Problem med byggplattans adhesion i stora volymprinters

Storskaliga 3D-skrivare har potential att möjliggöra en oöverträffad kapacitet att tillverka stora prototyper, verktyg och färdiga komponenter inom en enda skrivsession. Men en sådan mätning leder ofta till outtröttliga huvudvärk, och byggplattans adhesion tenderar att bli en avgörande faktor mellan framgång och mycket kostsamma samt tidskrävande problem. Även komponenternas eller skrivbäddarnas storlek medför unika utmaningar som också kräver egna lösningar.

Varför skalning förstärker adhesionsproblem:

1. Ökade termiska spänningar: Större utskrifter innebär tiotals gånger mer material. När denna typ av material krymper och kyls ner uppstår stora interna spänningar. Sådana krafter lokaliseras i den första lagret vid plattans gränssnitt. Skillnaden i kylning över en stor yta är större på en bredare skrivbädd, vilket leder till högre kraft i form av warping som drar kanterna uppåt.

2.Moment av hävstång och vridning: En stor, flat bit fungerar som en lång hävarm. Den minsta vridning/ljusning i ett hörn utgör en massiv mekanisk fördel, i försöket att lyfta hela utskriften från plattformen. En liten lyftning kan vara tillräckligt för en liten utskrift, men i en stor utskrift blir den benägen att försämras till en katastrofal lossning.

3.Ojämnheter i ytan: Att uppnå perfekt, jämn planhet och yta på en mycket stor byggyta är helt enkelt svårare. Tydligt sett, skillnader i höjd, bucklor eller holmar som inte skulle varit ett problem på en liten platta blir ett stort problem för ett stort första lager som sträcker sig över hela ytan. Oljor, damm m.m. har också större yta att fästa på.

4. Förlängda utskriftstider: Stora utskrifter tar timmar, till och med dagar. Denna förlängda period ger termiska spänningar tid att ackumuleras och kan verka längs adhesionsgränssnittet. Karaktären hos miljön, såsom drag eller temperaturförändringar i rummet, påverkar också till en större kumulativ effekt över tiden.

5. Materialbeteende: Material som har tendens att krympa och kröka (såsom ABS, nylon, även stora PETG-utskrifter) gör det ännu mer i större skala. De genererade krafterna kan ganska lätt överväga vanliga adhesionstekniker.

Strategier för att säkerställa lyckad adhesion i stor skala:

Att överkomma dessa utmaningar kräver en mångsidad strategi:

1. Omsorgsfull förberedelse av byggplattformen:

Rengöring är av yttersta vikt: Rengör omedelbart innan varje större utskrift byggytan med högpur isopropylalkohol (IPA >90 %) eller specialrengöringsmedel. Fienden är fingeravtryck.

Precision Nivellering: Utnyttja skrivbordsnivelleringsmekanismen (manuell eller automatisk) optimalt. Nivellering utförs där det är möjligt för att mappa och kompensera ojämnheter på ytan över hela skrivbordet. Kontrollera regelbundet igen.

Ytval: Med ditt önskade material (t.ex. PLA/PETG = strukturerad PEI, Nylon = garolit m.m.) välj byggytor som erbjuder god adhesion. Gör ytan slät och fri från alla fläckar.

2.Optimera inställningar för första lagret:

Saktare fart: Skriv det första lagret mycket långsamt (t.ex. 15-30 mm/s). Detta gör att varje linje kan placeras exakt och fästa innan nästa passering.

Lätt knepen: Rätt munstyckshöjd (Z-offset). Den nedersta lagret bör vara lätt knepen för att säkerställa maximal kontaktarea, men inte så lågt att munstycket gnider eller täpps till.

Öka temperatur: Ställ in temperaturen något högre för munstyckstemperatur och bäddtemperatur under utskrivningen av den första lagren jämfört med resten av utskriften. Detta förbättrar materialflödet och materialets vidhäftning.

3.Använda robusta adhesionshjälpmedel:

Kanter: En löst yttre kant (5–15 mm+) är också nödvändig i flera fall. Den ökar markant den yta som kan fästa vid byggebädden och fungerar som ett ankare mot de krafter som uppstår vid delarnas kanter och som kan orsaka krympning.

Framryggningar: Vid material eller geometrier som är extremt svåra att hantera, eller där krympning blivit oåterkallelig, kan en framryggning ge den bästa fästan och termisk isolering av modellen, men den ökar tiden för efterbehandling och förbrukar mer material.

Lim: Lim av god kvalitet som är formulerade som slurry för höga temperaturer (t.ex. särskilt formulerade ABS-slurry, PVA-baserade lim, eller till och med hårspray som är utvecklad för 3D-skrivning) fungerar utmärkt på stora ytor. Sätt på limmet jämnt och i tunn lager.

4.Miljökontroll:

Inkapsling: Ge dessa utskrifter en stor marginal mot ABS eller Nylon, där nästan alla fördelar kan fås genom att använda en inkapsling. Den upprätthåller en relativt hög, konstant omgivningstemperatur på alla sidor av utskriften, vilket minskar svaltningshastigheten och temperaturgradienten och därmed minimerar varpning i stor utsträckning. Låt öppningar i inkapslingen vara så få som möjligt under utskriften.

Drag: Undvik att placera skrivaren i närheten av luftkonditioneringens ventiler eller fläktar eller vid ett öppet fönster eller dörr som kan orsaka ojämn kylning.

5. Modelldesignöverväganden:

Undvik skarpa hörn: Skarpa hörn på stora plana ytor är de mest kritiska områdena som gör att ytan vrider sig. Indelning av hörnen eller införande av faser vid modellens botten hjälper till att sprida spänningarna över modellen.

Orientering: Orientera delen, om möjligt, så att stora helt slutna plana ytor undviks i direkt kontakt med sängen. Detta kan åtgärdas genom att luta modellen ibland.