wanneer het warm is. De beslissing over de bedtemperatuur voor de eerste laag draait om het interface voldoende beweeglijkheid te geven om zich aan te passen, zonder de filamenten zo zacht te maken dat ze onder hun eigen gewicht vervormen. Een plaat die warmer draait dan het polymeer verlangt, levert een basis die aan de randen doorzakt en een onderdeel dat met een hefboom moet worden verwijderd. Te koud werkt juist andersom en blijkt pas later: als een basis die nooit echt is verbonden.

Pas één variabele aan en let op de ondergrond in plaats van op het scherm: hoe gedraagt deze zich wanneer de constructie eindigt, en hoe zien de eerste lagen eruit wanneer een testopdracht wordt doorgesneden. Als de ondergrond nog steeds conform is terwijl de polymeerlaag erboven stijf is geworden, dan doet de temperatuur zijn werk.

Een bereik voor de bedtemperatuur dat de polymeren omvat die u daadwerkelijk verwerkt, wordt bij de meeste opdrachten gebruikt. Een hoger maximum dat u nooit bereikt, is een specificatie en geen werkelijke mogelijkheid. Twee tijdsaspecten zijn belangrijk voordat u begint: hoe lang het duurt voordat de plaat de ingestelde temperatuur bereikt, en hoe lang het duurt voordat deze weer afkoelt, omdat afkoeling van het bed vóór verwijdering vaak bepaalt of een onderdeel aan het einde van een ploegendienst kan worden gehanteerd.

Waar moet u naar vragen voordat u koopt

Vraag naar het werkend temperatuurbereik van de plaat als standaard en als optie. Vraag waaruit de plaat bestaat en hoe dik deze is: een dikkere plaat reageert trager maar handhaaft de temperatuur stabiel, wat nuttig is op een groot formaat 3d printer . Vraag hoe lang het duurt om vanuit koude toestand de gewenste temperatuur te bereiken, en of de machine deze status op het scherm weergeeft.

De moeilijkere vraag is wat er gebeurt wanneer de print lang duurt. Een hoog precisie 3d printer wordt gekocht voor werk dat urenlang duurt, en het gedrag van het bouwplateau gedurende die uren is wat geen demonstratie op de eerste laag laat zien. Als het antwoord een getal en een tijd is, is het plateau ontworpen. Als het antwoord is dat het plateau heet wordt, is het gewoon opgenomen.

Conclusie

Een verwarmd bouwplateau is geen hechtingsapparaat en geen oplossing voor een onvoorbereid oppervlak. Het is temperatuurregeling onder het onderdeel, met drie doelen: zorgen dat de eerste laag echt contact maakt, voorkomen dat de basis stijf wordt terwijl de lagen erboven nog in beweging zijn, en de onderkant van een lange print reguleren. Wat mensen er verder mee toeschrijven, behoort toe aan het oppervlak, de geometrie of het proces. Stel het in op de juiste temperatuur voor de polymer en geef het tijd om zich te stabiliseren. De rest is precies waarvoor het is gebouwd.