Výzvy týkajúce sa adhézie dosky vytlačovacej v objemovo veľkých tlačiarňach

Veľkopriemyselné 3D tlačiarne majú potenciál odomykať neobmedzenú výrobnú kapacitu veľkých prototypov, výrobných nástrojov a hotových súčiastok v rámci jednej tlačovej relácie. Avšak takéto meranie nevyhnutne spôsobuje neustále bolesti hlavy a prilnavosť podstavca sa často stáva kľúčovým momentom medzi úspechom a veľmi nákladnými a časovo náročnými problémami. Aj samotná veľkosť súčiastok alebo tlačových plôch predstavuje jedinečné výzvy, ktoré si vyžadujú vlastné riešenia.

Prečo zväčšovanie zvyšuje problémy s prilnavosťou:

1. Zvýšené tepelné napätie: Väčšie tlače obsahujú desiatky krát viac materiálu. Keď tento typ materiálu chladne a zmršťuje sa, vzniká veľké vnútorné napätie. Takéto sily sú lokalizované v prvej vrstve na rozhraní s podstavcom. Rozdiel v chladení na väčšej ploche je väčší na širšej pracovnej doske, čo vedie k vyšším silám krútenia, ktoré ťahajú okraje súčiastky nahor.

2.Výhoda páky a skrútenie: Veľký, plochý kus je dlhým ramenom páky. Najmenšie skrútenie/dvihnutie rohu vytvára obrovskú mechanickú výhodu, ktorá sa snaží úplne oddeliť tlač z podložky. Pri malej tlači môže byť malý dvih postačujúci, no pri veľkej tlači je vysoká pravdepodobnosť úplného oddelenia.

3.Nedokonalosti plochy: Dosiahnuť dokonalú, rovnomerne plochú rovinu na veľmi rozsiahlej pracovnej ploche je jednoducho ťažšie. Zretele rozdiely v nadmorskej výške, výdutě alebo vybrleniny, ktoré by pri malej podložke neboli problémom, sa pri veľkej prvej vrstve rozprestierajúcej sa cez túto oblasť stanú závažnou chybou. Rovnako oleje, prach a pod. majú väčšiu plochu, na ktorú sa môžu usadiť.

4. Predĺžené časy tlače: Veľké tlače trvajú hodiny, niekedy aj dni. Tento predĺžený čas umožňuje termálnemu namáhaniu sa hromadiť a môže pôsobiť pozdĺž adhézneho rozhrania. Charakter prostredia, ako napríklad prievan alebo zmeny teploty v miestnosti, má tiež väčší kumulatívny účinok počas časového obdobia.

5. Správanie materiálu: Materiály, ktoré majú tendenciu krútiť sa a skrúcať (ako napríklad ABS, Nylon, dokonca aj veľké tlače z PETG) sú v rozsiahlejších tlačiach ešte viac náchylné na takéto správanie. Vznikajúce sily môžu pomerne ľahko prekročiť možnosti bežných adhéznych techník.

Stratégie na zabezpečenie úspešnej adhézie pri veľkých tlačiach:

Prekonanie týchto výziev vyžaduje viacstranný prístup:

1. Dôkladná príprava podložky:

Čistenie je nesmierne dôležité: Bezprostredne pred každou rozsiahlejšou tlačou vyčistite stavebný povrch pomocou izopropylalkoholu vysokých čistotných parametrov (IPA >90 %) alebo špeciálnych čistiacich prostriedkov. Nepriateľom sú odtlačky prstov.

Presná nivelácia: Využite mechanizmus na niveláciu tlačovej podložky (manuálnu alebo automatickú) optimálnym spôsobom. Nivelácia sa vykonáva v miestach, kde je možné zmapovať a kompenzovať nekonzistentnosť povrchu po celej podložke. Pravidelne opätovne skontrolujte.

Voľba povrchu: Vyberte si stavebné povrchy, ktoré ponúkajú dobrú adhéziu (napr. PLA/PETG = texturovaný PEI, Nylon = garolit atď.). Uistite sa, že je povrch hladký a bez akýchkoľvek chýb.

2.Optimalizácia nastavení prvej vrstvy:

Spomaľte: Tlačte prvú vrstvu oveľa pomalšie (napr. 15-30 mm/s). Tým sa každá čiara presne umiestni a zafixuje pred ďalším prejazdom.

Mierne stlačte: Správna výška trysky (Z-offset). Spodná vrstva by mala byť mierne stlačená, aby poskytovala maximálnu plochu kontaktu, ale nie príliš nízko, aby nedošlo k škrabaniu alebo ucpaniu trysky.

Zvýšte teplotu: Nastavte teplotu trysky a podložky mierne vyššiu počas tlače prvej vrstvy ako počas zvyšku tlače. Tým sa vylepší tok a spojenie materiálov.

3.Použitie odolných prostriedkov na zabezpečenie:

Kraje: Vo viacerých prípadoch je potrebný voľný kraj (5–15 mm a viac). Výrazne zvyšuje plochu pre priľnutie k podložke ako forma kotvy proti skrúteniu pôsobiacemu na obvod časti.

Plávajúce podlahy: V prípadoch veľmi problematických materiálov alebo geometrií, ktoré sa môžu skrútiť nad rámec opraviteľnosti, môže plávajúca podlaha poskytnúť najsilnejšiu podporu priľnutia a tepelne izolovať model, avšak predĺži čas potrebný na dokončovacie práce a spotrebuje viac materiálu.

Lepidlá: Kvalitné lepidlá, ktoré sú vyrobené vo forme suspenzie určenej na vysokú teplotu (napr. špeciálne formulované suspenzie pre ABS, lepidlá na báze PVA alebo dokonca fixír špeciálne vyvinutý pre 3D tlač) môžu výborne pôsobiť na veľkých plochách. Nanášajte rovnomerne a v tenkej vrstve.

4.Ovládanie prostredia:

Kryty: Pri výrobných tlačiach zabezpečte veľkú rezervu v porovnaní s ABS alebo Nylonom, kde by takmer každá tlač mohla profitovať z použitia krytu. Kryt zabezpečuje relatívne vysokú a konštantnú okolitú teplotu zo všetkých strán tlače, čím spomaľuje rýchlosť chladenia a znižuje teplotný gradient, ktorý spôsobuje skrútenie tlače. Počas tlače nechávajte otvory krytu otvorené len v malom.

Prievany: Vyhnite sa umiestneniu tlačiarne v blízkosti ventilátorov, klimatizačných výduchov, otvoreného okna alebo dverí, ktoré by mohli spôsobovať nerovnomerné chladenie.

5. Zvážanie pri návrhu modelu:

Vyhnite sa ostrým rohom: Ostré rohy na veľkých plochých plochách sú najviac ohrozenými miestami, ktoré spôsobujú skrútenie povrchu. Rozdelenie rohov alebo pridanie zaoblení na spodnej časti modelu pomáha rozložiť napätie po celom modeli.

Orientácia: Ak je to možné, orientujte súčiastku tak, aby sa veľké úplne uzavreté ploché plochy nedostali priamo do kontaktu s podložkou. Tento problém možno niekedy odstrániť tak, že model nakloníte.