Kaip parinkti temperatūrą 3D spausdinimui

Kodėl temperatūra yra tokia svarbi spausdinant 3D

Kai pradedi spausdinti 3D, greitai supranti, kad temperatūra nėra tik kažkoks skaičius, kurį reikia nustatyti ir pamiršti. Tai vienas iš svarbiausių parametrų, kuris lemia, ar tavo spausdinys bus šedevras, ar plastmasinis gabalas, tinkantis tik šiukšlių dėžei. Plastiko lydymosi temperatūra turi būti tiksliai suderinta su spausdinimo greičiu, aplinkos sąlygomis ir net su tuo, kokios spalvos filamentą naudoji.

Temperatūros valdymas 3D spausdinime yra tarsi kepimas – per karšta ir viskas sudega bei deformuojasi, per šalta ir sluoksniai nelimpa vienas prie kito. Skirtingi plastikiniai filamentai turi skirtingus lydymosi taškus, o tai reiškia, kad nėra vienos universalios temperatūros, kuri tiktų visam. PLA reikia vienos temperatūros, ABS – visai kitos, o apie PETG ar TPU net nekalbant.

Pagrindiniai filamentai ir jų temperatūros diapazonai

PLA (polilaktidas) yra populiariausias filamentas pradedantiesiems, ir ne be reikalo. Jis spausdinamas žemiausioje temperatūroje – paprastai tarp 190 ir 220 laipsnių Celsijaus. Dauguma gamintojų ant ritinėlio nurodo rekomenduojamą diapazoną, bet tai tik atspirties taškas. Tikroji temperatūra priklauso nuo daugelio veiksnių.

ABS (akrilonitrilo butadieno stirenas) yra kietesnis riešutėlis. Jam reikia 220-250 laipsnių, o dar geriau – uždaro spausdintuvo kameros, nes šis plastikas labai nemėgsta staigių temperatūros pokyčių. Jei spausdini ABS atviroje erdvėje, pasirūpink gera ventiliacija, nes išsiskiriantys garai tikrai nėra sveikiausi.

PETG yra tarsi vidurys tarp PLA ir ABS – stipresnis už PLA, bet lengviau spausdinamas nei ABS. Temperatūra svyruoja tarp 220 ir 250 laipsnių. Šis filamentas mėgsta šiek tiek aukštesnę temperatūrą nei PLA, bet ne tokią ekstremalią kaip ABS.

TPU ir kiti lankstūs filamentai reikalauja 210-230 laipsnių, bet čia temperatūra – mažiausia problema. Svarbiau yra spausdinimo greitis ir ekstruderio konstrukcija.

Kaip praktiškai nustatyti tinkamą temperatūrą

Geriausia pradėti nuo gamintojo rekomendacijų, bet nesustoti ties tuo. Kiekvienas spausdintuvas šiek tiek skirtingas, net jei tai ta pati modelio versija. Termistoriai (temperatūros jutikliai) gali skirtis, šildymo elementai taip pat ne visada vienodi.

Paprasčiausias būdas rasti optimalią temperatūrą – spausdinti temperatūros bokštą. Tai specialus testinis modelis, kuris spausdinamas keičiant temperatūrą kas 5 laipsnius. Pavyzdžiui, pradedi nuo 200 laipsnių, po kelių sluoksnių pakeli iki 205, paskui 210 ir taip toliau. Pabaigoje gali vizualiai įvertinti, kurioje dalyje spausdinys atrodo geriausiai.

Žiūrėk į šiuos dalykus vertindamas rezultatus: ar sluoksniai gerai sulimpa tarpusavyje, ar nėra per daug „stygų” tarp atskirų dalių (stringing), ar kampai nėra per daug apvalūs, ar paviršius lygus. Jei matai, kad plastikas tarsi „šlapia” atrodo ir labai blizga, greičiausiai temperatūra per aukšta. Jei sluoksniai prasčiau matomi ir paviršius šiurkštus – galbūt per žema.

Stalo temperatūra – antrasis svarbus parametras

Apie ekstruderio temperatūrą visi kalba, bet stalo temperatūra ne mažiau svarbi. Ji užtikrina, kad pirmasis sluoksnis gerai priliptų ir spausdinys neatitrūktų viduryje darbo. Be to, tinkama stalo temperatūra padeda išvengti vadinamojo „warping” – kai kampai pradeda keltis ir deformuojasi.

PLA paprastai gerai spausdinasi su 50-60 laipsnių stalu, nors kai kurie spausdina ir visai be šildymo. ABS reikia 80-110 laipsnių – čia jau tikrai reikia šildomo stalo. PETG mėgsta 70-80 laipsnius. Jei stalo temperatūra per žema, spausdinys atitrūks, jei per aukšta – pirmasis sluoksnis gali būti per daug „išsitepęs” ir netikslus.

Svarbu suprasti, kad stalo temperatūra turi būti pasiekta prieš pradedant spausdinti. Daugelis spausdintuvų turi funkciją, kuri laukia, kol pasiekiama nustatyta temperatūra. Nepamirškite, kad stiklo ar aliuminio stalui reikia laiko įšilti, net jei termistoras rodo tinkamą temperatūrą – paviršius gali būti šaltesnis.

Aplinkos įtaka temperatūros pasirinkimui

Daugelis žmonių pamiršta, kad kambario temperatūra turi didelę įtaką spausdinimo kokybei. Jei spausdini žiemą šaltame garaže, kur tik 15 laipsnių, tau reikės kitokių nustatymų nei vasarą 30 laipsnių kambaryje. Plastikas atvėsta skirtingu greičiu, o tai keičia viską.

Skersvėjis – tai tikras priešas spausdinant. Net nedidelis oro judėjimas gali sukelti nevienodą atvėsimą, o tai reiškia deformacijas ir prasčiau prilimpančius sluoksnius. Jei spausdini šalia lango ar ventiliatoriaus, tikėkis problemų. Kai kurie entuziastai net stato paprastus kartoninių dėžių uždarus, kad apsaugotų spausdinimą nuo oro srovių.

Drėgmė taip pat vaidina vaidmenį, nors ne tiek temperatūros prasme. Filamentas sugeria drėgmę iš oro, o tai gali reikšti, kad tau reikės šiek tiek pakelti temperatūrą, kad kompensuotum vandens garavimą spausdinimo metu. Jei girdi spragsinėjimą spausdinant, greičiausiai filamentas drėgnas.

Spalvos ir priedų įtaka temperatūrai

Štai ko nedaug kas tikisi – ta pati PLA skirtingų spalvų gali reikalauti skirtingų temperatūrų. Balta ir juoda PLA dažniausiai spausdinasi standartinėmis temperatūromis, bet ryškios spalvos, ypač raudona ar oranžinė, kartais reikalauja 5-10 laipsnių aukštesnės temperatūros. Tai susiję su pigmentais, kurie pridedami į plastiko masę.

Filamentai su priedais – metaliniais milteliais, medienos pluoštais, anglies plaušu – tai visai kita istorija. Medienos pluoštų PLA paprastai reikalauja žemesnės temperatūros (180-200 laipsnių), nes per aukšta temperatūra gali „sudeginti” medienos daleles ir gauti tamsų, nemalonų rezultatą. Metaliniai filamentai, priešingai, dažnai reikalauja aukštesnės temperatūros ir specialių kietmetalių antgalių, nes metaliniai milteliai nudėvi standartinį žalvarinį antgalį.

Greičio ir temperatūros santykis

Temperatūra ir spausdinimo greitis yra neatsiejamai susiję. Kuo greičiau spausdini, tuo daugiau plastiko per laiko vienetą turi išlydyti ekstruderis. Tai reiškia, kad greitam spausdinimui reikia aukštesnės temperatūros, kad plastikas spėtų gerai išsilydyti.

Jei spausdini lėtai, pavyzdžiui 30-40 mm/s, gali naudoti žemesnę temperatūrą diapazono pradžioje. Bet jei varai 80-100 mm/s, tau reikės pakelti temperatūrą link diapazono viršaus ar net virš jo. Priešingu atveju ekstruderis tiesiog nespės išlydyti plastiko, ir gausi nepakankamą ekstruziją – spausdinys bus silpnas, su tarpais tarp sluoksnių.

Yra ir kita pusė – jei spausdini labai smulkias detales ar plonas sienas, plastikas neturi laiko atvėsti tarp sluoksnių. Tada verta sumažinti temperatūrą arba padidinti aušinimo ventiliatoriaus greitį. Kai kurie spausdintuvo programinės įrangos variantai turi „minimalų sluoksnio laiką” – spausdintuvas sulėtins arba net sustabdys, kad sluoksnis spėtų atvėsti.

Kai temperatūra nustato taisykles žaidime

Galų gale, temperatūros parinkimas 3D spausdinimui yra eksperimentavimo procesas. Taip, yra rekomendacijos ir diapazonai, bet tikrąją tiesą sužinosi tik praktiškai išbandęs. Kiekvienas filamento ritinėlis gali būti šiek tiek kitoks, net jei tai ta pati medžiaga ir gamintojas. Skirtingi pigmentų kiekiai, gamybos partijos – visa tai įtakoja galutinį rezultatą.

Geriausia strategija – užsirašyti savo nustatymus. Kai randi idealią temperatūrą konkrečiam filamentui ir spausdintuvui, užsirašyk ją. Pažymėk ant ritinėlio arba susikurk dokumentą kompiuteryje. Po kelių mėnesių tikrai nebeprisiminsi, kokia temperatūra davė geriausius rezultatus su ta žalia PETG iš praėjusių metų.

Nebijok eksperimentuoti ir keisti nustatymus. Blogiausias dalykas, kas gali nutikti – sugaišinsi šiek tiek plastiko ir laiko. Bet kai rasi savo idealius nustatymus, spausdinimo kokybė pagerės taip, kad net pats nustebsi. Temperatūra – tai ne kliūtis, o įrankis, kuris padeda išgauti maksimumą iš tavo spausdintuvo ir medžiagų.