Проблеми зчеплення з платформою у великооб'ємних принтерах

Великомасштабний 3D принтери мають потенціал відкрити неперевершену можливість виготовлення великих прототипів, оснастки та готових деталей у межах одного сеансу друку. Але такі габарити неминуче спричиняють серйозні проблеми, а прилипання до платформи побудови стає ключовим фактором, що вирішує між успіхом і надзвичайно витратними та часомісткими ускладненнями. Навіть розміри деталей або платформ для друку створюють унікальні виклики, для яких потрібні окремі рішення.

Чому збільшення масштабу посилює проблеми прилипання:

1. Збільшення теплових напружень: великі друковані об'єкти містять у десятки разів більше матеріалу. Під час охолодження та усадки цього матеріалу виникають значні внутрішні напруження. Ці сили локалізуються в першому шарі, що взаємодіє з платформою. Різниця охолодження на великих площах ще більша на широких платформах, що призводить до сильніших деформацій, які піднімають краї друку вгору.

2.Важіль і момент вигину: Великий плоский об'єкт є довгим важелем. Навіть незначний вигин/підйом у куті створює величезний механічний момент, що намагається повністю відірвати друкований об'єкт від платформи. У друці невеликого об'єкта невеликий підйом може бути достатнім, але у великому друці це може призвести до катастрофічного відриву.

3.Нерівності поверхні: Досягнення ідеальної плоскої поверхні на надзвичайно великій платформі значно складніше. Помітні відмінності в рівні, горбки або западини, які не були б проблемою на маленькій платформі, можуть стати серйозною перешкодою для якості першого шару великого друкованого об'єкта. Також на більшій поверхні більше місця для осідання олій, пилу тощо.

4. Подовжені часи друку: великі друки займають години, навіть дні. Цей тривалий період збільшує час, необхідний для накопичення теплових напружень, і може впливати на адгезійний шар. Характер навколишнього середовища, такий як схильність до скрізняків або зміни температури в приміщенні, також суттєво впливає на загальний ефект протягом тривалого періоду часу.

5. Поведінка матеріалу: матеріали, які схильні до зсідання і скручування (наприклад, ABS, нейлон, а навіть великі друки PETG), мають цю властивість у більш вираженій формі в масштабі. Створені зусилля можуть значно перевищувати звичайні методи адгезії.

Стратегії забезпечення успішної масштабної адгезії:

Подолання цих викликів вимагає багатогранного підходу:

1. Ретельна підготовка платформи:

Чищення має ключове значення: безпосередньо перед кожним великим друком очистіть поверхню платформи за допомогою високочистого ізопропілового спирту (IPA >90%) або спеціалізованих засобів для очищення. Головний ворог — відбитки пальців.

Точне виставлення рівня: повністю використовуйте механізм виставлення рівня друкованої платформи (ручний або автоматичний). Вирівнювання виконується, якщо це можливо, для картографування та компенсації нерівностей поверхні по всій платформі. Перевіряйте регулярно.

Вибір поверхні: вибирайте робочі поверхні, які забезпечують добре зчеплення, залежно від вашого улюбленого матеріалу (наприклад, PLA/PETG = текстурований PEI, Nylon = гаулітовий матеріал і т.д.). Зробіть поверхню гладкою і без будь-яких дефектів.

2. Налаштування першого шару:

Уповільніть друк: друкуйте перший шар значно повільніше (наприклад, 15-30 мм/с). Це дозволить кожній лінії точно встановлюватися та фіксуватися перед наступним проходом.

Невелике притискання: правильна висота сопла (Z-offset). Нижній шар має бути трохи притиснутим, щоб забезпечити максимальну площу контакту, але не настільки низьким, щоб терти або забивати сопло.

Підвищення температури: під час друку першого шару встановіть трохи вищу температуру сопла та платформи, ніж для решти друку. Це покращує потік матеріалу та якість зчеплення.

3.Використання ефективних засобів адгезії:

Крайки: У кількох випадках необхідна вільна крайка (5-15 мм+). Вона значно збільшує площу зчеплення з платформою, виступаючи у ролі якоря проти деформаційних зусиль, що діють на периметр деталі.

Понтони: У разі дуже складних матеріалів або геометрій, схильних до сильного викривлення, понтон може забезпечити найміцніше зчеплення та теплоізоляцію моделі, але збільшує час на постобробку та витрату матеріалу.

Клеї: Якісні клеї, що мають сумішеву структуру та високу термостійкість (наприклад, спеціальні суміші для АБС-пластиків, клеї на основі ПВА або навіть спеціальні спреї для 3D-друку) чудово працюють на великих поверхнях. Нанесення має бути рівномірним і тонким.

4.Контроль навколишнього середовища:

Корпуси: Для цих друкованих виробів передбачте значний запас міцності щодо використання АБС або нейлону, адже майже будь-що вигідно виконувати в корпусі. Він підтримує відносно високу, сталу температуру навколишнього середовища з усіх боків виробу, зменшуючи швидкість охолодження та температурний градієнт, що значно зменшує короблення. Під час друку робіть у корпусі якомога менше відкритих отворів.

Схвильованість: Уникайте розташування принтера у вентиляційних отворах кондиціонера, під дією вентиляторів або біля відкритого вікна чи дверей, звідки може дмухати нерівномірне охолодження.

5. Вимоги до проектування моделі:

Уникайте гострих кутів: Гострі кути на великих плоских поверхнях є найбільш схильними до короблення. Розділення кутів або використання фасок у нижній частині моделі допоможе рівномірно розподілити напруження по всій моделі.

Орієнтація: Орієнтуйте деталь, якщо це можливо, таким чином, щоб великі повністю замкнуті плоскі поверхні не контактували безпосередньо з платформою. Це можна виправити, нахиляючи модель.