Open en gesloten passieve/actieve kamer 3D-printers

Alle kunststoffen die bij hoge temperatuur worden geëxtrudeerd, krimpen tijdens het afkoelen wat kan liggen tussen 0,3% en 4%. Deze krimp kan vervormingen veroorzaken, als de koeling niet soepel en homogeen verloopt, wat aanleiding geeft tot problemen zoals kromtrekken, delaminatie van lagen of dimensionale vervormingen van het onderdeel.

Tabel 1. Percentage krimp van verschillende kunststoffen die worden gebruikt bij FFF 3D-printen. Bron:SpecialChem.com

Om dit probleem te voorkomen, moet de temperatuur rond het onderdeel tijdens het printproces idealiter iets lager zijn dan de glasovergangstemperatuur (Tg) van het materiaal en na het printen langzaam worden verlaagd tot kamertemperatuur .

Tabel 2:Tg en printtemperatuur van verschillende filamenten. Bron:Filament2print

Materialen die weinig krimpen (minder dan 0,5%) hoeven de omgeving van het onderdeel niet te verwarmen, aangezien de krimpeffecten praktisch verwaarloosbaar zijn, dus ze kunnen perfect worden geprint op open 3D drukkers , zelfs grote delen . Deze materialen zijn voornamelijk PLA en de meeste PETg-filamenten (maar geen andere copolyesters zoals PET of CPE), evenals hun derivaten.

Het is mogelijk om materialen met hogere krimppercentages te printen op open printers, deze mogelijkheid is echter beperkt tot kleine onderdelen, dus bij dit soort materialen is het aan te raden om gesloten printers of printers met een actieve verwarmde kamer.

Afbeelding 1:Een open 3D-printer. Bron:Prusa3D

Open printers worden voornamelijk aanbevolen voor het printen van PLA, PETg en flexibele filamenten.

Gesloten printers of printers met een passieve verwarmde kamer

Gesloten printers zijn printers waarvan het afdrukgebied volledig is omsloten. Sommige fabrikanten gebruiken de term passieve verwarmde kamer, omdat deze de neiging hebben om de door het printplatform gegenereerde warmte op te hopen.

De interne temperatuur die deze printers kunnen bereiken verschilt enorm van printer tot printer afhankelijk van het materiaal waarvan ze zijn gemaakt, hun volume, de temperatuur van het printplatform, de kwaliteit van de isolatie en de temperatuur van de kamer waar ze zich bevinden. Over het algemeen kunnen printers van de beste kwaliteit temperaturen leveren tussen 45°C en 65°C.

Hoewel deze temperaturen niet erg hoog zijn, liggen ze dicht bij de Tg van materialen zoals nylon, ABS of ASA, waardoor ze gemakkelijker te printen zijn en grotere onderdelen kunnen worden geproduceerd. Hoewel dit soort printers het printen van dit soort materialen aanzienlijk verbeteren, kunnen ze falen bij onderdelen met een groot volume. Deze printers worden aanbevolen voor het printen van kleine tot middelgrote onderdelen in PETg, ABS, ASA, nylon of HIPS.

Afbeelding 2:een 3D-printer met een passieve verwarmde kamer. Bron:Raise3D

Over het algemeen is het niet aan te raden om PLA te gebruiken in dit type printers wanneer ze volledig gesloten zijn, omdat de gegenereerde warmte de Tg van het filament kan overschrijden, waardoor het zacht wordt in de hotend en een jam.

Gesloten printers met een actieve verwarmde kamer

Dit zijn 3D-printers die de temperatuur in de kamer kunnen regelen. Ze zijn meestal complexer en kosten meer dan de vorige. Ze bevatten ook hotends voor hoge temperaturen (400 ºC - 500 ºC) en vloeistofkoelsystemen.

Er zijn twee soorten:hoge temperatuur en lage temperatuur.

Verwarmde kamer op lage temperatuur

Lage-temperatuur printers met actieve verwarmde kamer maken typisch gecontroleerde maximumtemperaturen tussen 80 ºC en 120 ºC mogelijk. Deze printers zijn ontworpen voor de productie van hoogwaardige, grote ASA-, ABS-, nylon- of pc-onderdelen.

Afbeelding 3:een 3D-printer met een op lage temperatuur verwarmde kamer. Bron:3ntr

Hoewel er soms wordt geadverteerd dat dit soort 3D-printers compatibel zijn met PEEK, zijn ze meestal niet compatibel met alle soorten PEEK, alleen met sommige lage-temperatuur PEKK, en altijd beperkt tot kleine onderdelen.

Dit soort 3D-printers zijn ideaal voor het produceren van ABS-, ASA-, nylon- en pc-onderdelen die een goede maatvastheid en lage vervormingen vereisen, waardoor ze de beste optie zijn bij het produceren van technische onderdelen of functionele componenten met deze materialen.

Hoge temperatuur verwarmde kamer

Over het algemeen laten ze temperaturen in het bereik van 160 ºC - 180 ºC toe. Deze printers zijn specifiek ontworpen voor de productie van onderdelen in PEEK, PEKK en PEI, dus het is niet gebruikelijk om andere soorten materialen te gebruiken. Deze apparatuur is duur en vereist gespecialiseerd en opgeleid personeel voor het gebruik ervan.

Afbeelding 4:een 3D-printer met een verwarmde kamer op hoge temperatuur. Bron Dynamical3D

Bij het selecteren van een type printer is het erg belangrijk om vooraf te bepalen welk type onderdelen en materialen er gebruikt gaan worden.

Deze gids bespreekt de concepten op een algemene manier en richt zich niet op een specifiek merk of model, hoewel ze op een gegeven moment genoemd kunnen worden. Er kunnen belangrijke verschillen zijn in kalibratie- of afstellingsprocedures tussen verschillende merken en modellen, dus het wordt aanbevolen om de handleiding van de fabrikant te raadplegen voordat u deze handleiding leest.