Проблеми зчеплення з платформою у великооб'ємних принтерах

Великогабаритні 3D-принтери мають потенціал для виготовлення великих прототипів, оснастки та готових деталей у межах одного друкарського сеансу. Але такі розміри неминуче викликають серйозні проблеми, і прилипання до платформи стає вирішальним фактором між успіхом та дуже витратними та трудомісткими процесами. Навіть розмір деталей або платформ для друку створює унікальні виклики, які потребують окремих рішень.

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.