Так называемая «температурная» проблема одна из тех, с которыми обязательно сталкиваются все 3D печатники, или как принято их называть - мейкеры. На сегодняшний день существует множество видов и типов 3D пластика. У каждого из них разные свойства, и характеристики и подход к работе с ними конечно же разны. Рассказать в рамках одной статьи обо всем увы не получится и поэтому мы решили ограничиться двумя самыми распространенными пластиками для 3D печати — ABS и PLA.

   Так как статья о температуре, мы не будем тратить время на перечисление всех плюсов и минусов данных пластиков - про них Вы можете прочитать в нашей статье: КАК ВЫБРАТЬ ФИЛАМЕНТ ДЛЯ 3D ПЕЧАТИ. ABS ИЛИ PLA? В сегодняшней же статье главное для нас — температурные характеристики филамента.

   Пластик ABS по этим параметрам более «горячий», нежели PLA. Рабочая температура плавления ABS пластика составляет ~210°С - 260°С, у PLA рабочие температуры несколько ниже ~190°С - 220°С. Но есть важное отличие, ABS пластик более требователен к постоянству температуры воздуха рабочей камеры и к температуре поверхности, на которой будет находиться деталь в процессе печати. Поэтому для деталей из ABS пластика нужен подогрев рабочего стола до 110°С, иначе края печатающейся детали скорее всего оторвутся от стола и в последствии вся деталь может быть сорвана с места.

   Филамент PLA в свою очередь подогрева рабочего стола не требует и "сквозняков" не боится. Но многие мейкеры и с пластиком PLA тоже используют подогрев платформы для лучшей адгезии модели к столу.

   А теперь перейдем к рассмотрению типовых "температурных" проблем с которыми Вы можете столкнуться при 3D печати.

   Допустим, нам нужно напечатать деталь из PLA пластика. Мы все рассчитали, выставили нужную температуру экструдера, включили небольшой подогрев стола, что бы исключить загибание краёв и приступили к печати, но что то пошло не так…

Не_совсем_кубик._Результат_перегрева_платформы_и_слишком_быстрой_печати.jpgРис. 1 Деформация 3D модели из-за перегрева

   Как видим последствия перегрева тонких стенок на углах детали на лицо. Связано это с тем, что для печати угла соплу принтера приходится немного дольше быть над одним и тем же местом детали, чем при печати простой прямой линии. Из-за этого раз за разом сопло 3d принтера все сильнее нагревает один участок 3D детали и в результате мы получаем температурную деформацию и испорченный принт.

   Бороться с этим можно разными способами: 

1) Можно попробовать повысить скорость печати. Но есть вероятность появления брака связанного как раз с большей скоростью печати.

2) Можно попробовать снизить температуру экструдера, но тогда филамент будет более густой и может появиться недоэкструзия - пример показан на рисунке 2 ниже. 

3) Можно, даже нужно использовать дополнительный обдув 3D модели. Этот вариант, при правильном использовании позволяет решить все проглемы с перегревом и повысить качество 2В печати.

   Вот мы, собственно и подошли к основной теме нашей статьи — правильный обдув 3D модели при печати.

   Что бы организовать правильный обдув модели при печати, необходимо понимать когда его включить и насколько интенсивен он должен быть. Тут есть универсальное правило:  если печатаем большую модель, на которой нет мелких деталей или «узких» мест где сопло принтера движется медленно и часто по одному и тому же маршруту, то обдув необязателен.

   Но если мы печатаем сложную модель, где есть тонкие детали, мосты или нависания, то сопло может плавить нижние слои и из-за этого «плывет» вся деталь. Тут без обдува не обойтись. Нам нужно устроить все таким образом, что бы деталь равномерно обдувалась со всех сторон! Повторюсь, важен не просто обдув, а именно всесторонний обдув, иначе деталь будет искривлена. Но так же важно и не переусердствовать, так как в зону обдува всегда будет попадать и сопло и экструзионный блок целиком, которые как раз должны иметь стабильную темературу на время всего процесса 3D печати.

   Если в момент использования обдува не контролировать температуру экструдера, то это может привести к его переохлаждению и появлению недоэкструзии, когда пластик становится слишком вязким и не успевает выдавливаться в нужном количестве.

НедоэкструзияРис. 2 Недоэкструзия

   На рисунке выше именно тот случай, когда слишком сильный обдув снизил температуру сопла с заданных 220°С до критических 185-190°С. В следствии этого объем выдавливаемого 3D пластика снизился, а скорость передвижения экструзионного блока осталась прежней и появилась недоэкструзия. Поэтому помимо всестороннего обдува детали нужен еще и контроль за температурой экструдера.

   Всё выше сказанное справедливо для PLA пластика. А если нужно печатать ABS пластиком! Мы уже знаем, что ABS в отношении температурных режимов и охлаждения гораздо капризнее, чем PLA. На деталь из ABS пластика просто так не направишь обдув, так как её может покорежить и даже скорее всего сорвет со стола.

   Но при этом в «узких» местах ABS имеет точно такие же проблемы, как и PLA — температурная деформация деталей из-за перегрева их соплом. То есть обдув все-таки нужен, но очень аккуратный и узконаправленный. Такой обдув надо направлять буквально в то место 3D модели, где в данный момент находится сопло и только тогда, когда оно проходит критические участки детали, где перегрев наиболее опасен и может вызвать деформацию.


Перегрев модели в 3D печатиРис. 3 Перегрев модели

   Очередной пример на рисунке 3. Пирамида напечатана из ABS без какого либо обдува. Когда печать дошла до того самого «узкого» места в верхней части детали, начался перегрев и слои поплыли… А если включить обдув только на той стадии, когда он нужен — при печати верхней, «узкой», части детали, то проблем можно избежать.

   Теперь мы знаем, что обдув очень важен для получения качественной 3D печати и встаёт вопрос его организации.

   Казалось бы о важности грамотного обдува производители принтеров знают и всё уже предусмотрели в своих моделях? Увы, но зачастую штатные решения не являются самыми эффективными. И порой приходится "модернизировать" систему обдува. Вариантов таких модификаций для каждого 3D принтера очень много.

   Можно закрепить кулеры с четырех сторон, но для них не всегда есть место. Их не всегда можно установить и направить так, что бы они не мешали процессу печати, и обеспечивали направленный обдув. И поэтому мы не будем лепить дополнительные кулеры, а попробуем организовать "правильный" обдув с помощью штатных.

   И тут мы не будем придумывать велосипед. Всё давно придумано до нас. Достаточно найти, скачать и распечатать модель специального блока обдува, который будет направлять обдув только туда, куда следует — под сопло, и охлаждать только те места, которые в этом нуждаются.

   Вариантов блоков обдува существует множество под разные 3D принтеры, главное выбрать модель именно под Ваш принтер и не ошибиться с размерами при печати. Достаточно много вариантов модификаций можно найти здесь - альтернативные варианты блоков воздушного обдува для 3D принтеров.

Чтобы не ошибиться следует замерить высоту блока и проверить, что он поместится между экструдером и столом. А так же проверить совместимость крепления. К распечатанному блоку прикручивается кулер соответствующего размера и воздушный поток от него направляется под сопло через специальные каналы. Кстати если у Вашего 3D принтера не предусмотрено управление вентилятором обдува модели есть вариант подключить кулер к любому внешнему блоку питания. В таком случае Вы всегда можете выключить охлаждение в процессе печати. Идеальный вариант — любой AT/ATX блок питания от домашнего компьютера. Там имеются выводы питания на 5V и 12V, по средствам которых можно регулировать мощность обдува. 

Большинство современных 3D принтеров обдув уже организован достаточно грамотно, но нет предела совершенству...

 

210 000 руб