Het is eigenlijk mogelijk om de hittebestendigheid van uw 3D prints te verhogen met een techniek die gloeien heet. Het is wel een proces dat vrij lastig kan zijn, maar als het goed gedaan wordt, kan het goede resultaten opleveren. Dit artikel geeft antwoord op hoe u 3D prints hittebestendiger kunt maken.

Om 3D prints hittebestendiger te maken, kunt u ze aan een verhittingsproces onderwerpen dat gloeien heet. Hierbij wordt een model gedurende een bepaalde tijd constant verhit met behulp van een oven of kokend water en vervolgens afgekoeld. Dit proces verandert de interne structuur van het model om de hittebestendigheid te verbeteren.

Lees verder voor meer informatie over het hittebestendig maken van 3D prints.

Hoe PLA hittebestendiger te maken - Ontharden

Gloeien is een proces waarbij je hitte toepast op een materiaal om de hittebestendigheid en duurzaamheid ervan te verbeteren. PLA-prints kunnen worden gegloeid door ze in een warmtebron te plaatsen bij temperaturen tussen 60-110°C.

PLA doorloopt een proces dat kristallisatie heet. De kristallisatietemperatuur verwijst naar de temperatuur waarbij de structuur van het materiaal kristallijn begint te worden.

Er zijn verschillende manieren om een model op basis van PLA uit te gloeien. Onder andere:

• Bakken in een oven
• In heet water plaatsen
• Bakken op 3D printer verwarmd bed

Bakken in een oven

Sommige mensen gebruiken toasterovens, of elektrische ovens, wat meestal beter is dan een gasoven, omdat die een betere gelijkmatige warmteafvoer hebben rond uw 3D-modellen.

Het is ook belangrijk om een thermometer te gebruiken om ervoor te zorgen dat de temperatuur van uw oven daadwerkelijk overeenkomt met de door u ingestelde temperatuur.

U kunt gebruik maken van de volgende stappen om uw PLA-model uit te gloeien:

• Verwarm uw elektrische oven tot ongeveer 110°C.
• Zet je afdrukken ongeveer een uur in de oven.
• Laat het model ongeveer een uur in de oven staan en zet hem dan uit.
• Laat het model geleidelijk afkoelen in de oven

Dit proces van geleidelijke afkoeling helpt de eigenschappen van het model te herstructureren en de interne spanningen die tijdens de verhitting zijn ontstaan te verlichten.

Hier is een gedetailleerde video die laat zien hoe u uw model in een oven verwarmt.

Een gebruiker die zijn PLA bakte in een oven van 120°C en een tweede van 90°C zei dat ze allebei erg vervormden.

Een andere gebruiker zei dat het beter is om zoiets als een goedkope convectie broodroosteroven te gebruiken, aangesloten op een PID temperatuurregelaar.

Dit zou veel kromtrekken voorkomen door geforceerde convectie te gebruiken voor de warmte, en uw model vervolgens op een isolerend materiaal te plaatsen, terwijl u de verwarmingselementen van de oven beschermt om te voorkomen dat thermische straling uw onderdeel aantast.

Mensen vragen zich af of het veilig is om PLA te gloeien in dezelfde oven als waarin je kookt, en er is niet al te veel informatie over. Sommige gebruikers zeggen dat het beter is om het zekere voor het onzekere te nemen, omdat plastic giftige stoffen kan afgeven voordat het te heet wordt.

Je wilt niet dat de restanten van deze gassen aan de binnenkant van de oven waarmee je voedsel kookt, achterblijven. Het is een beter idee om een speciale broodroosteroven of iets dergelijks te kopen om je PLA mee uit te gloeien als je voor deze methode kiest.

Sommige gebruikers zeggen dat zij in de oven gloeien, maar zij hebben het model in strak verpakte folie om het risico van blootstelling te verminderen.

In heet water plaatsen

U kunt uw PLA-model ook in heet water gloeien door de volgende stappen uit te voeren:

• Verwarm water in een relatief grote kom tot het kookpunt
• Doe het geprinte model in een plastic zak en leg het in het hete water.
• 2-5 minuten laten staan
• Haal het model uit het hete water en plaats het in een kom met koud water.
• Afdrogen met droogmiddel of papieren handdoeken

Mensen hebben verschillende methoden om met kokend water te gloeien, maar deze methode lijkt goed te werken.

Hier is een video over dit proces en een vergelijking tussen bakken en koken van PLA-onderdelen.

Sommige mensen raden aan om in plaats van water glycerol te gebruiken, omdat dat nog beter werkt omdat het hygroscopisch is en dus niet hoeft te drogen.

In de video hierboven vergeleek hij het gloeien door bakken met koken en ontdekte dat door koken het onderdeel nauwkeuriger van afmetingen blijft. Een ander cool ding is dat het gemakkelijker is om onregelmatig gevormde onderdelen te gloeien door koken dan met een oven.

Een gebruiker heeft met succes enkele motorsteunen voor RC-vliegtuigen in kokend water gegloeid, maar ze krompen wel een beetje. Er zaten schroefgaten in, maar ze waren nog bruikbaar door ze met geweld te monteren.

Bakken op 3D printer verwarmd bed

Op dezelfde manier als het gloeien van uw 3D prints in een oven, raden sommige mensen zelfs aan dit te doen op het verwarmde bed van uw 3D printer. U verwarmt gewoon de temperatuur tot ongeveer 80-110°C, plaatst een kartonnen doos over het model en laat het ongeveer 30-60 minuten bakken.

Eén gebruiker paste zelfs G-Code toe om het proces te verbeteren door te beginnen met een verwarmd bed van 80°C, het 30 minuten te laten bakken, het dan geleidelijk af te laten koelen en korter te laten bakken.

Hier is de G-code die ze gebruikten:

M84 ;steppers uit

M117 Opwarmen

M190 R80

M0 S1800 Bak @ 80C 30min

M117 Koeling 80 -> 75

M190 R75

M0 S600 Bak @ 75C 10min

M117 Koeling 75 -> 70

M190 R70

M0 S600 Bak @ 70C 10min

M117 Koeling 70 -> 65

M190 R65

M0 S300 Bak @ 65C 5min

M117 Koeling 65 -> 60

M190 R60

M0 S300 Bak @ 60C 5min

M117 Koeling 60 -> 55

M190 R55

M0 S300 Bak @ 55C 5min

M140 S0 ; Bed uit

M117 Gedaan.

Beste PLA-gloeitemperatuur (oven)

De beste temperaturen om PLA-modellen succesvol uit te gloeien in een oven liggen tussen 60-170°C, met een goede waarde meestal rond 90-120°C. Dit is boven de glasovergangstemperatuur en onder de smelttemperatuur van PLA.

De structuur van PLA-materialen zou amorf zijn, wat betekent dat de moleculaire structuur van het materiaal ongeorganiseerd is. Om het materiaal enigszins georganiseerd (kristallijn) te maken zou je het moeten verhitten tot boven de glasovergangstemperatuur.

Als je het materiaal heel dicht bij de smelttemperatuur of daarboven verhit, stort de structuur van het materiaal in en kan het zelfs na afkoeling niet meer terugkeren naar zijn oorspronkelijke structuur.

Daarom moet u voor een optimale gloeiing niet te ver van de glasovergangstemperatuur afwijken.

De beste temperaturen voor het gloeien van PLA variëren afhankelijk van hoe je PLA is gemaakt en welke soorten vulstoffen het heeft. Een gebruiker zei dat je meestal alleen temperaturen van ongeveer 85-90°C nodig hebt, terwijl goedkopere PLA's misschien hogere temperaturen nodig hebben voor langere tijd.

Een goed PLA+ filament heeft maar een paar minuten bij 90°C nodig om te kristalliseren. Hij zei dat hij het zelfs gedaan heeft met het verwarmde bed van zijn 3D printer door een doos over het onderdeel te plaatsen om de warmte vast te houden.

Hoe PLA uit te harden zonder te vervormen

Om PLA uit te gloeien zonder krom te trekken, raden veel gebruikers aan om je model strak in te pakken in een kom met zand voordat je het in de oven zet om te bakken. Je moet het model ook laten afkoelen terwijl het in het zand staat. Je kunt ook de kookmethode gebruiken met het model in een plastic zak en het daarna in koel water laten afkoelen.

U moet er ook voor zorgen dat er zand op de bodem van het model ligt, zo mogelijk ongeveer 2 centimeter.

Hier is een geweldige video van MatterHackers die laat zien hoe je dit proces uitvoert. Je kunt ook zout gebruiken in plaats van zand, omdat dat gemakkelijk oplost in water en toegankelijker is.

Een gebruiker die deze methode toepaste zei dat het geweldig werkte om zijn PLA uit te gloeien zonder krom te trekken, zelfs bij een temperatuur van 100°C. Hij stelde de oven een uur in en liet de print daar zitten om af te koelen en het kwam er geweldig uit.

Een andere gebruiker die PLA bij 80°C uitgloeide, zei dat hij voorwerpen tot ongeveer 73°C kon verwarmen zonder dat ze flexibel werden. De PLA-modellen veranderden niet van textuur en hadden een vergelijkbare sterkte tussen de lagen.

Eén persoon beschreef zijn ervaring met het gebruik van fijn zout in plaats van zand, deed een laagje in zijn Pyrex schaal, zette zijn 3D-print erin, samen met een Bluetooth-thermometer en voegde meer zout toe tot de schaal vol was.

Vervolgens zette hij het in de oven op 76°C (170°F) en wachtte tot de thermometer 71°C (160°F) aangaf, zette vervolgens de oven uit en liet het 's nachts afkoelen met het onderdeel nog in het zout verpakt.

De resultaten hiervan elimineerden zijn delaminatieproblemen (het splitsen van lagen), samen met bijna geen kromtrekken en een uniforme krimp over de X-, Y- en Z-as van slechts 0,5%.

Wat is de hittebestendigheid van PETG?

PETG heeft een hittebestendigheid van ongeveer 70°C, in tegenstelling tot PLA dat een hittebestendigheid heeft van 60°C. Deze temperaturen staan bekend als hun glasovergangstemperatuur. ABS en ASA hebben een hittebestendigheid van ongeveer 95°C.

Hier is een video met een hittebestendigheidstest van PETG te midden van andere soorten filament.