Systémy horúcich hlíc s vysokým prietokom pre rozsiahle projekty 3D tlače

Zvážte vytlačenie architektonického modelu v mierke, výrobu vlastnej nábytkovej súčiastky alebo veľkého pracovného nástroja, projektov v metroch, nie milimetroch. Vízia je elektrizujúca, ale konvenčný hardvér 3D tlače sa zvyčajne zasekne na jednom bode – rýchlosti. Vitajte v oblasti systémov horúcich trysiek s vysokým prietokom, ktoré boli navrhnuté tak, aby čelili špecifickým výzvam aditívnej výroby vo veľkom meradle.

Prečo veľké výtlačky vyžadujú väčší prietok

Nie je to len o veľkosti – úplné zvýšenie mierky úplne mení pravidlá hry. Pri bežnej mierke môže výroba veľkého objektu po vrstvách pomocou bežného horúceho výstupu trvať dni, prípadne aj týždne. Takto dlhá doba nie je len nepríjemná, ale zároveň predstavuje vysoké riziko vzniku chýb pri tlači v dôsledku elektronických zmien, ako sú výpadky napätia, zmeny vo vnútornom prostredí alebo mechanické problémy. Okrem toho majú tlačené súčiastky takýchto rozmerov zvyčajne väčšie množstvo materiálu a dlhšie, zvlnené cesty extrúzie, čo vyžaduje špecifickú odolnosť voči teplu a výkon pri tavení, aby sa predišlo ucpaniam alebo nepravidelnému toku materiálu, čo môže spôsobiť stratu hodín a drahých výpadkov.

Výhoda vysokého prietoku: Navrhnuté pre rozsah

Systémy horúceho výstupu s vysokým prietokom priamo riešia všetky tieto problémy pomocou najdôležitejších konceptov dizajnu:

1.Obrovská výkonnosť tavenia: Je ako pec s mimoriadne vysokým výkonom. V systémoch s vysokým prietokom je vykurovacia patrona zväčšená (zvyčajne na 50 W, 60 W alebo viac) spolu s oveľa väčším a lepšie tepelne optimalizovaným vykurovacím blokom. Ide o kombináciu výkonu generovania a udržiavania silného, trvalého tepla potrebného na roztavenie veľkého množstva filamentu v krátkom čase.

2.Optimalizovaná zóna tavenia: Dôležitá je cesta filamentu cez hotend. Pre vysokoprietokové konštrukcie majú extrudéry zvyčajne dlhšiu alebo špeciálne tvarovanú zónu tavenia, niekedy s komplexnou geometriou prelomov tepla. To zabezpečuje, že filament strávi v intense vysokom teple dostatočný čas na to, aby sa úplne a rovnomerne premenil na roztavený stav pred extrúziou.

3. Nízka prietoková odolnosť: Každá oblasť zúženia spomalí tok materiálu. Hotendy využívajúce vysoký prietok znižujú obmedzenia v dráhe taveniny. Toto zvyčajne zahŕňa zväčšenie priemerov v citlivých oblastiach, ako je hrdlo trysky a prechod medzi vyhrievanou a chladenou zónou. Tento prístup môže výrazne zlepšiť odtok taveniny a znížiť spätný tlak.

4. Efektívne tepelné riadenie: Keďže výkon a množstvo spracovávaného materiálu sú veľmi vysoké, je potrebné teplotu presne kontrolovať. Používa sa pokročilé tepelné modelovanie, ktoré sústreďuje vyhrievanie v oblasti, kde je teplo potrebné (tavná zóna), a aktívne riadi teplotu v iných oblastiach. Vysoko výkonné tepelné izolácie a prípadné pomocné chladenie zabraňujú nežiaducemu šíreniu tepla, ktoré môže viesť k upchatiu materiálu v hornej časti systému.

Hmatateľné výhody pre rozsiahle projekty

Kombinácia systému s vysokým prietokom mení skúsenosť s veľkoformátovým tlačením:

Výrazne skrátené časy tlače: Vďaka schopnosti rýchlejšieho tánia a extrúzie materiálu (až 2-3x rýchlejšie alebo viac v porovnaní so štandardnými systémami) sú časy výstavby veľkých objektov radikálne skrátené. Na projekte boli potrebné dni, teraz však môže byť dokončený za jeden deň alebo noc.

Zvýšená spoľahlivosť na dlhé trvanie: Vyššia termodynamická stabilita a neprítomnosť rizika ucpania v týchto konštrukciách zabezpečuje ich väčšiu spoľahlivosť pri dlhodobých tlačiach veľkých súčiastok. Menej porúch počas tlače znamená nižší stratený výrobný čas a menej odpadu materiálu.

Zlepšená adhézia a pevnosť vrstiev: Keďže extrúzia sa vykonáva na rôznych úrovniach a vysokých objemoch pri optimálnych teplotách, zlepší sa spojenie medzi vrstvami, čo výrazne ovplyvňuje štruktúru veľkých funkčných súčiastok. Až do určitej miery veľké tlače vykonané s horúcimi tryskami nízkej kvality zlyhávajú v mieste, kde je adhézia vrstiev nedostatočná.

Rôznorodé materiály: Hoci väčšina systémov funguje výborne s typickými technickými materiálmi, väčšina systémov s vysokým prietokom dokáže spracovať aj materiály odolné voči vyššej teplote a viskóznejšie filamenty, ktoré je potrebné použiť pri náročných veľkoobjemových aplikáciách (ako sú cielene armované nylony alebo plasty odolné voči vysokým teplotám), za predpokladu, že zvyšok tlačiarne je kompatibilný.

Nevyhnutná aktualizácia pre výrobu vo väčšom meradle

Potreba veľkoformátového 3D tlačovania nie je len nepovinným vylepšením systému hotendu; niekedy je kľúčovou súčasťou schopnosti poskytovať komerčne výhodný a užitočný výstup. Znížením tepelných a objemových obmedzení konvenčných systémov sa otvára skutočný potenciál veľkokapacitnej aditívnej výroby – môžu sa vyrábať spoľahlivé, silné a zložité veľmi veľké objekty oveľa rýchlejšie. Keď máte víziu väčšiu než stolný tlačiareň na vašom stole, nasadenie funkčného hotendu s vysokým prietokom do tlačiarne sa stáva vaším ďalším krokom k premeneniu týchto veľkolepých návrhov na realitu, ktorá je efektívna a škálovateľná.