Instabil 3D nyomtató fűtött ágy hőmérséklete? A fűtés lehet a probléma

A szilikon fűtőbetéteket gyakran használják a fűtött ágyakhoz a fogyasztói-minőségű 3D nyomtatókban. Ezek olcsók és jól használhatók kisebb gyártási mennyiségeknél. A fém-köpenyű csőfűtők gyakran a legjobb megoldást jelentik az ipari-minőségű berendezések vagy nyomtatók számára, amelyek hatalmas gyártási térfogattal rendelkeznek, amelyek mérete gyakran meghaladja a 300 mm-t. Ez a módszer nagyobb teljesítményt, hosszabb élettartamot és egyenletesebb hőmérsékletet biztosít az ágy teljes felületén. Az emberek egyre gyakrabban használnak derékszögű ólompatron-melegítőket ebben a helyzetben, mivel kicsik és könnyen telepíthetők, különösen az egyedi építésű vagy módosított nyomtatók esetén.

A 3D nyomtató fűtött ágyánál a legfontosabb, hogy ugyanazon a hőmérsékleten maradjon és gyorsan reagáljon. A PLA-nak (politejsavnak) általában körülbelül 60 Celsius fokosnak kell lennie. Annak érdekében, hogy az ABS (akrilnitril-butadién-sztirol) ne vetemedjen el, és hogy a rétegek egymáshoz tapadjanak, a hőmérsékletnek 100 Celsius-foknál magasabbnak kell lennie. A polikarbonát (PC) és a poliéter-éter-keton (PEEK) olyan műszaki polimerek példái, amelyeknél akár 150 Celsius-fokos ágyhőmérsékletre is szükség lehet. Az ágy mérete néhány száz millimétertől több mint egy méterig terjedhet, az energiaigény pedig néhány száz watttól több kilowattig terjedhet. Annak érdekében, hogy a hőmérséklet egyenletes legyen a teljes nyomtatási területen, a fűtőtesteket egyenletesen kell elhelyezni az ágyon belül vagy alatt. Ha nem, a modell alapja meghajolhat a változó hőtágulási és zsugorodási sebesség miatt, ami a nyomtatás meghibásodását okozhatja.


A fűtött ágyfűtésnél fémet vagy levegőt használnak a hő mozgatására, ami azt jelenti, hogy a felületi terhelések kisebbek, mint a formafűtésnél, általában 2-5 watt/négyzetcentiméter. A belső ellenálláshuzal alacsonyabb hőmérsékleten működik, ha kisebb a felületi terhelés. Ez lelassítja a magnézium-oxid szigetelés öregedését, és hosszabb ideig tart a fűtőtest. Ez nagyon fontos azoknál a nyomtatóknál, amelyek napokig vagy hetekig folyamatosan{5}}dolgoznak. De a felmelegedés sebessége nem lehet túl lassú, mert az elhúzódó előmelegítési idő kevésbé termelékeny. Ez azt jelenti, hogy pontosan ki kell számítania a teljes teljesítményt, amely megfelel az ágy termikus tömegének. Ahhoz, hogy 5-10 perc alatt felmelegedjen, egy normál alumíniumágynak körülbelül 0,5-0,8 watt szükséges négyzetcentiméterenként.

A fűtőtest felszerelésének két népszerű módja van: közvetlenül az alumínium- vagy acélágyba fúrt lyukakba helyezve a közvetlen vezető fűtés érdekében, vagy az ágy aljára rögzítve sugárzással és konvekcióval történő fűtéshez. Az első módszer jobb, mert nagyon kis veszteséggel közvetlenül az ágy anyagába küldi a hőt. De nagyon pontos megmunkálást igényel, mindössze 0,05 milliméteres rés a fűtőelem és a furat között, hogy biztosítva legyen a jó hőkontaktus. A második megközelítés könnyebben használható és megkönnyíti a fűtőelem cseréjét, de több hőt veszít a körülötte lévő levegőnek, így a teljes teljesítményt 20-30%-kal kell növelni, hogy az ágy azonos hőmérsékleten maradjon.

Legtöbbször PID-algoritmusokat (proportional{0}}integral-derivative) használnak a 3D nyomtatók hőmérsékletének kezelésére. A beépített -hőelemekkel rendelkező patronos fűtőelemek a legjobb módja a zárt-hurkú vezérlésnek. A K- típusú hőelemek népszerűek, mert képesek ellenállni a magas hőmérsékletnek és gyorsan reagálnak. A legtöbb nyomtatóvezérlő kártyával működnek. Egyes csúcskategóriás{10}}nyomtatók még a fűtés zónázását is lehetővé teszik, ami azt jelenti, hogy egynél több fűtőtestet és hőmérséklet-érzékelőt is használhat az ágy különböző részeinek külön vezérlésére. Ez különösen hasznos nagyon nagy ágyak esetén, ahol a légáramlatok hőmérséklet-különbséget okozhatnak, vagy olyan alkalmazásoknál, ahol a különböző anyagok eltérő hőmérsékletet igényelnek.

A kiválasztás során fontos, hogy a feszültséget megfelelően illessze be . 220 volt, vagy a 380 volt az ipari berendezések népszerű feszültsége. Utólagos felszereléskor fontos megbizonyosodni arról, hogy a kábelezés, a tápegység és a vezérlő képes kezelni az áramfelvételt. Egy 500 -wattos fűtőelem 24 V-on több mint 20 ampert használ, ezért a vezetékeknek és a csatlakozóknak megfelelő méretűnek kell lenniük. A túl sok áram bekapcsolhatja a védelmi áramköröket, csökkentheti a feszültséget, vagy túl melegsé teheti a vezetékeket. A fűtött ágy a Z-tengelyben is mozog nyomtatáskor, és egyes nyomtatókialakításoknál az X és Y tengelyben is mozoghat. Az ólomhuzaloknak elég rugalmasnak kell lenniük, és feszültségmentességet kell biztosítaniuk. A derékszögű vezetékkialakítás, valamint a jó kábelvezetés húzóláncokkal vagy rugalmas védőcsövekkel segít megelőzni a vezetékek elfáradását és elszakadását több ezer nyomtatási ciklus után.