Questo articolo spiega come determinare una costante del materiale (o un moltiplicatore) che può essere utilizzata come parametro specifico del materiale per controllare l'estrusore.
2 - Come sintonizzarsi per ottenere una larghezza di strato perfetta
1 - Introduzione
Quando si regola un estrusore per la prima volta o si sperimenta con nuovi materiali, molti utenti osservano variazioni nel materiale estruso pur mirando a geometrie coerenti dei cordoni. Queste variazioni possono portare a spessori di parete incoerenti, un problema particolarmente importante da affrontare nelle applicazioni di produzione additiva (AM) su larga scala. Questo articolo illustra le fasi di messa a punto per ottenere le dimensioni desiderate dei cordoni.
Ma perché succede?
I materiali compositi termoplastici variano per viscosità, contenuto di fibre e conducibilità termica, tutti fattori che possono influenzare il modo in cui un materiale viene estruso e depositato sullo strato successivo.
Durante l'estrusione di questi materiali, la maggiore viscosità causata dal contenuto di fibre, come quelle di vetro o di carbonio, rende il flusso meno consistente rispetto ai materiali termoplastici puri. Le fibre possono allinearsi con il flusso, influenzando il modo in cui il materiale si diffonde, mentre la conduttività termica influenza la velocità di raffreddamento, incidendo sul modo in cui il materiale estruso si deposita e si lega allo strato sottostante. Questi fattori fanno sì che, anche a parità di volume di estrusione, la larghezza effettiva e la qualità di ogni strato possano variare.
2 - Come mettere a punto una larghezza perfetta dello strato
Con questa procedura, estruderemo una quantità teorica di materiale e la regoleremo in base alle misure reali. Probabilmente saranno necessarie due o tre iterazioni prima che il moltiplicatore sia perfetto.
Fase 1 - Definire un oggetto di prova standard
Per tutti i test, utilizzare un oggetto non troppo complesso o troppo grande. Il CEAD utilizza un cubo di 400x400x400 mm con angoli arrotondati (raggio di 25 mm). Si può anche pensare a un oggetto più complicato per testare altre caratteristiche (ad esempio, raggi ridotti, comportamento a doppio cordolo o sporgenza).
Fase 2 - Stampare l'oggetto con le impostazioni di base
Impostare la larghezza del layer nello slicer su un valore noto e stampare l'oggetto di prova.
Esempio: impostiamo una larghezza della perlina di 10 mm.
Fase 3 - Misurare la larghezza effettiva
Misurare la larghezza della perlina stampata con un calibro.
Suggerimento: assicurarsi di misurare il tallone in una parte coerente dell'oggetto di prova (ad esempio, una parete diritta). La misurazione in corrispondenza di una transizione verso un nuovo strato o vicino a un angolo può influenzare la precisione.
Esempio: Dopo la stampa, misuriamo una larghezza del cordone di 12 mm.
Fase 4 - Calcolo del moltiplicatore di estrusione
Utilizzando la formula seguente, calcolare il moltiplicatore di estrusione per la prima volta.
Moltiplicatore di estrusione = (larghezza target / larghezza misurata)
Esempio: Moltiplicatore di estrusione = (10,0 mm / 12,0 mm) = 0,833 (o 83,3%)
Fase 5 - Impostare il moltiplicatore calcolato e ristampare e misurare nuovamente
Impostare il moltiplicatore nel programma di slicing (solitamente indicato come moltiplicatore di estrusione, moltiplicatore di materiale o costante di materiale). Ristampare l'oggetto di prova utilizzando i parametri adattati e rimisurare (idealmente nello stesso punto per ottenere i migliori risultati).
Esempio: Dopo aver impostato un moltiplicatore di estrusione dell'83,3%, la larghezza misurata è di 10,3 mm.
Fase 6 - Calcolo del nuovo moltiplicatore
Calcolare il nuovo moltiplicatore utilizzando la formula seguente
Nuovo moltiplicatore di estrusione = vecchio moltiplicatore di estrusione * (larghezza target / larghezza misurata)
Esempio: Moltiplicatore di estrusione nuovo = 0,833 * (10,0 mm / 10,3 mm) = 0.809 (o 80,9%)
Fase 7 - Ripetere fino a ottenere risultati soddisfacenti
Ripetere questa procedura fino a ottenere un moltiplicatore di estrusione sufficientemente preciso.
Buono a sapersi!
La modifica dei setpoint della zona di calore influisce sulla quantità di materiale estruso (a causa della variazione della viscosità). Pertanto, si consiglia di regolare nuovamente il moltiplicatore del materiale dopo aver modificato questi setpoint (per lo stesso materiale).
Provare diverse dimensioni dei cordoni e velocità di stampa (corrispondenti alle dimensioni di stampa e ai tempi di stratificazione tipici). Poiché le differenze nella velocità di estrusione (dovute alle diverse velocità di stampa/tempi di stratificazione) possono influire sulla viscosità del materiale estruso, questo può influenzare la larghezza dello strato.
A causa della natura abrasiva delle fibre di vetro e di carbonio, gli ugelli possono usurarsi nel tempo, influenzando il flusso e la pressione sul materiale estruso e quindi la larghezza del cordone. Assicurarsi di verificare/rettificare il moltiplicatore di materiale nel tempo e di sostituire gli ugelli quando si nota l'usura.
Se avete domande o commenti su questa procedura, non esitate a contattare il nostro team di assistenza prodotti.