Вибір температури для друку на 3D-принтері

Температурні налаштування під час використання принтерів для моделей в 3D мають критичне значення. Як визначаються показники, від чого залежать, яким чином обираються та регулюються, розповімо далі в матеріалі. 

Чому температура є важливим фактором у 3D-друці

Температура є важливим фактором у 3D-друці, оскільки вона безпосередньо впливає на якість, міцність і зовнішній вигляд друкованого виробу. Від правильного нагрівання хотенда залежить плавлення матеріалу та його рівномірне нанесення на платформу. Недостатня температура може призвести до поганого зчеплення шарів, ламкості або дефектів у друку, тоді як надмірна температура може викликати перегрів, нитки, деформацію чи надмірний витік матеріалу. Крім того, платформа нагріву відіграє роль у забезпеченні адгезії першого шару до поверхні. Саме тому налаштування температури має відповідати характеристикам матеріалу та умовам друку.

Різні типи матеріалів для 3D-друку і їх температурні діапазони

Використовувати для друку в 3D можуть:

• поліоактидну кислоту PLA;

• акрилонітрил-бутадієн-стирол ABS;

• поліетилентерефталат-гліколь PETG;

• термопластичний поліуретан TPU, а ще полікарбонат, нейлон та ін. Матеріали з відповідною гнучкістю.

Зауважимо, що кожний має власні рекомендації для здійснення друку. 

 

Так, для PLA хотенда треба розігріти до 190–220°C, платформу (залежно від шару адгезії) до 20–60°C. Цей варіант вважається простим, оптимальним для початківців. Є екологічним, ймовірність здійснення деформації мінімальна.

  

Для ABS хотенда розігрівають до 220–250°C, платформу до 80–110°C. Матеріал доволі схильний до можливої деформації, працювати треба виключно після якісного розігріву платформи. Загалом, акрилонітрил-бутадієн-стирол термостійкий, міцний, але має запах, тож працювати радимо лише після щільного закриття камер.

 

При використанні поліетилентерефталата-гліколю PETG хотенд варто нагріти до  220–250°C, а платформу до 70–90°C. Поєднує міцність ABS із простотою PLA, стійкий до вологи, гнучкий і прозорий. Пам'ятайте, що принтер, на якому буде використовуватися цей  матеріал, потребує максимально точних налаштувань, щоб запобігти створенню ниток. 

 

Якщо використовуватиметься TPU чи інші подібні в плані гнучкості матеріали, розігрівати платформу треба до 40–60°C, а хотенд до 200–230°C. Вироби будуть стійкими, міцними, гнучкими. Але слід вірно налаштовувати для цього хотенд та працювати на швидкостях до 20–40 мм/с, тобто повільно.

 

Обираєте для роботи полікарбонат, нейлон чи схожі техматеріали? Платформу принтера розігрівайте для роботи до 70–120°C, а хотенд до 240–300°C. Майте на увазі, що до старту матеріали треба просушити. Тоді вироби будуть ще міцнішими та стійкішими до зношування.

  

Збережіть собі нагадування:

1. Температури для друку PLA-пластика в хотенда має бути 190–220°C, у платформи 20–60°C

2. Температури для друку ABS-пластика – 220–250°C в хотенда та 80–110°C у платформи.

3. Температури для друку PETG-пластика в хотенда повинна становити 220–250°C, у платформи – 70–90°C.

4. Для TPU та схожих за гнучкістю матеріалів розігрівати хотенд треба до 200–230°C, а платформу до 40–60°C.  

5. Нейлон, полікарбонат та інші технічні матеріали друкувати треба при температурі платформи принтера до 70–120°C, а хотенд до 240–300°C.  До роботи все варто просушити, а камеру тримати зачиненою.

Тож, як бачите, у кожного з матеріалів свої рекомендації. Робіть налаштування вірно, щоб результату досягти найоптимальнішого. 

Як визначити правильну температуру для друку

Щоб вірно визначитися з температурою для друку, слідуйте наступним рекомендаціям:

1. Вивчіть рекомендації від виробника обраного матеріалу.  

Зазвичай, діапазон для можливих варіацій вказаний або в документації, що супроводжує виріб, або на пакуванні. Радимо починати з середини зазначеного діапазону.

 

2. Користуйтеся температурною баштою.

Протестувати на виробі різні варіанти можливих температур дозволяє температурна башта. Складається вона з секцій, і кожна друкується при різному показникові. Далі користувач просто оцінює рівень зчеплення, що відбулося між шарами, якість нитки та поверхні.

 

3. Тестово друкуйте маленькі моделі.

Починайте з друку зразків. Це дозволить перевірити «поводження» матеріалу під час різних температурних показників, оцінити якість і міць шарів, перевірити можливі дефекти.

 

4. Спостерігайте за екструзією, за її якістю.

За низької температури можуть бути слабкі зчеплення, пропуски, ламкість матеріалу. За занадто високої можливі надмірні витоки пластику, змащення, нитки.

 

5. Аналізуйте, за яких умов відбувається друк.

Враховуйте не лише основні, а й додаткові, як, наприклад, швидкість охолодження, друку, закритість камери, тип чи вид платформу, наявність/відсутність вентилятора та ін. Все зазначене впливає, в результаті на температуру.  

 

6. Коригуйте параметри, відповідно до змін в довкіллі.

Якщо в приміщенні зміниться вологість, температура, якщо матеріал змінить стан (вологу абсорбує, наприклад), це також впливатиме на необхідні налаштування в плані температур.

Можна випробувати кілька, а потім обрати, залежно з умовами друку й матеріалом.

Налаштування температури платформи

Важливим для друку потрібної якості, для якісної адгезії початкового шару, для попередження деформацій готової моделі є налаштування температур платформи принтера.

Якщо вона якісно розігріта, мінімізуються ризики відклеювання, зсувів, адгезія на перших шарах суттєво покращується. 

Залежно від матеріалу допустимі:

• слабкий нагрів чи навіть кімнатна температура, тобто в межах показників 20–60°C, для PLA;

• висока доволі температура від 80 та до 110°C для ABS, щоб мінімізувати викривлення;

• для PETG оптимальними будуть від 70 до 90°C. Саме за середньої температури матеріал відмінно адгезує;

• для гнучкого TPU потрібний помірний нагрів в межах 40–60°C;

• для нейлону, з метою зменшити можливу деформацію такого гігроскопічного варіанта, температура обирається від 70 та до 100°C;

• при роботі з полікарбонатом потрібний показник в межах 80–120°C. Така високий треба через особливу термостійкість.

Після придбання принтера, що підходить для запланованої роботи, треба починати розбиратися з температурними показниками платформи.

 

Починати краще за все з середини того діапазону, що був рекомендований. Тож, для ABS починати треба зі 100°C, а для PLA – з 50°C.

 

Тип платформи також враховуйте, бо для тих, що виготовлені зі скла, або ж мають покриття типа PEI чи BuildTak, температури варіюються.

 

І обов'язково тестуйте все на першому шарі, перевіряйте, чи лягає обраний матеріал рівномірно.

 

Про особливості здійснення друку не забувайте. Для тих, матеріалів, що швидко твердіють (PLA), вмикайте охолоджувач. Для тих, які мають високі ризики деформації (нейлон, ABS), працюйте з закритою камерою.

 

Модель та умови застосування беріть до уваги під час налаштувань. Так, наприклад, якщо в приміщенні доволі прохолодно, краще температуру платформи підвищити. І незалежно від розмірів моделі, нагрів її на платформі має бути стабільним.

 

Налаштована вірно платформа, в т.ч. й в плані температури, мінімізує можливі дефекти, сприятиме якісному друку.

Проблеми, пов'язані з неправильною температурою

Недаремно стільки уваги приділяється налаштуванням показників температури платформи або ж хотенда. Якщо це буде зроблено невірно, з'являться проблеми, що впливатимуть на стабільність самого друку і, як наслідок, на якість 3Д виробу.

Так, наприклад, при занизькій температурі для хотенда шари не будуть склеюватися належно, модель вийде ламка. У друці можливими стануть прогалини, бо пластик хотендом не буде плавитися рівномірно.

Поверхня виходитиме нерівномірною, друк виглядатиме грубим, дефекти стануть доволі видимі.

При зависокій температурі хотенда поміж окремими складовими моделі утворюватимуться тонкі пластикові нитки. Модель матиме змазаний вигляд, краї втрачатимуть чіткість. Шари зверху сповзатимуть, розтягуватимуться, тобто будуть деформуватися різним чином.

 

Загалом невірна температура платформи кардинально відображається на готовому виробі. Настільки, що його навіть «готовим» деколи важко назвати, бо деформації можуть бути надто суттєвими.

При цьому уникнути помилок зовсім неважко.

Як попередити помилки

Для попередження перерахованих і не тільки помилок треба просто дотримуватися рекомендованих температурних діапазонів для кожного з можливих для використання матеріалів.

Бажано також не поспішати, а друкувати для початку тестові, пробні зразки для різних налаштувань. Середовище, платформу та швидкість стосовно друку, звичайно, також до уваги беріть.

Вірно визначена температура друку є основою для створення якісного виробу. Тож, не поспішайте, підходьте до передбачених налаштувань уважно.

Висновки 

Температура в 3D-друці є критичним показником. Вона впливає на міцність кожного шару, на успішність друку в цілому.  

Якщо вірно за температурою налаштований хотенд, він забезпечить рівномірність плавлення обраного матеріалу, якісне зчеплення всіх шарів, гладкість готової поверхні у моделі.  

Розігрів платформи запобігає деформуванню виробу, здійснює вплив на адгезію початкового шару. Особливо це стосуються нейлону, ABS та інших техматеріалів. Невірні температурні налаштування призводять до перегрівання використовуваного обладнання та навіть його пошкодження. Модель, якщо її все ж вийде надрукувати, буде ламкою.

 

Не поспішайте. Вивчіть уважно поради стосовно налаштувань, з'ясуйте характеристики приладу, зробіть одну чи кілька тестових моделей, а потім починайте створення основних варіантів.