Det är faktiskt möjligt att öka värmebeständigheten hos dina 3D-utskrifter med hjälp av en teknik som kallas glödgning. Processen kan vara ganska knepig, men när den görs på rätt sätt kan den ge bra resultat. I den här artikeln får du svar på hur du kan göra 3D-utskrifter mer värmebeständiga.

För att göra 3D-utskrifter mer värmetåliga kan du låta dem genomgå en uppvärmningsprocess som kallas glödgning. Då applicerar du en konstant värmenivå på modellen i en ugn eller i kokande vatten under en viss tid och låter den sedan svalna. Denna process förändrar modellens inre struktur för att förbättra värmetåligheten.

Fortsätt läsa för mer information om hur du gör 3D-utskrifter mer värmetåliga.

Hur man gör PLA mer värmebeständigt - glödgning

Glödgning är en process där du applicerar värme på ett material för att förbättra dess värmebeständighet och hållbarhet. PLA-utskrifter kan glödgas genom att placeras i en värmekälla vid temperaturer mellan 60-110 °C.

PLA genomgår en process som kallas kristallisering. Kristalliseringstemperaturen är den temperatur vid vilken materialets struktur börjar bli kristallin.

Det finns olika sätt att glöda en PLA-baserad modell, bland annat följande:

• Bakning i en ugn
• Placering i varmt vatten
• Baka på 3D-skrivarens uppvärmda bädd

Bakning i en ugn

Vissa använder brödrostugnar eller elektriska ugnar, vilket vanligtvis är bättre än en gasugn eftersom de har en bättre jämn värmeavledning runt 3D-modellerna.

Det är också viktigt att använda en termometer för att se till att temperaturen i ugnen verkligen motsvarar den temperatur du ställt in.

Du kan använda följande steg för att glöda din PLA-modell:

• Värm din elugn till cirka 110 °C.
• Sätt in dina avtryck i ugnen i ungefär en timme.
• Låt modellen stå i ugnen i ungefär en timme och stäng sedan av den.
• Låt modellen svalna i ugnen gradvis.

Den här processen med gradvis nedkylning bidrar till att omstrukturera modellens egenskaper och lindra de inre spänningar som byggts upp under uppvärmningen.

Här finns en detaljerad video som visar hur du värmer din modell i en ugn.

En användare som gräddade sin PLA i en ugn vid 120 °C och sedan en andra vid 90 °C sa att de båda var väldigt ojämna.

En annan användare sa att det är bättre att använda något som en billig brödrost med konvektion som är ansluten till en PID-temperaturregulator.

Detta skulle förhindra en hel del förvrängningar genom att använda tvångskonvektion för värmen och sedan placera modellen på ett isolerande material, samtidigt som ugnens värmeelement skyddas för att förhindra att värmestrålning påverkar detaljen.

Folk undrar om det är säkert att glöda PLA i samma ugn som du lagar mat i, och det finns inte så mycket information om detta. Vissa användare säger att det är bättre att vara på den säkra sidan eftersom plast kan avge gifter innan det blir för varmt.

Du vill inte ha rester av dessa gaser på insidan av ugnen som du tillagar mat i. Det är bättre att skaffa en särskild brödrostsugn eller något liknande för att glöda din PLA med om du väljer denna metod.

Vissa användare säger att de glödgar i ugnen, men att de har modellen i tätt insvept folie för att minska risken för exponering.

Placering i varmt vatten

Du kan också glöda din PLA-modell i varmt vatten genom att göra följande steg:

• Värm vatten i en relativt stor skål till kokpunkten.
• Lägg den utskrivna modellen i en plastpåse och lägg den i det varma vattnet.
• Låt stå i 2-5 minuter
• Ta ut modellen ur det varma vattnet och lägg den i en skål med kallt vatten.
• Torka av med torkmedel eller pappershanddukar.

Det finns olika metoder för glödgning med kokande vatten, men den här metoden verkar fungera ganska bra.

Här är en video som belyser processen och visar en jämförelse mellan bakning och kokning av PLA-delar.

Vissa rekommenderar att du använder glycerol i stället för vatten eftersom det fungerar ännu bättre eftersom det är hygroskopiskt och inte behöver torka.

I videon ovan jämförde han glödgning genom bakning med kokning och fann att kokning gör att delen blir mer dimensionellt korrekt. En annan häftig sak är att det är lättare att glöda oregelbundet formade delar genom kokning än i en ugn.

En användare lyckades glöda några motorfästen för RC-flygplan i kokande vatten, men de krympte lite. Det fanns skruvhål i den delen, men de kunde fortfarande användas genom att man tvingade in dem.

Baka på 3D-skrivarens uppvärmda bädd

På samma sätt som när du glödgar dina 3D-utskrifter i en ugn rekommenderar vissa att du gör det på 3D-skrivarens uppvärmda bädd. Du värmer helt enkelt upp temperaturen till cirka 80-110 °C, placerar en kartong över modellen och låter den grädda i cirka 30-60 minuter.

En användare använde till och med G-kod för att förbättra processen genom att börja med en 80°C uppvärmd bädd, låta den baka i 30 minuter, sedan låta den gradvis svalna och baka kortare tid.

Här är den G-kod som de använde:

M84 ;stepparna avstängda

M117 Uppvärmning

M190 R80

M0 S1800 Bake @ 80C 30min

M117 kylning 80 -> 75

M190 R75

M0 S600 Grädda vid 75C 10min

M117 kylning 75 -> 70

M190 R70

M0 S600 Bake @ 70C 10min

M117 kylning 70 -> 65

M190 R65

M0 S300 Bake @ 65C 5min

M117 kylning 65 -> 60

M190 R60

M0 S300 Bake @ 60C 5min

M117 kylning 60 -> 55

M190 R55

M0 S300 Bake @ 55C 5min

M140 S0 ; Säng avstängd

M117 Klar

Bästa glödgningstemperatur för PLA (ugn)

De bästa temperaturerna för att glöda PLA-modeller i en ugn ligger mellan 60-170 °C, med ett bra värde som vanligtvis ligger runt 90-120 °C. Detta är över glasövergångstemperaturen och under PLA:s smälttemperatur.

Strukturen hos PLA-material sägs vara amorf, vilket innebär att materialets molekylära struktur är oorganiserad. För att göra materialet någorlunda organiserat (kristallint) måste man värma det över glasövergångstemperaturen.

Om du värmer materialet mycket nära smältningstemperaturen eller högre, kollapsar materialets struktur och kan inte ens efter kylning återgå till sin ursprungliga struktur.

Därför bör du inte avvika för långt från glasövergångstemperaturen för att få en optimal glödgning.

De bästa temperaturerna för glödgning av PLA varierar beroende på hur din PLA tillverkades och vilka typer av fyllmedel den innehåller. En användare sa att du vanligtvis bara behöver nå temperaturer på cirka 85-90 °C, medan billigare PLA kan behöva högre temperaturer under längre tid.

En bra PLA+-filamentfilm borde bara behöva några minuter vid 90 °C för att kristallisera. Han sa att han till och med har gjort det med hjälp av den uppvärmda bädden på sin 3D-skrivare genom att lägga en låda över delen för att hålla kvar värmen.

Hur man glödgar PLA utan att det blir förvridet

För att glöda PLA utan att den blir förvrängd föreslår många användare att du packar modellen tätt i en skål med sand innan du sätter in den i ugnen för att baka. Du bör också låta modellen svalna medan den ligger i sanden. Du kan också använda kokmetoden med modellen i en plastpåse och släcka den i kallt vatten efteråt.

Du bör se till att det finns sand i botten av modellen, om möjligt cirka 5 cm.

Här är en bra video från MatterHackers som visar hur du gör. Du kan också använda salt i stället för sand eftersom det lätt löses upp i vatten och är mer lättillgängligt.

En användare som använde den här metoden sa att den fungerade utmärkt för att glöda sin PLA utan att den blev förvrängd, till och med vid en temperatur på 100 °C. Han ställde in ugnen på en timme och lät utskriften svalna och det blev ett fantastiskt resultat.

En annan användare som glödgade PLA vid 80 °C sa att han kunde värma föremålen till cirka 73 °C utan att de blev flexibla. PLA-modellerna ändrade inte textur och hade liknande styrka mellan lagren.

En person beskrev sin erfarenhet av att använda fint salt i stället för sand, lade ett lager av det i sin Pyrexskål, satte sin 3D-utskrift i den tillsammans med en Bluetooth-termometer och tillsatte mer salt tills skålen var full.

Därefter satte han in den i ugnen vid 76 °C och väntade tills termometern visade 71 °C. Sedan stängde han av ugnen och lät den svalna över natten med delen fortfarande inpackad i saltet.

Resultatet av detta eliminerade hans problem med delaminering (skiktsprickning), tillsammans med nästan ingen skevhet och en enhetlig krympningshastighet över X-, Y- och Z-axeln på bara 0,5 %.

Vad är värmebeständigheten hos PETG?

PETG har en värmebeständighet på cirka 70 °C, till skillnad från PLA som har en värmebeständighet på 60 °C. Dessa temperaturer kallas deras glasövergångstemperatur. ABS och ASA har en värmebeständighet på cirka 95 °C.

Här är en video som visar ett värmebeständighetstest av PETG bland andra trådtyper.