Всъщност е възможно да увеличите топлоустойчивостта на вашите 3D отпечатъци с помощта на техника, наречена отгряване. Процесът е доста сложен, но когато е направен правилно, може да даде добри резултати. В тази статия ще намерите отговор на въпроса как да направите 3D отпечатъците по-топлоустойчиви.

За да направите 3D отпечатъците по-устойчиви на топлина, можете да ги подложите на процес на нагряване, наречен отгряване. При този процес се прилага постоянно ниво на топлина върху модела с помощта на фурна или вряща вода за определен период от време, след което се оставя да изстине. Този процес променя вътрешната структура на модела, за да се подобри устойчивостта на топлина.

Продължавайте да четете за повече информация относно повишаването на термоустойчивостта на 3D отпечатъците.

Как да направим PLA по-устойчив на топлина - отгряване

Отгряването е процес, при който се прилага топлина към даден материал, за да се подобри неговата устойчивост на топлина и дълготрайност. PLA отпечатъците могат да се отгряват, като се поставят в източник на топлина при температури между 60-110°C.

PLA преминава през процес, наречен кристализация. Температурата на кристализация се отнася до температурата, при която структурата на материала започва да става кристална.

Съществуват различни начини за отгряване на модел на базата на PLA. Те включват следното:

• Печене във фурна
• Поставяне в гореща вода
• Печене на отопляемо легло на 3D принтер

Печене във фурна

Някои хора използват тостери или електрически фурни, които обикновено са по-добри от газовите фурни, тъй като имат по-добро равномерно разсейване на топлината около 3D моделите.

Важно е също така да използвате термометър, за да се уверите, че температурата на фурната действително съответства на зададената от вас.

Можете да използвате следните стъпки, за да гарантирате отгряването на вашия PLA модел:

• Загрейте електрическата си фурна на около 110°C.
• Поставете отпечатъците във фурната за около час.
• Оставете модела да престои във фурната за около час, след което я изключете.
• Оставете модела да се охлади постепенно във фурната

Този процес на постепенно охлаждане спомага за преструктуриране на свойствата на модела и за намаляване на вътрешните напрежения, възникнали по време на нагряването.

Ето подробно видео, в което се показва как да загреете модела си във фурна.

Един потребител, който е изпекъл своя PLA във фурна при 120°C, а след това и при 90°C, казва, че и двата продукта са се деформирали много силно.

Друг потребител каза, че е по-добре да се използва нещо като евтина конвекционна фурна за тостер, свързана с PID температурен регулатор.

Това би предотвратило много изкривявания чрез използване на принудителна конвекция за топлината, след което поставете модела върху изолационен материал, като същевременно защитите нагревателните елементи на фурната, за да предотвратите термичното излъчване, което да засегне вашата част.

Хората се чудят дали е безопасно да отгряват PLA в същата фурна, в която готвят, и няма много информация за това. Някои потребители казват, че е по-добре да се предпазват, тъй като пластмасите могат да отделят токсини, преди да се нагреят прекалено много.

Не бихте искали остатъците от тези газове да попаднат във вътрешността на фурната, в която готвите храната. По-добре е да си вземете специална фурна за тостери или нещо подобно, с което да отгрявате PLA, ако изберете този метод.

Някои потребители казват, че отгряват във фурната, но поставят модела в плътно увито фолио, за да намалят риска от излагане на въздействието му.

Поставяне в гореща вода

Можете също така да отгрявате модела си от PLA в гореща вода, като направите следните стъпки:

• Загрейте вода в сравнително голяма купа до точката на кипене
• Поставете отпечатания модел в найлонова торбичка и го сложете в горещата вода.
• Оставете за 2-5 минути
• Извадете модела от горещата вода и го поставете в съд със студена вода.
• Подсушаване с изсушител или хартиени кърпи

Хората имат различни методи за отгряване с вряла вода, но този метод изглежда работи доста добре.

Предлагаме ви видеоклип, в който е показан този процес и е направено сравнение между печенето и варенето на PLA части.

Някои хора препоръчаха да използвате глицерол вместо вода, тъй като той действа още по-добре поради това, че е хигроскопичен, така че не е необходимо да изсъхва.

Във видеоклипа по-горе той сравнява отгряването чрез печене с варене и установява, че при варенето частта запазва по-точни размери. Друго интересно нещо е, че е по-лесно да се отгряват части с неправилна форма чрез варене, отколкото с фурна.

Един потребител успешно отгрял във вряла вода някои опори на двигатели за RC самолети, но те се свили малко. В тази част имало дупки за винтове, но те все още били годни за използване, като се монтирали със сила.

Печене на отопляемо легло на 3D принтер

Подобно на отгряването на 3D отпечатъци във фурна, някои хора препоръчват да се прави дори върху нагрятото легло на 3D принтера. Просто се загрява температурата до около 80-110°C, поставя се картонена кутия върху модела и се оставя да се пече за около 30-60 минути.

Един от потребителите дори използва G-Code, за да подобри процеса, като започне от нагрято легло с 80°C, остави го да се пече 30 минути, след което го остави постепенно да се охлади и да се пече по-кратко време.

Ето какъв G-код са използвали:

M84 ;изключени стъпала

M117 Загряване

M190 R80

M0 S1800 Печене при 80С 30 мин.

M117 Охлаждане 80 -> 75

M190 R75

M0 S600 Печене при 75С 10 мин.

M117 Охлаждане 75 -> 70

M190 R70

M0 S600 Печене при 70С 10 мин.

M117 Охлаждане 70 -> 65

M190 R65

M0 S300 Печене при 65С 5 мин.

M117 Охлаждане 65 -> 60

M190 R60

M0 S300 Печене при 60С 5 мин.

M117 Охлаждане 60 -> 55

M190 R55

M0 S300 Печене при 55С 5 мин.

M140 S0 ; Изключено легло

M117 Готово

Най-добра температура на отгряване на PLA (пещ)

Най-добрите температури за успешно отгряване на модели от PLA във фурна са между 60-170°C, като добрата стойност обикновено е около 90-120°C. Това е над температурата на встъкляване и под температурата на топене на PLA.

Структурата на материалите от PLA се нарича аморфна, което означава, че молекулярната структура на материала е неорганизирана. За да направите материала донякъде организиран (кристален), ще трябва да го нагреете над температурата на встъкляване.

При нагряване на материала много близо до температурата на топене или над нея, структурата на материала се разрушава и дори след охлаждане не може да се върне към първоначалната си структура.

Ето защо за оптимално отгряване не трябва да се отклонявате твърде много от температурата на встъкляване.

Най-добрите температури за отгряване на PLA варират в зависимост от това как е произведен вашият PLA и какви видове пълнители има. Един потребител каза, че обикновено трябва да достигнете само температури от около 85-90°C, докато по-евтините PLA може да се нуждаят от по-високи температури за по-дълго време.

Добрият PLA+ филамент би трябвало да се нуждае само от няколко минути при 90°C, за да кристализира. Той каза, че дори е направил това, използвайки отопляемото легло на своя 3D принтер, като е поставил кутия върху частта, за да задържи топлината.

Как да отгряваме PLA, без да се деформира

За отгряване на PLA без изкривяване много потребители предлагат да опаковате плътно модела в купа с пясък, преди да го поставите във фурната за печене. Трябва също така да оставите модела да се охлади, докато е в пясъка. Можете също така да използвате метода на варене с модела в найлонова торбичка и да го охладите в хладка вода след това.

Трябва да се уверите, че на дъното на модела също има пясък, по възможност около 2 инча.

Ето едно чудесно видео от MatterHackers, което показва как да направите този процес. Можете да използвате и сол вместо пясък, тъй като тя лесно се разтваря във вода и е по-достъпна.

Един потребител, който е използвал този метод, казва, че той е работил чудесно за отгряване на PLA без деформации, дори при температура от 100°C. Той е настроил фурната да работи един час и е оставил отпечатъка да се охлади и той е излязъл чудесен.

Друг потребител, който е отгрял PLA при 80°C, казва, че може да нагрява обектите до около 73°C, без те да станат гъвкави. Моделите от PLA не променят текстурата си и имат сходна здравина между слоевете.

Един човек описва опита си с използването на фина сол вместо пясък, поставяйки слой от нея в своя съд Pyrex, поставя своя 3D печат заедно с Bluetooth термометър и добавя още сол, докато съдът се напълни.

След това я поставя във фурната при температура 76°C и изчаква, докато термометърът покаже 160°C, след което изключва фурната и я оставя да изстине за една нощ, като частта все още е в солта.

Резултатите от това отстраниха проблемите с разслояването (разделянето на пластовете), като почти нямаше деформации и имаше равномерно свиване по осите X, Y & Z от само 0,5%.

Каква е топлоустойчивостта на PETG?

PETG има топлинна устойчивост от около 70°C, за разлика от PLA, който има топлинна устойчивост от 60°C. Тези температури са известни като температура на встъкляване. ABS и ASA имат топлинна устойчивост от около 95°C.

Ето видеоклип, показващ тест за устойчивост на топлина на PETG сред други видове нишки.