Насправді можна підвищити термостійкість ваших 3D-друків за допомогою техніки, яка називається відпал. Цей процес може бути досить складним, але якщо все зробити правильно, він може дати хороші результати. У цій статті ми розповімо, як зробити 3D-друки більш термостійкими.

Щоб зробити 3D-друк більш термостійким, ви можете піддати його процесу нагрівання, який називається відпалом. Це коли ви застосовуєте постійний рівень тепла до моделі за допомогою духовки або окропу протягом певного періоду часу, а потім даєте їй охолонути. Цей процес змінює внутрішню структуру моделі, щоб підвищити термостійкість.

Читайте далі, щоб дізнатися більше про те, як зробити 3D-друк більш термостійким.

Як зробити PLA більш термостійким - відпал

Відпал - це процес нагрівання матеріалу для підвищення його термостійкості та довговічності. Відпал відбитків PLA можна здійснити, помістивши їх у джерело тепла за температури 60-110°C.

PLA проходить процес, який називається кристалізацією. Температура кристалізації - це температура, при якій структура матеріалу починає ставати кристалічною.

Існують різні способи відпалу моделі на основі PLA, серед яких можна виділити наступні:

• Випікання в духовці
• Поміщення в гарячу воду
• Випікання на 3D-принтері з підігрівом

Випікання в духовці

Деякі люди використовують тостери або електричні печі, які зазвичай краще газових, оскільки вони мають більш рівномірне розсіювання тепла навколо ваших 3D-моделей.

Також важливо використовувати термометр, щоб переконатися, що температура в духовці дійсно відповідає встановленій вами.

Ви можете скористатися наступними кроками, щоб забезпечити відпал вашої PLA-моделі:

• Розігрійте електричну духовку приблизно до 110°C.
• Поставте відбитки в духовку приблизно на годину.
• Дайте моделі постояти в духовці близько години, а потім вимкніть її.
• Залиште модель поступово остигати в духовці

Цей процес поступового охолодження допомагає реструктурувати властивості моделі та зняти внутрішні напруження, накопичені під час нагрівання.

Ось детальне відео, яке демонструє, як розігріти вашу модель в духовці.

Один користувач, який запікав свій PLA в духовці при 120°C, а потім другий при 90°C, сказав, що вони обидва дуже сильно деформувалися.

Інший користувач сказав, що краще використовувати щось на кшталт дешевого конвекційного тостера, підключеного до ПІД-регулятора температури.

Це допоможе запобігти значному викривленню, використовуючи примусову конвекцію для нагрівання, а потім встановивши модель на ізоляційний матеріал, захистивши нагрівальні елементи печі, щоб теплове випромінювання не впливало на вашу деталь.

Люди цікавляться, чи безпечно відпалювати PLA в тій самій духовці, в якій ви готуєте, і інформації про це не так багато. Деякі користувачі кажуть, що краще перестрахуватися, оскільки пластик може виділяти токсини ще до того, як нагріється до надто високої температури.

Ви не хочете, щоб залишки цих газів були всередині духовки, в якій ви готуєте їжу. Краще придбати спеціальну тостерну піч або щось подібне для відпалювання PLA, якщо ви обираєте цей метод.

Деякі користувачі кажуть, що відпалюють у духовці, але при цьому щільно загортають модель у фольгу, щоб зменшити ризик опромінення.

Поміщення в гарячу воду

Ви також можете відпалити модель PLA в гарячій воді, виконавши наступні кроки:

• Нагрійте воду у відносно великій мисці до температури кипіння
• Помістіть роздруковану модель у поліетиленовий пакет і покладіть його в гарячу воду.
• Залиште на 2-5 хвилин
• Вийміть модель з гарячої води і помістіть її в миску з холодною водою
• Висушіть вологою або паперовими рушниками

Люди використовують різні методи відпалу окропом, але цей метод, здається, працює досить добре.

Ось відео, яке висвітлює цей процес і демонструє порівняння запікання та варіння деталей PLA.

Деякі люди рекомендують використовувати гліцерин замість води, оскільки він працює навіть краще завдяки своїй гігроскопічності, тому не потребує висихання.

У відео вище він порівнював відпал через запікання з кип'ятінням і виявив, що при кип'ятінні деталь зберігає більшу точність розмірів. Ще одна цікава річ полягає в тому, що деталі неправильної форми легше відпалювати кип'ятінням, ніж у духовці.

Один користувач успішно відпалив у киплячій воді кілька кріплень двигунів для радіокерованих літаків, але вони трохи стиснулися. У цій частині були отвори для гвинтів, але їх все ще можна було використовувати, прикрутивши їх силоміць.

Випікання на 3D-принтері з підігрівом

Подібно до відпалу 3D-друку в духовці, дехто рекомендує навіть робити це на нагрітому столі 3D-принтера. Просто нагрійте температуру до 80-110°C, покладіть на модель картонну коробку і залиште її запікатися приблизно на 30-60 хвилин.

Один користувач навіть впровадив G-Code для покращення процесу, почавши з розігрітого до 80°C шару, залишивши його випікатися на 30 хвилин, а потім дозволивши йому поступово охолонути і випікати протягом коротшого часу.

Ось G-код, який вони використовували:

M84 ;сходинки вимикаються

M117 Прогрівання

M190 R80

M0 S1800 Випікати при 80°C 30 хв

M117 Охолодження 80 - 75

M190 R75

M0 S600 Випікати при 75C 10хв

M117 Охолодження 75 - 70

M190 R70

M0 S600 Випікати при 70C 10хв

M117 Охолодження 70 - 65

M190 R65

M0 S300 Випікати при 65°C 5 хв

M117 Охолодження 65 -> 60

M190 R60

M0 S300 Випікати при 60°C 5 хв

M117 Охолодження 60 - 55

M190 R55

M0 S300 Випікати при 55°C 5 хв

M140 S0 ; Вимкнено

M117 Виконано

Найкраща температура відпалу PLA (піч)

Найкращі температури для успішного відпалу PLA-моделей в печі знаходяться в діапазоні 60-170°C, а оптимальна температура зазвичай становить близько 90-120°C. Це вище температури склування і нижче температури плавлення PLA.

Структура PLA-матеріалів вважається аморфною, тобто молекулярна структура матеріалу дезорганізована. Щоб зробити матеріал більш організованим (кристалічним), його потрібно нагріти вище температури склування.

Якщо нагріти матеріал дуже близько до температури плавлення або вище, структура матеріалу руйнується і навіть після охолодження не може повернутися до своєї початкової структури.

Тому для оптимального відпалу не варто відходити надто далеко від температури склування.

Найкращі температури для відпалу ПЛА варіюються залежно від того, як був виготовлений ваш ПЛА і які типи наповнювачів він має. Один користувач сказав, що зазвичай вам потрібно досягти температури близько 85-90°C, тоді як дешевші ПЛА можуть потребувати більш високих температур протягом більш тривалого часу.

Для кристалізації хорошої PLA+ нитки потрібно лише кілька хвилин за температури 90°C. Він каже, що навіть робив це на своєму 3D-принтері з підігрівом, накриваючи деталь коробкою, щоб утримати тепло.

Як відпалити PLA без деформації

Щоб відпалити PLA без деформації, багато користувачів радять щільно упакувати модель у миску з піском перед тим, як поставити її в духовку для запікання. Також слід дати моделі охолонути в піску. Ви також можете використовувати метод кип'ятіння з моделлю в поліетиленовому пакеті, а потім загартувати її в прохолодній воді.

Переконайтеся, що на дні моделі також є пісок, приблизно 2 дюйми, якщо це можливо.

Ось чудове відео від MatterHackers, яке показує, як це зробити. Ви також можете використовувати сіль замість піску, оскільки вона легко розчиняється у воді і є більш доступною.

Один користувач, який використовував цей метод, сказав, що він чудово спрацював для відпалу його PLA без деформації навіть при температурі 100°C. Він поставив піч на годину і дав відбитку охолонути, і він вийшов чудовим.

Інший користувач, який відпалював PLA при 80°C, сказав, що може нагрівати предмети до 73°C, не втрачаючи при цьому гнучкості. Моделі PLA не змінювали текстуру і мали однакову міцність між шарами.

Одна людина описала свій досвід використання дрібної солі замість піску: вона насипала шар солі в тарілку Pyrex, поклала туди свій 3D-принтер, а також Bluetooth-термометр і додавала ще солі, поки тарілка не заповнилася.

Потім він поставив його в духовку при температурі 170°F (76°C) і почекав, поки термометр не досягне 160°F (71°C), після чого вимкнув духовку і дав йому охолонути протягом ночі, залишивши ту частину, що була упакована в сіль.

В результаті цього були усунені проблеми з розшаруванням (розшаруванням шарів), а також майже відсутнє викривлення і рівномірна усадка по осях X, Y і Z, що становить лише 0,5%.

Яка термостійкість PETG?

PETG має термостійкість близько 70°C, на відміну від PLA, який має термостійкість 60°C. Ці температури відомі як температура склування. ABS і ASA мають термостійкість близько 95°C.

Ось відео, що демонструє тест на термостійкість PETG серед інших типів ниток.