Зачем нужен стол с подогревом для 3D принтера?

С развитием 3D печати появилось много новых исследований и экспериментов. Многие из них направлены на то, чтобы найти лучший способ повысить адгезию первого слоя.

И все мы знаем, почему это так важно. Стандартный стол с подогревом для 3D принтера вполне справится с этой задачей. Хотя есть и другие альтернативы при работе с первым слоем, ничто не сравнится с этим.

Самое главное, что столы для 3D принтера - очень важная часть общей конструкции. По факту без стола вы никак не сможете создавать физические воплощения свои 3D моделей. Следовательно, понимание того, как вы можете использовать стол наилучшим образом, должно быть для вас в приоритете для качественной 3D печати. Понимание и ориентация в различных типах столов с подогревом и их функций однозначно поможет вам выбрать правильный 3D принтер и реализовать собственные идеи.

Но  прежде чем мы перейдем к изучению всего, что связано со столами с подогревом для 3D принтеров, давайте разберемся, что такое 3D печать. Большинство из нас уже знает об этом, но краткий обзор гарантирует, что мы будем "на одной волне" в контексте текущей статьи.

Что такое 3D печать?

Об аддитивном производстве или 3D печати мы слышим уже давно. И счастливчиков, которым довелось хоть раз поработать с этой технологией становится с каждым днем все больше.

3D печать стала одной из самых революционных технологий и распространяется очень быстро, оказывая влияние на всю экосистему производства, промышленности и хобби.

3D печать - это процесс, при котором 3D принтеры создают слои один над другим, чтобы создать готовое изделие нужной формы и размеров.

3D печать может отличаться по принципу создания 3D моделей. Например, существуют FDM, SLS, SLA и многие другие. Они различаются способом создания и соединения слоев. Однако основы остаются прежними. Слои накладываются друг на друга, чтобы построить всю 3D модель.

3D печать сделала возможным создание чрезвычайно подробных моделей и конструкций за короткое время и во многих случаях дешевле чем классические варианты производственных процессов. Но при использовании 3D принтера необходимо соблюдать определенные меры предосторожности, чтобы готовое изделие точно соответствовало желаемым характеристикам.

Однако у 3D печати есть свои проблемы. И самая большая из них - слишком быстрый нагрев и охлаждение слоев 3D модели. Одна из серьезных проблем, возникающих из-за неправильного нагрева/охлаждение - это усадка. Она изменяет форму 3D модели и деформирует ее. Следовательно, в таком случае мы получаем некачественные изделия.

Для решения этой проблемы, появились  столы с подогревом для 3D принтера. Эти столы в том числе призваны для поддержания необходимой температуры первых слоев модели и всей модели в целом. Они помогают контролировать температуру во время всего процесса 3D печати. Следовательно, это дополнительно приводит к надлежащей адгезии первого слоя на протяжении всего времени 3D печати вашей модели.

Что такое стол с подогревом для 3D принтера?

Возвращаясь к основной теме статьи, мы должны ответить на вопрос: что такое стол с подогревом для 3D принтера? Хотя мы уже вкратце обсудили, чем полезны столы с подогревом, давайте узнаем о них больше.

Столы с подогревом с использованием печатных плат в качестве нагревательного элемента

Конструкции столов с подогревом для 3D принтера могут отличаться. Среди наиболее распространенных типов столов с подогревом в качестве нагревательных элементов используются монтажные или печатные платы. Как правило они поставляются с бюджетными 3D принтерами. Однако это решение не очень подойдет, если ваши проекты 3D печати сложные и требуют частой работы с 3D принтером. Короче говоря, они предназначены для небольших проектов, выполнение которых не занимает много времени.

Причина, по которой они не подходят для сложной 3D печати, заключается в том, что печатные платы сделаны из медных и алюминиевых пластин, а они подвержены деформации при длительном нагревании. Со временем пластины с подогревом перестанут выполнять ту задачу, для которой изначально были разработаны.

Есть еще одна проблема, которая может возникнуть. Они нагреваются дольше. Вы можете избавиться от этой проблемы, но для этого вам надо будет заменить источник питания на более мощный.

Столы с подогревом с использованием герметизирующего силикона переменного тока для нагревательного элемента

Второй тип стола для 3D принтера с подогревом - это тот, в котором используются силикон, герметизирующий нагретые элементы. Для создания конструкции нагреваемый элемент вставляется между кусочками стекла и теплоизолятором.

Это необходимо для минимизации избыточной утечки тепла и для доставки максимального количества тепла к поверхности стола. Кроме того, потребление электроэнергии также становится меньше. И они могут работать дольше, не доставляя никаких проблем пользователям.

Этот вариант конструкции стола с подогревом гораздо надежнее и может прослужить вам гораздо дольше. Кроме того, счет за потребляемую электроэнергию тоже сократится благодаря минимизации потерь на нагрев стола.

Процесс работы 3D принтера со столом с подогревом

3D принтер работает путем выдавливания пластиковой нити на стол. Сразу после выхода из экструдера материал начинает охлаждаться. Как мы все знаем, усадка идет рука об руку с процессом охлаждения. Проблема возникает, когда слой не охлаждается равномерно во всех точках. Это приводит к неравномерной усадке и, в конечном итоге, к деформации всей 3D модели.

Чтобы избежать охлаждения пластика с разной скоростью в разных точках, были разработаны столы с подогревом. Задача подогреваемого стола 3D принтера заключается в том, чтобы гарантировать, что детали не остынут полностью, пока 3D печать не завершена. Это позволяет добиться более равномерного процесса усадки.

Короче говоря, столы с подогревом в основном заботятся о двух вещах. Прежде всего, за счет увеличения поверхностной энергии печатного стола, нагретый слой усиливает адгезию первого слоя. Второе - обеспечивается достаточно высокая температура нижнего слоя, что позволяет избежать проблемы деформации на любом этапе процесса 3D печати. Следовательно, подогреваемый слой максимизирует эффективность и позволяет избежать чрезмерного охлаждения слоев.

Когда материал попадает на рабочий стол 3D принтера через экструдер, он несет с собой определенную степень тепла. Для достижения наилучших результатов температура нагретого слоя должна быть ниже точки стеклования. Это должно превратить жидкую нить в твердую форму. Датчик температуры отвечает за поддержание необходимой температуры стола.

Возможно , для подбора оптимальной температуры стола вам придется поэкспериментировать, так как температура плавления различных материалов, а также различных производителей отличается.

Несколько DIY конструкций столов с подогревом для 3D принтера

Основы мы уже обсудили выше, теперь давайте остановимся на некоторых интересных DIY решениях.

Помимо печатной платы и герметизирующего нагревательного элемента переменного тока, есть и другие конструкции, которые можно сделать своими руками, чтобы заменить ваш стол на стол с подогревом.

Нагреватель из полиамидной пленки

Полиамид, который мы также называем каптоном, дает огромное преимущество при использовании в качестве ленты для поверхностей для печати. Они лучше всего подходят для использования с PLA пластиком. Обеспечивая эффективную термостойкость и высокую адгезию для печати PLA пластиками, эта пленка очень популярна. Использование этой пленки помогает улучшить качество поверхности 3D моделей.

Однако вы могли не знать, что в сочетании с нагревательным элементом, зажатым между двумя пленками из полиамида, вы можете получить пленочный нагреватель из полиамида. Кроме того, их просто установить, добавив клей на заднюю часть. Они очень быстро нагреваются. Кроме того, они могут быть разных форм и размеров. Так что это отличный вариант модернизации вашего стола для 3D принтера.

Нагреватель с алюминиевым покрытием для 3D принтера

Если вы ищете эффективное и недорогое решение - этот вариант для вас. Однако не забывайте, что для установки этих обогревателей на ваш 3D принтер, возможно, придется повозиться.

После установки нагревателей необходимо замкнуть электрическую цепь, используя термистор и изолятор. И последнее, но не менее важное: термопаста должна оставаться между облицованным нагревателем и поверхностью сборки.

Нужен ли вам стол с подогревом для 3D принтера?

Поскольку многие 3D принтеры не имеют подогрева стола, возникает вопрос: требуется ли вам стол с подогревом?

Возможно, вы слышали, что для работы с PLA пластиком не требуется подогрев стола. Или, возможно, вы слышали о печати ABS только на столе с подогревом. Но какова же правда?

При 3D печати с использованием ABS вам понадобится стол с подогревом. Почему так? ABS имеет свойство сжиматься больше, чем другие материалы. Следовательно, вероятность деформации увеличивается при 3D печати с использованием ABS. С включением подогрева стола материал лучше схватится на первом слое, минимизируя потенциальные деформации по краям 3D модели.

А что насчет PLA? Нужен ли нам стол с подогревом или нет? В случае с PLA подогрев нужен не всегда. Однако, если вы хотите печатать большие модели, лучше использовать стол с подогревом, чтобы исключить вероятность возможных проблем.

Выше уже упоминалось, что вы также должны знать оптимальную температуру для вашего материала. Иначе толку не будет. Например, при работе с ABS рекомендуется нагреть стол до 110 ° C. С другой стороны, при использовании PLA стоит остановиться на 60 ° C. К слову, температура стола 3D принтера устанавливается на этапе обработки модели в 3D слайсере.

Меры предосторожности при работе со столами с подогревом для 3D принтера

В столах с подогревом поддерживается очень высокая температура, так что стоит принять необходимые меры предосторожности.

При контакте с кожей столы с подогревом могут оставить шрамы на всю жизнь. Они очень горячие, поэтому следует избегать прямого контакта с их поверхностью.

Если у вас есть дети, вы должны принять необходимые меры предосторожности при работе с 3D принтерами.

Если стол с подогревом не установлен должным образом, вы можете столкнуться с другими проблемами. В случае, если ножки стола расположены неравномерно или стол не установлен на ровной поверхности, это может привести к браку 3D моделей.

Выводы

Стол с подогревом - это практически необходимый атрибут 3D принтера, который обеспечит качественную 3D печать c использованием различных видов материалов. Если если возможность, то лучше купить готовый стол с подогревом, а не разрабатывать его самостоятельно, так как многие тонкие нюансы в сборе будут уже учтены. Не забывайте про меры предосторожности при работе с нагревательными элементами и удачи вам в 3D печати.