Nhiệt độ bàn làm nóng máy in 3D không ổn định? Máy sưởi có thể là vấn đề

Miếng đệm sưởi ấm bằng silicon thường được sử dụng cho bệ sưởi ấm trong-máy in 3D dành cho người tiêu dùng. Đây là giá rẻ và hoạt động tốt cho khối lượng xây dựng nhỏ hơn. Bộ gia nhiệt hình ống có vỏ bọc bằng kim loại-thường là giải pháp tốt nhất cho các thiết bị-công nghiệp hoặc máy in có khối lượng xây dựng khổng lồ, thường lớn hơn 300 mm ở mỗi chiều. Phương pháp này mang lại cho bạn nhiều công suất hơn, tuổi thọ dài hơn và nhiệt độ đồng đều hơn trên toàn bộ bề mặt giường. Mọi người ngày càng sử dụng bộ làm ấm hộp mực chì góc vuông-trong trường hợp này vì chúng nhỏ và dễ lắp đặt, đặc biệt là trong các thiết kế máy in{10}được thiết kế hoặc sửa đổi tùy chỉnh.

Điều quan trọng nhất đối với giường làm nóng máy in 3D là nó luôn ở cùng nhiệt độ và phản hồi nhanh chóng. Chất PLA (axit polylactic) thường phải có nhiệt độ khoảng 60 độ C. Để giữ cho ABS (acrylonitrile butadiene styrene) không bị cong vênh và đảm bảo các lớp dính chặt vào nhau thì nhiệt độ cần phải trên 100 độ C. Polycarbonate (PC) và polyether ether ketone (PEEK) là những ví dụ về polyme kỹ thuật có thể yêu cầu nhiệt độ giường lên tới 150 độ C. Kích thước của giường có thể từ vài trăm mm đến hơn một mét và nhu cầu điện năng có thể từ vài trăm watt đến vài kilowatt. Để giữ nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ khu vực in, bộ sưởi phải được đặt đều bên trong hoặc dưới gầm giường. Nếu không, nền tảng của mô hình có thể bị uốn cong do tốc độ giãn nở và co rút nhiệt khác nhau, điều này có thể khiến bản in bị lỗi.


Hệ thống sưởi ấm giường sử dụng kim loại hoặc không khí để di chuyển nhiệt, điều đó có nghĩa là tải trọng bề mặt thấp hơn so với hệ thống sưởi khuôn, thường từ 2 đến 5 watt trên mỗi cm vuông. Dây điện trở trong hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn khi tải bề mặt nhỏ hơn. Điều này làm chậm quá trình lão hóa của lớp cách nhiệt oxit magiê và làm cho lò sưởi hoạt động lâu hơn. Điều này rất quan trọng đối với những máy in hoạt động không ngừng-trong nhiều ngày hoặc nhiều tuần. Nhưng tốc độ làm nóng không thể quá chậm, vì thời gian làm nóng trước kéo dài khiến con người làm việc kém hiệu quả hơn. Điều này có nghĩa là bạn cần tính toán chính xác tổng công suất phù hợp với khối lượng nhiệt của giường. Để làm nóng trong vòng 5 đến 10 phút, một chiếc giường nhôm thông thường cần khoảng 0,5 đến 0,8 watt trên mỗi cm vuông diện tích giường.

Có hai cách phổ biến để lắp đặt máy sưởi: đặt trực tiếp vào các lỗ đã khoan trên giường nhôm hoặc thép để sưởi ấm trực tiếp hoặc gắn vào đáy giường để sưởi ấm bằng bức xạ và đối lưu. Phương pháp đầu tiên tốt hơn vì nó truyền nhiệt thẳng vào vật liệu nền với rất ít tổn thất. Nhưng nó cần được gia công rất chính xác, với khoảng cách chỉ 0,05 mm giữa bộ gia nhiệt và lỗ khoan để đảm bảo tiếp xúc nhiệt tốt. Cách tiếp cận thứ hai dễ sử dụng hơn và giúp thay đổi máy sưởi dễ dàng hơn, nhưng nó sẽ mất nhiều nhiệt hơn vào không khí xung quanh, do đó tổng công suất cần phải tăng thêm 20–30% để giữ cho giường ở cùng nhiệt độ.

Trong hầu hết các trường hợp, thuật toán PID (đạo hàm-tích phân-tỷ lệ) được sử dụng để quản lý nhiệt độ của máy in 3D. Bộ làm nóng hộp mực có cặp nhiệt điện-tích hợp là cách tốt nhất để có thể điều khiển vòng-đóng. Cặp nhiệt điện loại K-là lựa chọn phổ biến vì chúng có thể xử lý nhiệt độ cao và phản hồi nhanh chóng. Chúng hoạt động với hầu hết các bảng điều khiển máy in. Một số máy in cao cấp thậm chí còn cho phép bạn phân vùng hệ thống sưởi, nghĩa là bạn có thể sử dụng nhiều bộ sưởi và cảm biến nhiệt độ để điều khiển riêng các bộ phận khác nhau của giường. Điều này đặc biệt hữu ích cho những chiếc giường rất lớn, nơi các luồng không khí có thể gây ra sự chênh lệch nhiệt độ hoặc cho những mục đích sử dụng khi các vật liệu khác nhau cần nhiệt độ khác nhau.

Trong quá trình lựa chọn, điều quan trọng là phải khớp điện áp chính xác. 220 vôn hoặc 380 vôn là những điện áp phổ biến cho thiết bị công nghiệp. Khi thực hiện nâng cấp, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng hệ thống cáp, nguồn điện và bộ điều khiển có thể quản lý được dòng điện hiện tại. Máy sưởi 500-watt ở điện áp 24 volt sử dụng hơn 20 ampe, do đó, dây và đầu nối cần phải có kích thước phù hợp. Dòng điện quá lớn có thể bật mạch bảo vệ, hạ điện áp hoặc làm cho hệ thống dây điện quá nóng. Đế được làm nóng cũng di chuyển theo trục Z{12}}khi in và trong một số thiết kế máy in, nó cũng có thể di chuyển theo trục X và Y. Dây dẫn phải đủ linh hoạt và có tác dụng giảm căng thẳng. Thiết kế dây dẫn vuông góc cùng với khả năng quản lý cáp tốt bằng xích kéo hoặc ống dẫn linh hoạt giúp dây không bị mỏi, đứt sau hàng nghìn chu kỳ in.