Kühlung von Großformat-3D-Druckern: So vermeiden Sie Risse bei langen Drucken
Ein Riss nach elf Stunden einer zwanzigstündigen Bauzeit ist der teuerste Defekt, der bei einer Großformatmaschine auftreten kann.
Denn alles, was vorher gedruckt wurde, ist Ausschuss. Meistens liegt es nicht an einem Düsenfehler oder einer fehlerhaften Datei. Es ist die austretende Hitze.
Der Teil eines Zeitplans, den niemand ausgewählt hat. Es geht darumGroßformat-3D-DruckerKühlung als Kontrollvariable:
Was Ihre Maschine bereits bietet, was sie nicht kann und in welcher Reihenfolge ein Teil ausgetauscht werden muss, wenn es bricht.
Ein Riss ist keine Verformung
Verformung und Riss sehen in der Werkstatt ähnlich aus, haben aber als Mängel fast nichts gemeinsam. Verformung zeigt
Früh am Anfang, an einer Ecke oder Kante, wenn sich das Teil vom Bett löst. Ein Riss entsteht spät und oft unbemerkt: ein Haarriss entlang der Kante.
Eine Schichtlinie an der Außenwand, ein Riss in einer dicken Schicht, nachdem das Teil über Nacht gelagert wurde. Fragen Sie sich, warum große 3D-Drucke
Die ehrliche Antwort auf die Frage nach dem Riss beginnt mit dem richtigen Zeitpunkt, nicht mit der richtigen Einstellung – deshalb kommt es zuerst auf die Frage an, ob es sich verzieht oder reißt.
Das zweite Signal ist die Richtung. Eine Bindung, die entlang einer Schichtgrenze versagt hat, ist ein Problem der thermischen Vorgeschichte: die neue
Eine Perle traf auf eine Schicht, die ihre Wärme bereits abgegeben hatte. Ein Riss, der sich durch Schichten zog, mitten durch eine Wand,
Es handelt sich um ein Problem gespeicherter Spannungen: Das Polymer zog sich zusammen, und irgendetwas musste nachgeben. Beides sind Kühlungsprobleme, die behoben werden können.
an verschiedenen Orten, daher erfolgen die Beobachtungen vor den Veränderungen.
Wo Hitze tatsächlich einen großen Abdruck hinterlässt
Bei einer großen Maschine werden einem Werkstück drei Wärmequellen entzogen: das darunter liegende Maschinenbett, die umgebende Luft und die vorherige Schicht.
Auf einer kurzen Strecke verhalten sich die drei wie eine Einheit; ab einem Meter trennen sie sich. Das Bett hält den Untergrund weich; die Luft ist die
Die Variable, die Sie kontrollieren, und die vorherige Ebene, die entscheidet, ob die Bindung real ist.
Ein vierter Weg verwirrt die Käufer, weil das Wort dasselbe ist. Wasserkühlung bei unserenPelletiermaschine dient dem Extruder,
Nicht der Druck. Die Schleife verläuft durch den Lauf, sodass der Zuführungsbereich unterhalb des Punktes bleibt, an dem die Pellets weich werden und Brücken bilden.
Nichts in diesem Stromkreis berührt das Werkstück. Die einzige Kühlung des Werkstücks an unseren Maschinen erfolgt durch Luft und das Maschinenbett.
Bei allen anderen Vorgängen der Maschine mit Wärme geht es um die Wärmezufuhr, nicht um die Wärmeabfuhr. Eine Düse wird so heiß, dass sie Polymere schmilzt.
Während die Perle vorbeiströmt, hält ein Bett die Basis flach, und ein Gehäuse verlangsamt den Luftaustausch. Nichts davon kühlt ein Bauteil.
Die Lücke zwischen Ankunft und Abreise ist der Ort, an dem Risse entstehen, und diese Lücke gehört zur Luft und zum Bett, nicht zum Boden.
Heißes Ende.
Kühlung wird dreimal gewählt, und nur einmal wird ein Ventilator eingesetzt.
Der Lüfter, der für die Kühlung großer Drucke benötigt wird, verhält sich völlig anders als der Lüfter einer kleinen Maschine. Luft aus einem Kanal erreicht
Die obersten Millimeter und der nahe Rand; auf einer meterlangen Fläche sieht die gegenüberliegende Seite nur einen Bruchteil davon. Ein Ventilator
Der von einem kleinen Drucker kopierte Prozentsatz wird nicht übernommen; der Lüfter wird zu einem Werkzeug für die erste Schicht und die Oberfläche, nicht zu einem
Ganzes-Teil-Steuerung.
Die Steuerungsmöglichkeiten sind an drei Stellen vorhanden. Der Slicer regelt das Lüfterverhalten Schicht für Schicht. Die Maschine steuert die Luftzufuhr.
Das Teil befindet sich darin, und wo ein für 60 °C ausgelegtes Gehäuse installiert ist, hört die Luftzirkulation auf, sich zu verändern, wenn sich die Temperatur im Geschäft ändert; ein Bett
Die Option, 150 °C zu erreichen, hält den Unterteil über mehrere Stunden warm, bis das Oberteil die gleiche Temperatur erreicht hat. Der Rest gehört dem
Gebäude – ein Rolltor, ein Abluftventilator, ein Tor am Ende des Ganges. Die Temperaturstabilität des Gehäuses ist weniger wichtig.
als das Ausbleiben plötzlicher Veränderungen; eine für eine Lieferung offengelassene Tür richtet mehr Schaden an als ein laufender Schrank
etwas kühler.
Die Langzeit-Falle: Stress, der sich anhäuft
Eine zu schnelle Abkühlung des Drucks ist kein Einstellungsfehler, der einmalig auftritt; bei einem langen Druckvorgang ist es eine Entscheidung, die tausendfach wiederholt werden muss.
Bei jedem Durchgang wird heißes Polymer auf kühleres Polymer aufgetragen, und jede darüber liegende Schicht erwärmt die darunter liegende mit zunehmender Schichthöhe weniger stark.
Wenn die Schichtverbindung, auf der große Bauteile beruhen, schwach ist, entsteht im Inneren des Bauteils ein Temperaturgradient, der von einem heißen Kern herrührt.
auf eine schnell abgekühlte Oberfläche – die Quelle der thermischen Belastung, die große Drucke in den Einsatz bringen.
Dann kommt der Abschnitt, den niemand beachtet. Der Auftrag ist abgeschlossen, die Maschine stoppt; das Werkstück kühlt anschließend von der Betttemperatur ab.
zur Raumluft im Freien. Dickere Wandstärken speichern Wärme länger als dünne Wände, daher ein 30 mm breiter Vorsprung und die daneben liegende 6 mm dicke Wand.
Es zieht sich auf unterschiedlichen Takten zusammen. Diese Diskrepanz ist der Auslöser: Durch Kühlung verursachte Risse öffnen sich normalerweise Stunden später.
Der Druckvorgang ist abgeschlossen, oder Tage später unter Last. Langsames Abkühlen nach dem Drucken ist nicht schonend für das Polymer; es ist der letzte Schritt.
Prozessschritt, und wenn man ihn überspringt, wird der Build verworfen.
Die Reihenfolge, die funktioniert
Schließen Sie die Kammer, bevor Sie auch nur eine einzige Einstellung ändern. Bei einem Bauteil dieser Größe ist der Luftzug der entscheidende Faktor.
Und keine Maschinenfunktion kann eine offene Tür ausgleichen.
Die nächste Entscheidung betrifft die Luftzirkulation, nicht den Ventilator. Sorgen Sie für eine konstante Temperatur im Schrank und halten Sie das Bett nahe der Oberkante.
Die Temperaturspanne ist auf das verwendete Polymer abgestimmt, sodass der Boden warm bleibt, während die Oberseite aufheizt. Unser Standardbett erreicht
Die Standardtemperatur beträgt 100 °C, die Option mit beheiztem Bett erreicht 150 °C. Beide Werte funktionieren; wichtig ist, dass die Temperatur konstant gehalten wird.
Dann der Ventilator, der hier eine engere Rolle spielt als bei einer kleinen Maschine. Wo eine Wand breit ist und jede Schicht folgt
Die letzte schnelle Methode ist die Kühlung des Polymers, das warm gehalten werden muss – hier abschneiden. Schmale Strukturen in der Nähe der Oberseite noch
Wir benötigen einen optimalen Luftstrom für eine optimale Oberflächenqualität. Daher ist diese Entscheidung pro Merkmal und nicht pro Druckvorgang zu treffen.
Die Geometrie folgt auf die Luft und ist der einfachste Hebel. Eine dicke, ununterbrochene Wand ist ein Wärmespeicher, der von einer Luft umhüllt ist.
Kalte Außenhaut, daher durch Rippen, Taschen oder Krümmungen unterteilen. Die im Zeichnungsstadium festgelegte Wandstärke ist eine Entscheidung zur Kühlung.
ebenso sehr wie eine Stärke.
Die Schichthöhe ändert sich auf die gleiche Weise, nur langsamer. Im vom Drucker angebotenen Bereich von 0,04 bis 0,6 mm sind höhere Schichten möglich.
Dies bedeutet weniger Durchgänge und eine geringere Wärmezufuhr pro Höheneinheit, wodurch ein schwerer Querschnitt mit weniger Restspannungen zurückbleibt, die abgebaut werden müssen.
Was auch immer in der Akte steht, die letzten Stunden entscheiden über den Ausgang. Beenden Sie den Auftrag innerhalb der vorgegebenen Grenzen: Halten Sie den Schrank fest und
Lassen Sie das Werkstück langsam absinken oder halten Sie die Kammer zumindest so lange geschlossen, bis die Heizbetttemperatur nahezu Umgebungstemperatur erreicht. Überspringen
Es verwirft die Begründung für jeden der oben genannten Schritte.
Instrumentieren Sie den Aufbau, nicht nur den Druck
Zwei Dinge machen die Abkühlung sichtbar, solange noch Zeit zum Reagieren bleibt. Das erste ist das Temperaturdiagramm: Beobachten Sie die Kammer.
und zeichnen Sie die Bettspur über die gesamte Fläche auf, anstatt nur am Anfang, und suchen Sie nach einer sprunghaften Veränderung. Diese sprunghafte Veränderung ist beispielsweise ein Luftzug oder eine Tür.
Und es markiert die Stunde, in der der Riss entstand. Die Zeitrafferaufnahme der Kamera ist die andere und zeigt ein unklares Versagen über Nacht.
innerhalb einer Stunde auf der Uhr. Fernsteuerung ist aus demselben Grund wichtig: Wer auch immer die Aufzeichnung benötigt, befindet sich selten an der Maschine.
Die Kurzfassung
Großformat-3D-Drucker Die Kühlung ist keine Lüftereinstellung. Sie ist die Rate, mit der Wärme während eines Fertigungsprozesses, gemessen in Stunden, vom Bauteil abgegeben wird.
Die Temperatur wird durch die umgebende Luft, das Bett darunter und die Abkühlung am Ende reguliert. Zugluft beseitigen, Kammer stabil halten, Luft ansaugen.
Entfernen Sie dickere Abschnitte und lassen Sie das Teil in das Gehäuse hineingleiten. Der Riss, der sich Stunden nach Beginn des Zusammenbaus geöffnet hatte, hört auf zu reißen.
Das ist Teil des Plans.
