Проблемы сцепления с платформой печати в принтерах крупного объема

Крупногабаритные 3D-принтеры обладают потенциалом для производства крупных прототипов, оснастки и готовых деталей в рамках одной печатной сессии. Однако такой масштаб неизбежно вызывает серьезные проблемы, и адгезия к платформе становится критически важным фактором, определяющим успех или возникновение дорогостоящих и трудоемких сложностей. Даже размер деталей или печатных платформ создает уникальные вызовы, требующие индивидуальных решений.

Почему увеличение масштаба усиливает проблемы адгезии:

1. Увеличенные термические напряжения: крупные отпечатки содержат в десятки раз больше материала. При охлаждении и усадке такого материала возникают значительные внутренние напряжения. Эти силы локализуются в первом слое, взаимодействующем с платформой. Разница в охлаждении на большой площади становится еще более выраженной на широкой платформе, что приводит к повышенным деформирующим силам, отрывающим края вверх.

2.Использование рычага и моменты коробления: большая плоская деталь представляет собой длинное плечо рычага. Самое небольшое коробление/отрыв одной из сторон приводит к значительному механическому преимуществу, которое пытается полностью оторвать печать от платформы. Небольшой отрыв может быть достаточным для небольшой печати, а в случае большой печати это может привести к полному отслоению.

3.Несовершенства поверхности: достичь идеальной, равномерной плоскости на очень большой рабочей поверхности просто сложнее. Заметно, что различия в высоте, выпуклости или впадины, которые не являлись бы проблемой на маленькой платформе, становятся проблемой при печати больших начальных слоев, охватывающих всю поверхность. Масла, пыль и т.д. также имеют большую площадь поверхности для оседания.

4. Удлиненные времена печати: большие отпечатки занимают часы, а иногда и дни. Этот длительный период увеличивает время, в течение которого тепловые напряжения накапливаются и могут действовать вдоль границы адгезии. Характер окружающей среды, такой как сквозняки или изменения температуры в помещении, также оказывает более значительное суммарное влияние на протяжении времени.

5. Поведение материалов: Материалы, которые имеют тенденцию к усадке и скручиванию (такие как ABS, нейлон, а также большие отпечатки из PETG), проявляют эти свойства еще сильнее в больших масштабах. Возникающие силы могут легко превзойти обычные методы обеспечения адгезии.

Стратегии обеспечения успешной адгезии в крупномасштабной печати:

Преодоление этих вызовов требует комплексного подхода:

1. Тщательная подготовка стола:

Чистота имеет первостепенное значение: Непосредственно перед каждой крупной печатью очистите рабочую поверхность с использованием высокочистого изопропилового спирта (IPA >90%) или специализированных очистителей. Враг — отпечатки пальцев.

Точная выверка: Используйте механизм выравнивания печатающей платформы (ручной или автоматический) наилучшим образом. По возможности выполняйте выравнивание для определения и компенсации неровностей поверхности по всей платформе. Регулярно проверяйте повторно.

Выбор поверхности: Выбирайте рабочую поверхность, обеспечивающую хорошее сцепление, в соответствии с предпочитаемым материалом (например, PLA/PETG = текстурированный PEI, нейлон = гетинакс и т. д.). Поверхность должна быть гладкой и без дефектов.

2. Оптимизация параметров первого слоя:

Замедлите скорость: Печатайте первый слой значительно медленнее (например, 15-30 мм/с). Это позволяет точно разместить каждую линию и закрепить её перед следующим проходом.

Слегка прижмите: Правильная высота сопла (Z-отступ). Нижний слой должен быть немного прижатым для обеспечения максимальной площади контакта, но не слишком низким, чтобы не повредить или заблокировать сопло.

Повысьте температуру: Установите немного более высокую температуру сопла и платформы во время печати первого слоя по сравнению с остальной частью печати. Это улучшает растекание и сцепление материалов.

3. Использование надежных средств для сцепления:

Поля: В нескольких случаях также необходимо наличие свободных полей (5-15 мм+). Это значительно увеличивает площадь сцепления с платформой, обеспечивая надежную фиксацию против усилий коробления, воздействующих на периметр детали.

Плавучие платформы: В случаях с чрезвычайно сложными материалами или геометриями, которые могут деформироваться beyond repair, плавучая платформа может обеспечить наиболее прочное сцепление и термически изолировать модель, но увеличивает время на постобработку и расходует дополнительный материал.

Клеи: Качественные клеевые составы, специально разработанные для высоких температур (например, суспензии ABS, клеи на основе ПВА или даже специальные спреи для 3D печати), отлично работают на больших поверхностях. Нанесение должно быть равномерным и тонким.

4. Контроль окружающей среды:

Корпуса: При печати с АБС или нейлоном обеспечьте значительный запас по температуре, так как использование корпуса принесет пользу почти во всех случаях. Корпус поддерживает относительно высокую и постоянную окружающую температуру со всех сторон модели, уменьшая скорость охлаждения и температурный градиент, что в свою очередь значительно снижает коробление. Во время печати открывайте отверстия в корпусе как можно реже.

Сквозняки: Избегайте размещения принтера рядом с вентиляционными отверстиями кондиционера, вентиляторами, открытыми окнами или дверьми, где возможны неравномерные потоки холодного воздуха, вызывающие неравномерное охлаждение.

5. Рекомендации по проектированию модели:

Избегайте острых углов: Острые углы на больших плоских поверхностях являются зонами с высоким риском коробления поверхности. Разделение углов на более мелкие участки или добавление фасок и скруглений в углах модели поможет равномернее распределить напряжения по всей модели.

Ориентация: По возможности ориентируйте деталь так, чтобы большие полностью плоские поверхности не соприкасались напрямую с платформой. Это можно исправить, наклонив модель под определенным углом.