Scoprite perché una buona gestione termica è fondamentale per una stampa 3D di successo, perché il controllo della temperatura dell'estrusore di pellet, del letto e della velocità di stampa sono fattori cruciali
La gestione termica è essenziale nella stampa 3D su larga scala. È importante tenere presente il comportamento del materiale in diverse circostanze termiche. Non si vuole che il materiale sia troppo freddo o troppo caldo durante l'esecuzione del progetto stampato in 3D.
Ci sono 3 fattori principali che possono essere tenuti in considerazione per controllare la gestione termica:
- Temperatura dell'estrusore di pellet
- Temperatura del letto
- Velocità di stampa.
La comprensione di queste variabili può portare a una migliore regolazione rispetto al materiale utilizzato. Queste impostazioni dipendono sempre dal materiale, poiché ogni materiale si comporta in modo diverso.
1. Temperatura dell'estrusore del pellet:
- Troppo calda: la stampa 3D di materiali a una temperatura troppo elevata può causare problemi come trasudamenti, incordature e persino la degradazione del materiale.
- Troppo fredda: La stampa 3D a temperature inferiori a quelle consigliate può causare una scarsa adesione degli strati, stampe deboli e l'intasamento degli ugelli.
2. Temperatura del letto di stampa:
- Troppo calda: se la temperatura del letto di stampa 3D è troppo alta, può provocare un accumulo di calore eccessivo direttamente dallo strato iniziale. Tuttavia, le temperature più elevate del letto di stampa sono spesso necessarie per una migliore adesione. Le temperature tipiche del letto di stampa vanno da 50°C a 110°C, a seconda del materiale.
- Troppo freddo: Una temperatura insufficiente del letto di stampa può causare una scarsa adesione, con conseguente distacco della stampa dalla piastra di costruzione.
3. Velocità di stampa/tempo di realizzazione degli strati
- Troppo veloce: una stampa 3D troppo veloce può generare un calore eccessivo all'interno della struttura di stampa, che potrebbe collassare sotto il peso della struttura stessa. Quando il materiale è troppo caldo, la rigidità è troppo bassa per sostenere gli strati di stampa successivi.
- Troppo lento: Una stampa più lenta comporta tempi più lunghi di raffreddamento degli strati stampati. Quando si stampa su strati troppo freddi, ciò può causare una scarsa adesione degli strati.
Il risultato di una cattiva gestione termica Si distinguono i seguenti potenziali problemi causati da una cattiva gestione termica:
- Delaminazione: è causata dalle sollecitazioni termiche. Se un materiale si raffredda rapidamente, vengono introdotte sollecitazioni termiche. Queste sollecitazioni interne possono indebolire l'adesione dello strato o, quando la stampa è troppo lenta, non c'è alcuna adesione dello strato. Questa delaminazione può verificarsi quando si stampa in 3D su un letto di stampa freddo. I primi strati si raffreddano molto rapidamente perdendo calore nella superficie di stampa. In questo caso, è possibile riconsiderare l'impostazione di stampa.
- Porosità: oltre a non asciugare bene, il surriscaldamento può causare una sovraestrusione e la formazione di bolle d'aria nel materiale stampato in 3D, con conseguente porosità. Questa porosità influisce sulle proprietà meccaniche della stampa 3D. D'altra parte, un cattivo incollaggio degli strati può causare lacune e vuoti tra gli strati adiacenti e portare anch'esso alla porosità; spesso si verifica quando la stampa è troppo fredda.
- Deformazione della stampa 3D: una cattiva gestione termica può causare il surriscaldamento di alcune sezioni della stampa 3D. Ciò può causare una deformazione localizzata. Questo fenomeno può essere osservato
- Problemi di qualità della stampa 3D: le variazioni di temperatura possono influire sulle proprietà di estrusione e di flusso del materiale. Ciò può causare problemi di qualità della stampa 3D, come la sottoestrusione, la sovraestrusione o un'altezza di strato incoerente.
- Intasamento degli ugelli: un controllo inadeguato della temperatura può contribuire all'intasamento degli ugelli, soprattutto se il materiale non si scioglie in modo uniforme. Gli intasamenti possono interrompere il processo di stampa e portare a stampe non riuscite.
- Problemi di infill e oerhang: lagestione termica svolge un ruolo importante anche nella stampa 3D di strutture di supporto e modelli di infill. Uno scarso controllo delle temperature di stampa 3D può causare problemi di sporgenze, ponti o integrità dell'intaso.
- Limitazioni della velocità di stampa 3D:in alcuni casi, una gestione termica inadeguata può limitare la velocità massima di stampa 3D, poiché una stampa 3D più veloce può causare problemi di raffreddamento. Questo può allungare i tempi di stampa e ridurre la produttività complessiva.
- Compatibilità dei materiali: i diversi materiali di stampa 3D richiedono profili di temperatura specifici per una stampa 3D ottimale. Una cattiva gestione termica può limitare la gamma di materiali che possono essere utilizzati con successo con una stampante 3D su larga scala.
- Incollaggio degli strati:una temperatura di estrusione non costante può influire sulla forza di incollaggio tra gli strati stampati in 3D, portando potenzialmente alla delaminazione o a una debole adesione degli strati.
- Degrado del materiale: un riscaldamento eccessivo nell'estrusore di pellet può causare il degrado del filamento, con conseguente scarsa qualità della stampa 3D e potenziali danni ai componenti della stampante 3D.
Gestione termica per la produzione additiva di grande formato Per evitare questi problemi, è necessaria una gestione termica. Questa può comportare il controllo della temperatura dell'ambiente di stampa e l'utilizzo di tecniche quali il raffreddamento o il riscaldamento attivo per regolare la temperatura della parte stampata stessa.
Una corretta gestione termica può anche migliorare la qualità complessiva e la consistenza dei pezzi stampati, oltre a ridurre la probabilità di difetti o guasti. Può anche aumentare la velocità di stampa, poiché un ambiente di stampa ben gestito può ridurre la necessità di velocità di stampa più basse per garantire la qualità del prodotto finale.