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FDM3D打印如何防止金屬熱端堵塞?

魔猴君  知識堂   53天前

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金屬熱端在FDM 3D打印機中非常受歡迎。通過(guò)消除組件加熱區域中的PTFE(特氟龍),它們能夠達到更高的溫度,并且與標準PTFE熱端相比具有更高的多功能性。3D打印中常見(jiàn)的某些高溫材料只能用全金屬熱端打印。因此,它們通常作為庫存打印機零件出售,也可以作為獨立升級出售。

然而,隨著(zhù)溫度范圍的擴大,也容易出現堵塞。比如打印低溫材料(如PLA)時(shí)尤其如此,而PLA恰好是3D打印中最常用的材料之一。

本文魔猴網(wǎng)將和大家一起學(xué)習了解,涵蓋了一些最流行的修復一般燈絲堵塞的方法。

1:正確冷卻散熱器


將熱量控制在應有的位置(來(lái)源:Slice Engineering)

熱端組件中的散熱器在擠出過(guò)程中保持冷端和熱端之間的邊界。擠出機(冷端)引導細絲通過(guò)散熱器和熱斷口進(jìn)入加熱器塊,細絲在此熔化并最終通過(guò)噴嘴擠出。在某些設計中,細絲最初通過(guò)擠出機的PTFE管穿過(guò)散熱器,最終到達熱斷口。然后,細絲進(jìn)入全金屬熱斷口并繼續到達加熱器塊和噴嘴。

作為工藝中冷端和熱端之間的邊界,散熱器用于傳輸和散發(fā)熱量,而打印機的熱端風(fēng)扇則起到了這一作用。當散熱器冷卻不當時(shí),受熱區域的熱量會(huì )向上擴散,這種現象稱(chēng)為“熱蠕變”。這會(huì )導致熱斷口中的細絲變軟并變粘。然后細絲會(huì )貼合并粘附在熱斷口壁上以及PTFE管(如果有)和熱斷口之間的過(guò)渡點(diǎn)上,從而造成堵塞。

測試這個(gè)問(wèn)題非常簡(jiǎn)單:觸摸散熱器,檢查它是否明顯變熱。如果是,請繼續閱讀以了解一些冷卻散熱器和散熱片的最佳解決方案。

風(fēng)扇和風(fēng)管

如果打印過(guò)程中出現耗材堵塞,則問(wèn)題可能與散熱器冷卻系統不良有關(guān)。幾乎所有3D打印機的打印頭上都有兩個(gè)風(fēng)扇。一個(gè)用于在打印過(guò)程中冷卻部件,另一個(gè)用于有效地散發(fā)散熱器的熱量,從而保持部件涼爽。

如果您沒(méi)有熱端風(fēng)扇,那么您就需要一個(gè)!如果您已經(jīng)有一個(gè)但冷卻效果不夠,請換一個(gè)新的或升級為更好的風(fēng)扇。在此過(guò)程中,請確保散熱器獲得足夠冷的氣流。一些制造商不得不設計定制管道來(lái)改善打印機熱端的氣流。

導熱膏


確保將導熱膏涂抹到插入散熱器的一側(來(lái)源:Prusa Research)

防止熱端燈絲過(guò)早熔化的另一種方法是將導熱膏涂抹在擰入散熱器的斷熱螺紋上。導熱膏有助于改善熱傳遞和散熱,許多制造商都對此深信不疑。雖然普通導熱膏有效,但通常建議使用Slice Engineering的氮化硼導熱膏。

冷靜期

如果您的熱端通常在打印前而不是打印中途卡住,則可能是您關(guān)閉打印機太早了。在加熱器塊仍然很熱時(shí)讓風(fēng)扇繼續冷卻散熱器對于防止打印后發(fā)生熱蠕變至關(guān)重要。解決方案很簡(jiǎn)單:打印后,等到熱端溫度降至50°C以下再關(guān)閉打印機。

2:減少回縮距離


回縮通常用于減少拉絲(來(lái)源:UltiMaker)

打印過(guò)程中通常使用回縮來(lái)減少拉絲和滲出。該過(guò)程涉及擠出機將細絲拉回(回縮)到熱端,這可以大大提高打印質(zhì)量(具體取決于所用細絲的類(lèi)型)?;乜s是在切片機設置中完成的,可以設置速度和長(cháng)度。

但是,如果縮回得太遠,燈絲的軟化部分可能會(huì )被完全拉出加熱區域。這會(huì )導致與散熱器冷卻不當類(lèi)似的問(wèn)題,燈絲會(huì )粘附在散熱器壁上。

要解決這個(gè)問(wèn)題,只需減少回縮距離即可。E3D建議其產(chǎn)品的回縮距離為0.5至2.0毫米,這應該是一個(gè)很好的起點(diǎn)。帶有Bowden擠出機的打印機可能需要更長(cháng)的回縮距離來(lái)減少拉絲。

3:檢查錯位


彎曲的熱斷裂導致燈絲路徑錯位(來(lái)源:willhollis1987通過(guò)Reddit)

在非全金屬熱端中,PTFE襯里通常起到將細絲順利地引導通過(guò)熱端組件到達噴嘴的作用。如前所述,全金屬熱端在加熱區域(即熱斷口和加熱器塊)沒(méi)有襯有PTFE,因此與非全金屬熱端相比,更容易形成中斷的細絲路徑。

導致燈絲路徑中斷的原因之一可能是熱端的組件未對準。燈絲的順利通過(guò)取決于直且正確連接的部件。連接加熱器塊和散熱器的薄而脆弱的部件(稱(chēng)為熱斷路)尤其如此。如果有任何部件彎曲或移位,燈絲可能會(huì )卡住并難以通過(guò)。

對于全金屬熱端設計,如果熱端有PTFE管,則需要注意的另一個(gè)錯位問(wèn)題是PTFE管和熱斷流器之間的密封。如果PTFE管未正確安裝在熱端,軟絲可能會(huì )泄漏并粘在散熱器上,從而造成堵塞。通過(guò)剪掉一點(diǎn)PTFE以形成齊平密封或完全更換管子來(lái)解決此問(wèn)題。

4:檢查制造瑕疵


升級到優(yōu)質(zhì)部件應該可以解決問(wèn)題(來(lái)源:Teaching Tech via YouTube)

制造瑕疵可能是一個(gè)嚴重的問(wèn)題,尤其是當您的燈絲在全金屬設計中直接穿過(guò)金屬部件時(shí)。如果熱端內部不是完全光滑的,則會(huì )使材料通過(guò)變得困難。

YouTube頻道Teaching Tech提供了一個(gè)很好的例子,展示了加工良好、光滑的部件與加工不良的部件之間的對比,如上圖所示。您會(huì )發(fā)現加工不良的熱端內壁不規則。熱斷路器和散熱器中可能存在相同的加工問(wèn)題,從而增加了部分堵塞的幾率。

值得慶幸的是,要檢查加工質(zhì)量是否良好,您不必切開(kāi)熱端。只需嘗試用手將燈絲滑過(guò)即可。如果它在某些點(diǎn)卡?。ūM管熱端組裝良好),則可能是制造商的錯??紤]投資一些質(zhì)量更高、質(zhì)量控制更嚴格的組件。

噴嘴是另一個(gè)可能存在問(wèn)題的部件。質(zhì)量低劣的噴嘴很容易磨損,有些噴嘴可能存在制造缺陷,導致異物進(jìn)入熔化的長(cháng)絲并造成堵塞問(wèn)題。解決此問(wèn)題的最佳方法是更換整個(gè)噴嘴。

5:使用優(yōu)質(zhì)燈絲


使用千分尺測量細絲直徑(來(lái)源:pekcitron via Thingiverse)

這個(gè)問(wèn)題和上一個(gè)問(wèn)題一樣,都是由于制造缺陷造成的。在這種情況下,我們談?wù)摰氖菬艚z。如果你的燈絲直徑不一致,它可能很難穿過(guò)熱端。即使是PTFE襯里的熱端也是如此,但金屬熱端會(huì )產(chǎn)生更多摩擦,對過(guò)大的燈絲更不寬容。

要檢查細絲的均勻性,只需在合理長(cháng)度的材料上隨機測量其直徑即可。這可以用卡尺或千分尺來(lái)完成。如果其直徑似乎相差超過(guò)50微米,請考慮更換線(xiàn)軸或品牌。



編譯整理:ALL3DP




   

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