Выбор температуры для 3D печати на 3D принтере

Виды пластиков

Один из самых важных аспектов при работе с 3D-принтером – выбор подходящей температуры сопла, поскольку от неё зависит, каким образом пластик будет экструдироваться и присоединяться к предыдущим слоям модели.

При слишком высокой температуре могут возникнуть нарушения геометрии модели, образование полостей или даже поломка принтера. Это также может повлиять на качество печати модели: пластик не успевает застывать в месте, где его наносит принтер, а это может вызвать незначительное смещение.

С другой стороны, при слишком низкой температуре может возникнуть недостаточная экструзия пластика. Если пластик слишком жесткий, то принтер не сможет правильно выдавить необходимый объем.

Важно также учитывать температуру стола для обеспечения адгезии первого слоя. Технология термокамеры, хоть и не всегда доступна в бюджетных принтерах, но дает возможность не допустить появления трещин в случае слишком сильного усадка пластика при падении температуры.

Далее про температуры печати 3д принтера для каждого популярного вида пластиковой нити.  

PLA

PLA является одним из наиболее простых и удобных материалов для 3d печати. Он производится из ресурсов растительного происхождения: сахарный тростник и другие. PLA безопасен для использования в медицине и пищевой промышленности, и его биоразлагаемость делает его экологически дружественным, минимизируя необходимость в спецпереработке.

PLA – один из самых популярных пластиков для 3д печати, производимый десятками и сотнями компаний по всему миру. В его натуральном виде он обладает молочно-белым полупрозрачным матовым оттенком, но есть и огромное разнообразие цветов и модификаций.

Кроме широкой палитры цветов, этот пластик имеет уникальную способность принимать различные включения, делая его внешний вид особенно разнообразным. В состав этого пластика могут добавляться металлические частицы, древесные волокна, стекло, различные волокна и даже другие виды пластика, а это позволяет достичь различных эффектов: от имитации дерева и металла до свечения в темноте.

Температуры 3d печати данным пластиком являются одними из самых низких среди различных материалов. Но важно уделить внимание скорости вентилятора для охлаждения модели, поскольку этот пластик остается гибким в широком диапазоне температур.

ABS

AБС очень сжимается при остывании, поэтому рекомендуется не увеличивать скорость вентилятора свыше 40-60%. Но при печати мелких деталей или элементов в воздухе можно увеличить скорость до 75-80%. Если деталь остывает слишком быстро, она может трескаться ещё на этапе печати.

PETG

Этот пластик обладает высокой химстойкостью, а это делает его подходящим для создания посуды. Он сочетает в себе прочность PLA и гибкость ABS. Однако для достижения идеальных результатов печати требуется тщательная настройка температур экструдера, адаптированных под ваш принтер, чтобы избежать дефектов.

HIPS

Этот материал часто применяется в качестве поддержки при печати на принтерах с несколькими экструдерами. Зачастую в качестве основного пластика выбирают ABS или PLA, поскольку они нейтральны к Д-лимонену.

Из-за крайне низкой прочности и твёрдости этот материал (иногда его можно даже продавить ногтем) не следует применять в роли основного материала для модели. Обдув не требуется, так как даже при использовании HIPS для всей модели он успевает застывать во время печати слоя.

SBS

Главной особенностью этого материала является его прозрачность и гибкость. Это открывает возможности для создания сгибающихся деталей. После обработки сольвентом модель становится почти полностью прозрачной.

Nylon

Этот материал широко распространен в повседневной жизни благодаря использованию в текстильной промышленности для изготовления одежды из нейлона. В области 3D-печати он нашел применение в создании шестерен и других подвижных элементов благодаря своей гибкости, прочности и низкому коэффициенту трения.

PVA

Это водорастворимый пластик, который используется для создания поддержек при печати 3D-моделей. Имея невысокую прочность, он не пригоден для применения в роли основного материала для деталей.

Поскольку PVA используется только для создания поддержек, лучше всего не использовать вентилятор для обдува. Но если необходима деталь, полностью изготовленная из PVA, то скорость обдува должна быть менее 50%, поскольку адгезия между слоями у этого пластика очень слабая. Чтобы повысить прочность модели из PVA, можно применить метод увлажнения: аккуратно увлажните деталь, подождите 5-7 минут и высушите. Таким образом, можно достичь лучшего результата: крепкие внешние стенки детали.

PC

PC обладает высочайшей прочностью. Он обладает свойством самозатухания при возгорании. Поликарбонат способен впитывать влагу из воздуха. Из-за необходимости поддержания высоких температур и специфических условий хранения, поликарбонат не так широко распространен в 3д печати.

PEEK

Этот пластик представляет собой сложный материал для 3д печати. Из него изготавливаются детали, предназначенные для работы при высоких нагрузках и трении, и он также химнейтрален.

Пластики композитные

Эта категория филаментов включает в себя материалы, содержащие в себе добавки других материалов. Обычно такие материалы состоят из базового пластика, такого как PLA или ABS, и добавленного компонента, такого как древесина, металл. Различия между этими пластиками не только в типе добавленного компонента, но и в его процентном содержании.

Настройка температуры на принтере

Настройка температуры вашего принтера должна быть обязательно проведена перед началом процесса печати. Особенно важно убедиться, что принтер равномерно и стабильно нагревает сопло до необходимой температуры, избегая резких изменений. Это требует проверки параметров прошивки принтера и корректной установки термопары.

Установка термопары

Принтер получает информацию о температуре хотенда с помощью термопары. Она устанавливается в хотенд. Для этого обычно предусмотрено специальное отверстие, в которое термопару следует вставить как можно глубже. Важно также правильно закрепить провод термопары. Часто в хотенде имеется отверстие, в которое вкручивается специальный винт для этой цели. При отсутствии крепления для термопары, её провод можно закрепить на проводе нагревательного компонента.

Настройка прошивки

При самостоятельной сборке принтера крайне важно выбрать правильный тип термопары в прошивке. Если вы используете прошивку Marlin, откройте файл Configuration.h и найдите строку: TЕMP_SENSOR_0 0

Вместо последней цифры может быть не ноль, а иная цифра.

В большинстве случаев, если у вашего принтера термистор в форме капельки, то замените последнюю цифру на 1. Таким образом, строка примет вид:

TЕMP_SENSOR_0 1

Если принтер неправильно определяет температуру, стоит попробовать изменить последнюю цифру на другую. Список цифр и соответствующих им термопар указан над этой настройкой.

Аналогичная настройка существует и для стола, её можно найти в строке:

TЕMP_SENSOR_BED 0

Здесь также измените 0 на 1.

Настройка PID

Это функция, позволяющая более точно управлять температурой в заданных пределах. Единственный способ контролировать 3d принтер температуру печати – выключение нагрева, когда достигнута нужная температура, и включение, если температура снизится ниже заданного уровня. Однако без функции PID температура будет колебаться из-за инертности нагревателя. PID компенсирует эту инертность, но каждый принтер требует своей собственной настройки PID, так как инертность может различаться в зависимости от множества факторов.

Для настройки PID необходимо провести подключение к принтеру по проводу. Для отправки команд рекомендуется использовать программу Repetier-Host. После подключения к принтеру отправьте ему команду: М303 С3 S210.

Цифра после C определяет количество циклов нагревания и остывания, через которые пройдет принтер, а цифра после S ‒ температуру, для которой настраивается PID. Эти настройки подходят и для более высоких температур размягчения, несмотря на то, что принтер настраивается на определенной температуре.

Через некоторое время принтер выведет в консоль значения трех параметров PID: Kp, Ki и Kd. Отправьте команду: М301 Р14.82 I0.8 D68.25

Значения Kp, Ki и Kd из предыдущего шага заменят соответствующие символы P, I и D. Эта настройка сохранится только до выключения принтера, но можно добавить её в стартовый GCODE для каждой печатной модели. В настоящее время некоторые принтеры позволяют изменять эти параметры через меню самого принтера.

Температура размягчения и постобработка

После завершения процесса 3д печати возможно дополнительное обработка детали высокой температурой. Это позволяет усилить прочность и изменить геометрию изделия. В домашних условиях часто для этого используют духовку. Тем не менее, следует быть осторожным: некоторые типы пластиков при нагреве выделяют опасные вещества, поэтому целесообразно применять другие методы. В качестве альтернативы можно использовать паровую баню, фен. Ключевым параметром данной обработки является температура. Нужно поддерживать высокую температуру, чтобы материал модели стал пластичным, но важно не допускать более высоких температур.

Виды пластика и их температура размягчения (°C):

• PLA ‒ 70.

• ABS ‒ 105.

• PETG ‒ 80.

• HIPS ‒ 85.

• Nylon ‒ 125.

• TPU ‒ 95.

• PC ‒ 145.

• PEEK ‒ 255.

Универсальная таблица