Cara Membuat Cetakan 3D Lebih Tahan Panas (PLA) - Annealing

Roy Hill 01-08-2023
Roy Hill

Sebenarnya sangat mungkin untuk meningkatkan ketahanan panas cetakan 3D Anda menggunakan teknik yang disebut anil. Prosesnya memang cukup rumit, tetapi jika dilakukan dengan benar, ini bisa memberikan hasil yang bagus. Artikel ini akan menjawab cara membuat cetakan 3D lebih tahan panas.

Untuk membuat cetakan 3D lebih tahan panas, Anda bisa menempatkannya melalui proses pemanasan yang disebut annealing, yaitu, Anda menerapkan tingkat panas yang konstan pada model dengan menggunakan oven atau air mendidih untuk jangka waktu tertentu, kemudian membiarkannya mendingin. Proses ini mengubah struktur internal model untuk meningkatkan daya tahan terhadap panas.

Teruslah membaca untuk informasi selengkapnya mengenai cara membuat cetakan 3D lebih tahan panas.

    Cara Membuat PLA Lebih Tahan Panas - Anil

    Anil adalah proses di mana Anda menerapkan panas pada suatu bahan untuk meningkatkan ketahanan dan daya tahan panasnya. Cetakan PLA dapat dianil dengan menempatkannya di sumber panas pada suhu antara 60-110 ° C

    PLA melewati proses yang disebut kristalisasi. Suhu kristalisasi mengacu pada suhu di mana struktur material mulai menjadi kristal.

    Ada berbagai cara untuk menganil model berbasis PLA, antara lain sebagai berikut:

    • Memanggang dalam Oven
    • Menempatkan dalam Air Panas
    • Panggang di Ranjang Berpemanas Printer 3D

    Memanggang dalam Oven

    Beberapa orang menggunakan oven pemanggang roti, atau oven listrik yang biasanya lebih baik daripada oven gas karena memiliki pembuangan panas yang lebih baik secara seragam di sekitar model 3D Anda.

    Penting juga untuk menggunakan termometer untuk memastikan bahwa suhu oven Anda benar-benar sesuai dengan suhu yang Anda tetapkan.

    Anda dapat menggunakan langkah-langkah berikut ini untuk memastikan model PLA Anda dianil:

    • Panaskan oven listrik Anda hingga suhu sekitar 110°C.
    • Tempatkan cetakan Anda di dalam oven selama sekitar satu jam.
    • Biarkan model berada di dalam oven selama sekitar satu jam, kemudian matikan.
    • Biarkan model mendingin di dalam oven secara bertahap

    Proses pendinginan bertahap inilah yang membantu merestrukturisasi sifat-sifat model dan membantu meringankan tekanan internal yang terbentuk selama pemanasan.

    Lihat juga: Cara Mencetak 3D Plastik Bening & Objek Transparan

    Berikut ini adalah video terperinci yang menunjukkan cara memanaskan model Anda dalam oven.

    Seorang pengguna yang memanggang PLA mereka dalam oven pada suhu 120°C, kemudian yang kedua pada suhu 90°C mengatakan bahwa keduanya melengkung dengan sangat buruk.

    Pengguna lain mengatakan bahwa lebih baik menggunakan sesuatu seperti oven pemanggang roti konveksi murah yang dihubungkan ke pengontrol suhu PID.

    Lihat juga: 6 Cara Memperbaiki Kulit Salmon, Garis-garis Zebra, dan Moiré dalam Cetakan 3D

    Hal ini akan mencegah banyak lengkungan dengan menggunakan konveksi paksa untuk panas, kemudian mengatur model Anda pada bahan isolasi, sekaligus melindungi elemen pemanas oven untuk mencegah radiasi panas mempengaruhi bagian Anda.

    Banyak orang bertanya-tanya apakah aman untuk menganil PLA dalam oven yang sama dengan yang Anda gunakan untuk memasak, dan tidak ada terlalu banyak informasi mengenai hal ini. Beberapa pengguna mengatakan lebih baik berhati-hati karena plastik dapat mengeluarkan racun sebelum terlalu panas.

    Anda tidak ingin residu gas-gas ini ada di bagian dalam oven yang Anda gunakan untuk memasak makanan. Sebaiknya Anda membeli oven pemanggang khusus atau sesuatu yang serupa untuk menganil PLA jika Anda memilih metode ini.

    Sebagian pengguna mengatakan bahwa mereka menganil dalam oven, tetapi mereka memiliki model yang dibungkus dengan kertas timah yang rapat untuk mengurangi risiko pemaparan.

    Menempatkan dalam Air Panas

    Anda juga dapat menganil model PLA Anda dalam air panas dengan melakukan langkah-langkah berikut:

    • Panaskan air dalam mangkuk yang relatif besar hingga mendidih
    • Tempatkan model yang sudah dicetak ke dalam kantong plastik dan masukkan ke dalam air panas.
    • Biarkan selama 2-5 menit
    • Keluarkan model dari air panas dan letakkan di dalam mangkuk berisi air dingin
    • Keringkan dengan pengering atau handuk kertas

    Setiap orang memiliki metode yang berbeda-beda dalam melakukan anil dengan air mendidih, tetapi metode ini tampaknya bekerja cukup baik.

    Berikut adalah video yang menyoroti proses ini dan menunjukkan perbandingan memanggang vs merebus bagian PLA.

    Beberapa orang merekomendasikan bahwa Anda dapat menggunakan gliserol sebagai pengganti air karena gliserol bekerja lebih baik karena bersifat higroskopis sehingga tidak perlu dikeringkan.

    Dalam video di atas, ia membandingkan anil melalui pemanggangan dengan perebusan dan menemukan bahwa perebusan membuat bagian tersebut lebih akurat secara dimensi. Hal keren lainnya adalah, lebih mudah menganil bagian yang bentuknya tidak beraturan melalui perebusan daripada dengan oven.

    Seorang pengguna berhasil menganil beberapa dudukan motor untuk pesawat terbang RC dalam air mendidih, tetapi dudukan tersebut sedikit menyusut. Terdapat lubang sekrup pada bagian tersebut, tetapi masih dapat digunakan dengan memasangnya secara paksa.

    Panggang di Ranjang Berpemanas Printer 3D

    Dengan cara yang mirip dengan menganil cetakan 3D Anda dalam oven, sebagian orang menyarankan untuk melakukannya di atas tempat tidur berpemanas printer 3D Anda. Anda cukup memanaskan suhunya hingga sekitar 80-110 ° C, letakkan kotak kardus di atas model dan biarkan dipanggang selama sekitar 30-60 menit.

    Seorang pengguna bahkan menerapkan G-Code untuk meningkatkan proses dengan memulai pada suhu 80°C, membiarkannya memanggang selama 30 menit, kemudian membiarkannya secara bertahap mendingin dan memanggang dalam waktu yang lebih singkat.

    Berikut ini adalah G-Code yang mereka gunakan:

    M84; steppers off

    M117 Pemanasan

    M190 R80

    M0 S1800 Panggang @ 80C 30 menit

    M117 Pendinginan 80 - & gt; 75

    M190 R75

    M0 S600 Panggang @ 75C 10 menit

    M117 Pendinginan 75 - & gt; 70

    M190 R70

    M0 S600 Panggang @ 70C 10 menit

    M117 Pendinginan 70 - & gt; 65

    M190 R65

    M0 S300 Panggang @ 65C 5 menit

    M117 Pendinginan 65 - & gt; 60

    M190 R60

    M0 S300 Panggang @ 60C 5 menit

    M117 Pendinginan 60 - & gt; 55

    M190 R55

    M0 S300 Panggang @ 55C 5 menit

    M140 S0; Tempat tidur

    M117 Selesai

    Suhu Anil PLA Terbaik (Oven)

    Suhu terbaik untuk berhasil menganil model PLA dalam oven berada di antara 60-170 ° C, dengan nilai yang baik biasanya sekitar 90-120 ° C. Ini di atas suhu transisi kaca dan di bawah suhu leleh PLA.

    Struktur bahan PLA dikatakan amorf, yang berarti struktur molekul bahan tersebut tidak teratur. Untuk membuat bahan tersebut agak teratur (kristal), Anda perlu memanaskannya di atas suhu transisi gelas.

    Jika Anda memanaskan bahan yang sangat dekat dengan suhu leleh atau di atasnya, struktur bahan akan runtuh dan bahkan setelah pendinginan, tidak dapat kembali ke struktur aslinya.

    Oleh karena itu, Anda tidak boleh menyimpang terlalu jauh dari suhu transisi kaca untuk anil yang optimal.

    Suhu terbaik untuk anil PLA memang bervariasi berdasarkan bagaimana PLA Anda diproduksi dan jenis pengisi yang dimilikinya. Seorang pengguna mengatakan bahwa Anda biasanya hanya perlu mencapai suhu sekitar 85-90 ° C, sementara PLA yang lebih murah mungkin membutuhkan suhu yang lebih tinggi lebih lama.

    Filamen PLA+ yang bagus seharusnya hanya perlu beberapa menit pada suhu 90°C untuk mengkristal. Dia mengatakan bahwa dia bahkan pernah melakukannya dengan menggunakan alas yang dipanaskan pada printer 3D-nya dengan meletakkan sebuah kotak di atas bagian tersebut untuk menahan panas.

    Cara Anil PLA Tanpa Membengkokkan

    Untuk menganil PLA tanpa melengkung, banyak pengguna menyarankan untuk mengemas model Anda dengan rapat di dalam semangkuk pasir sebelum memasukkannya ke dalam oven untuk dipanggang. Anda juga harus membiarkan model menjadi dingin saat berada di dalam pasir. Anda juga bisa menggunakan metode perebusan dengan model di dalam kantong plastik dan mendinginkannya dengan air dingin setelahnya.

    Anda juga harus memastikan ada pasir di bagian bawah model, sekitar 2 inci jika memungkinkan.

    Berikut ini adalah video dari MatterHackers yang menunjukkan kepada Anda bagaimana melakukan proses ini. Anda juga bisa menggunakan garam sebagai pengganti pasir karena garam mudah larut dalam air dan lebih mudah diakses.

    Seorang pengguna yang melakukan metode ini mengatakan bahwa metode ini bekerja dengan baik untuk menganil PLA-nya tanpa melengkung, bahkan pada suhu 100 ° C. Dia mengatur oven untuk bekerja selama satu jam dan membiarkan cetakannya mendingin, dan hasilnya sangat bagus.

    Pengguna lain yang menganil PLA pada suhu 80°C mengatakan bahwa ia dapat memanaskan benda hingga sekitar 73°C tanpa membuat benda tersebut menjadi lentur. Model PLA tidak mengubah tekstur dan memiliki kekuatan yang sama di antara lapisannya.

    Satu orang menggambarkan pengalamannya menggunakan garam halus sebagai pengganti pasir dengan menaburkannya di piring Pyrex-nya, mengatur cetakan 3D-nya, bersama dengan termometer Bluetooth, dan menambahkan lebih banyak garam hingga piringnya penuh.

    Ia kemudian memasukkannya ke dalam oven pada suhu 170°F (76°C) dan menunggu sampai termometer menunjukkan angka 160°F (71°C), kemudian mematikan oven dan membiarkannya dingin semalaman dengan bagian yang masih dikemas dalam garam.

    Hasil dari melakukan hal ini, menghilangkan masalah delaminasi (pemisahan lapisan), serta nyaris tidak ada lengkungan dan tingkat penyusutan yang seragam pada sumbu X, Y dan Z, hanya sebesar 0,5%.

    Apa yang dimaksud dengan Ketahanan Panas PETG?

    PETG memiliki ketahanan panas sekitar 70°C, tidak seperti PLA yang memiliki ketahanan panas 60°C. Temperatur ini dikenal sebagai temperatur transisi gelasnya. ABS dan ASA memiliki ketahanan panas sekitar 95°C.

    Berikut ini adalah video yang menunjukkan uji ketahanan panas PETG di antara jenis filamen lainnya.

    Roy Hill

    Roy Hill adalah penggemar pencetakan 3D dan guru teknologi yang penuh semangat dengan banyak pengetahuan tentang semua hal yang berkaitan dengan pencetakan 3D. Dengan pengalaman lebih dari 10 tahun di bidangnya, Roy telah menguasai seni desain dan pencetakan 3D, dan telah menjadi ahli dalam tren dan teknologi pencetakan 3D terkini.Roy memegang gelar di bidang teknik mesin dari University of California, Los Angeles (UCLA), dan telah bekerja untuk beberapa perusahaan terkemuka di bidang pencetakan 3D, termasuk MakerBot dan Formlabs. Dia juga telah berkolaborasi dengan berbagai bisnis dan individu untuk membuat produk cetak 3D kustom yang telah merevolusi industri mereka.Selain kecintaannya pada pencetakan 3D, Roy adalah seorang yang rajin bepergian dan penggemar alam luar. Dia menikmati menghabiskan waktu di alam, hiking, dan berkemah bersama keluarganya. Di waktu senggangnya, ia juga membimbing para insinyur muda dan membagikan kekayaan pengetahuannya tentang pencetakan 3D melalui berbagai platform, termasuk blog populernya, 3D Printerly 3D Printing.