대형 3D 프린터 냉각: 장시간 출력 시 균열 방지
20시간 작업 중 11시간 만에 발생하는 균열은 대형 포맷 장비에서 발생할 수 있는 가장 값비싼 결함입니다.
그 전에 출력된 모든 것은 폐기되기 때문입니다. 대부분의 경우 노즐 문제나 파일 불량이 아니라 열이 빠져나가는 현상입니다.
아무도 선택하지 않은 일정의 일부입니다. 이것은 ~에 관한 것입니다.대형 3D 프린터냉각을 제어 변수로 간주:
기계가 이미 제공하는 기능, 할 수 없는 기능, 그리고 부품 분할 시 변경 순서.
균열은 뒤틀림이 아닙니다
휘어짐과 균열은 작업 현장에서 비슷하게 보일 수 있지만 결함으로서 공통점은 거의 없습니다. 휘어짐은 다음과 같은 현상을 보여줍니다.
모서리나 가장자리에서 일찍부터 갈라지기 시작하는데, 이때 부분이 침대에서 떨어져 나갑니다. 균열은 늦게, 그리고 종종 조용히 나타납니다. 마치 가는 실금처럼 말이죠.
외벽에 층층이 생긴 선, 부품을 하룻밤 동안 그대로 둔 후 두꺼운 부분이 갈라진 현상. 대형 3D 프린팅을 하는 이유를 생각해 보세요.
균열이 생기는 원인은 설정이 아니라 타이밍에서 시작됩니다. 그렇기 때문에 휘어짐과 균열의 차이를 먼저 고려해야 합니다.
두 번째 신호는 방향입니다. 층 경계를 따라 파손된 접합부는 열 이력 문제입니다. 새로운
구슬이 이미 열을 내놓은 층과 만났다. 벽 한가운데를 가로지르는 균열이 여러 겹으로 나 있었다.
이는 응력 축적 문제입니다. 고분자가 수축하면서 무언가가 파손될 수밖에 없었습니다. 둘 다 냉각 문제이며, 해결되었습니다.
서로 다른 장소에서 발생하므로 관찰 결과가 변화보다 먼저 나타납니다.
열이 실제로 큰 영향을 미치는 곳
대형 기계에서 부품의 열을 빼앗는 세 가지 요소는 부품 아래의 베드, 주변의 공기, 그리고 이전 층입니다.
좁은 구간에서는 세 개가 하나처럼 움직이지만, 1미터 이상 떨어진 곳에서는 각각 분리됩니다. 침대는 바닥을 부드럽게 유지하고, 공기는...
사용자가 제어하는 변수와 이전 단계에서 결합이 실제적인지 여부를 결정합니다.
네 번째 경로는 단어가 같아서 구매자들을 혼란스럽게 합니다. 저희의 수냉식 냉각 방식입니다.펠릿 제조기 압출기에 사용됩니다.
인쇄 문제가 아닙니다. 루프가 배럴을 통과하기 때문에 공급 부분은 펠릿이 연화되어 막히는 지점 아래에 위치합니다.
해당 회로의 어떤 부분도 부품에 닿지 않습니다. 저희 기계에서 부품을 냉각하는 유일한 요소는 공기와 베드뿐입니다.
기계가 열을 이용해 하는 나머지 모든 작업은 제거가 아닌 유입에 관한 것입니다. 노즐은 폴리머를 녹일 만큼 충분히 뜨겁게 작동합니다.
비드가 지나갈 때, 침대는 바닥을 평평하게 유지하고, 캐비닛은 공기 순환 속도를 늦춥니다. 하지만 이 모든 것이 부품을 냉각시키지는 않습니다.
도착과 떠남 사이의 간격이 바로 균열이 발생하는 지점이며, 그 간격은 공기와 침대의 것이지 사람의 것이 아닙니다.
핫 엔드.
냉방 방식이 세 번 선택되는데, 그중 하나만 선풍기입니다.
대형 출력물에 필요한 부품 냉각 팬은 소형 출력물의 팬과는 전혀 다르게 작동합니다. 한쪽 덕트에서 나온 공기가 다른 쪽 덕트로 전달됩니다.
침대 윗부분 몇 밀리미터와 가까운 가장자리만 그렇고, 미터 단위로 측정되는 침대의 반대편에는 그중 아주 일부분만 보입니다. 선풍기
소형 프린터에서 복사한 백분율은 그대로 적용되지 않습니다. 팬은 첫 번째 레이어 및 표면 도구가 되며, 더 이상 그렇지 않습니다.
전체-부분 제어.
사용자가 제어할 수 있는 부분은 세 군데입니다. 슬라이서에서 층별로 팬 작동 방식을 설정할 수 있고, 기계 자체에서 공기 흐름을 제어할 수 있습니다.
부품이 놓이는 곳, 그리고 60°C 등급의 밀폐 용기가 설치된 곳에서는 작업장의 온도가 변해도 공기 순환이 멈춥니다.
최대 150°C까지 온도를 올릴 수 있는 옵션 덕분에 상단 부분이 온도가 올라가는 동안 하단 부분이 따뜻하게 유지됩니다. 나머지는 다른 기능에 달려 있습니다.
건물에는 롤러 도어, 환풍기, 통로 쪽의 출입문 등이 있습니다. 따라서 건물 내부의 온도 안정성은 덜 중요합니다.
갑작스러운 변화가 없는 것보다, 배달을 위해 문을 열어두는 것이 캐비닛이 꺼진 상태로 있는 것보다 더 큰 피해를 줍니다.
조금 더 시원해요.
긴 설명서의 함정: 스트레스 누적
출력물이 너무 빨리 식는 것은 한 번만 발생하는 설정 오류가 아닙니다. 장시간 작업에서는 수천 번 반복되는 결정입니다.
매번 패스를 통과할 때마다 뜨거운 폴리머가 차가운 폴리머 위에 놓이게 되며, 스택이 쌓일수록 위쪽 층이 아래쪽 층을 재가열하는 정도는 줄어듭니다.
부품의 주요 구성 요소를 이루는 접착층이 약할 경우, 해당 부분은 뜨거운 중심부에서부터 온도 구배 형태로 부품 내부에 기록됩니다.
급속 냉각된 표면 — 이것이 대형 출력물이 사용 중에 발생하는 열 응력의 원인입니다.
그다음은 아무도 신경 쓰지 않는 부분입니다. 작업이 끝나고 기계가 멈추면 부품은 작업대 온도에서 식습니다.
개방된 실내 공기에 대한 열전도율입니다. 두꺼운 부분은 얇은 벽보다 열을 더 오래 유지하므로 30mm 돌출부와 그 옆의 6mm 벽이 같은 효과를 냅니다.
수축은 서로 다른 시간에 일어납니다. 이러한 불일치가 바로 방출 사건입니다. 냉각으로 인한 균열은 보통 몇 시간 후에 벌어집니다.
인쇄가 완료된 직후 또는 부하가 걸린 후 며칠 후에 냉각됩니다. 인쇄 후 천천히 냉각하는 것은 폴리머에 대한 배려가 아니라, 오히려 마지막 조치입니다.
이 프로세스 단계를 건너뛰면 빌드가 실패합니다.
효과적인 순서
설정을 변경하기 전에 챔버를 닫으십시오. 이 크기의 부품에서는 통풍이 다른 모든 변수보다 중요합니다.
그리고 기계의 어떤 기능도 문이 열려 있는 상황을 보완할 수 없습니다.
다음으로 결정해야 할 것은 선풍기가 아니라 공기입니다. 캐비닛 내부 온도를 일정하게 유지하고 침대를 상단 가까이에 두세요.
사용하는 폴리머의 온도 범위에 맞춰 바닥이 따뜻하게 유지되는 동안 상단도 온도가 올라갑니다. 당사의 표준 침대는 다음과 같은 온도에 도달합니다.
기본 온도는 100°C이고, 히팅 베드 옵션은 150°C까지 올라갑니다. 어느 온도든 상관없지만, 중요한 건 온도를 일정하게 유지하는 것입니다.
그런 다음 팬은 작은 기계에서보다 여기서는 더 좁은 역할을 합니다. 벽이 넓고 각 층이 따라가는 경우입니다.
마지막으로 빠르게, 따뜻한 상태를 유지해야 하는 폴리머를 공기가 냉각시키므로 거기서 잘라내세요. 상단 근처의 좁은 특징들은 여전히 남아 있습니다.
표면 품질을 위해 공기 흐름을 원하므로, 이는 출력물 전체가 아닌 기능별로 결정해야 합니다.
기하학은 공기 다음으로 등장하며, 가장 저렴한 지렛대입니다. 두껍고 끊어지지 않은 벽은 열을 저장하는 저장소이며, 그 안에는 공기가 감싸져 있습니다.
차가운 표면이므로 갈비뼈 모양이나 주머니 모양, 또는 곡률로 분할합니다. 도면 단계에서 결정되는 벽 두께는 냉각에 대한 결정 사항입니다.
힘의 문제만큼이나.
레이어 높이도 같은 방식으로 변화하지만, 더 느리게 변화합니다. 프린터가 제공하는 0.04~0.6mm 범위에서 레이어 높이가 높을수록
이는 패스 횟수가 줄어들고 단위 높이당 주입되는 열량이 적어지므로, 잔류 응력을 해소해야 할 부분이 적어집니다.
파일에 무엇이 명시되어 있든, 마지막 몇 시간이 결과를 결정합니다. 상자 안에서 작업을 마무리하세요: 캐비닛을 잡고
부품을 서서히 내리거나, 최소한 베드 온도가 주변 온도에 가까워질 때까지 챔버를 닫아 두십시오. (건너뛰기)
이는 위에서 설명한 모든 단계의 근거를 무너뜨립니다.
출력뿐 아니라 제작 과정에도 계측 도구를 활용하세요.
냉각이 진행되는 동안 대응할 시간을 확보할 수 있는 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 온도 그래프입니다. 챔버 내부를 관찰하세요.
그리고 시작 부분이 아니라 전체 작업에 걸쳐 바닥 윤곽을 따라가면서 변화가 생기는 지점을 찾으세요. 그 변화는 틈새 바람이나 문과 같은 것들입니다.
그리고 그것은 균열이 벌어진 시간을 나타냅니다. 카메라의 타임랩스 영상은 또 다른 증거로, 어렴풋이 하룻밤 사이에 일어난 실패를 보여줍니다.
한 시간 안에 완료됩니다. 원격 제어가 중요한 이유는 동일합니다. 추적 정보가 필요한 사람은 기기 앞에 있는 경우가 드물기 때문입니다.
간략 버전
대형 3D 프린터 냉각은 팬 속도 설정이 아닙니다. 이는 제작 과정 동안 부품에서 열이 방출되는 속도를 시간 단위로 측정한 것입니다.
주변 공기, 아래쪽 바닥, 그리고 마지막 냉각 과정에 따라 온도가 결정됩니다. 통풍을 조절하고, 챔버를 안정적으로 유지하고, 공기를 흡입하세요.
두꺼운 부분을 잘라내고 부품이 케이스 안으로 내려오도록 합니다. 조립 시작 몇 시간 만에 생긴 균열이 사라집니다.
계획의 일부입니다.
