Krytyczna rola grzejników kasetowych w druku 3D i produkcji przyrostowej

Produkcja przyrostowa zmieniła sposób projektowania i wytwarzania części, ale technologia stawia specjalne wymagania systemom grzewczym, które sprawiają, że jest to wykonalne. Grzejniki kasetowe są bardzo ważne w wielu procesach drukowania 3D, zwłaszcza tych, w których wykorzystuje się-wysokotemperaturowe tworzywa termoplastyczne, metal drukarski lub żywicę utwardzającą. Jednak grzejniki stosowane w takich sytuacjach mają problemy, z którymi nie radzą sobie zwykłe urządzenia przemysłowe. Aby uzyskać stałą jakość druku i niezawodne działanie, musisz wiedzieć o tych problemach.

Gorący koniec drukarek do modelowania osadzania topionego (FDM) jest jednym z najtrudniejszych miejsc do zastosowania druku 3D. Aby utrzymać stały przepływ materiału, podgrzewacz musi utrzymywać dyszę w bardzo określonej temperaturze, zwykle w zakresie ± 1 stopnia. Grzejnik jest mały, ma zwykle szerokość 6 mm i długość od 20 mm do 30 mm i musi zmieścić się w małym zestawie z termoparą i wentylatorem chłodzącym. Gęstość watów jest wysoka, ponieważ ogrzewana powierzchnia jest mała. Ze względu na dużą gęstość mocy i małą przestrzeń grzejnik musi być wykonany z precyzyjnie sprasowanego tlenku magnezu i- wysokiej jakości drutu oporowego, aby zminimalizować gorące punkty, które mogłyby pogorszyć jakość druku.

Podczas drukowania w metalu 3D, na przykład selektywnego topienia laserowego (SLM) lub topienia wiązką elektronów (EBM), potrzebne są grzejniki kasetowe, aby ogrzać platformę roboczą. Aby zapobiec wypaczaniu się platformy roboczej i mieć pewność, że warstwy dobrze się ze sobą sklejają, należy ją utrzymywać w stałej temperaturze, zwykle od 200 do 500 stopni. Grzejniki są zazwyczaj długie i zajmują całą szerokość komory konstrukcyjnej. Muszą równomiernie ogrzać ogromny obszar. Aby zrekompensować straty ciepła na obwodzie płyty, ludzie często stosują wielo-strefowe grzejniki kasetowe. Materiał osłony musi być w stanie wytrzymać wysokie temperatury bez pękania i ściernego proszku metalicznego użytego w procesie.

Innym zastosowaniem są podgrzewane komory używane do drukowania-materiałów o wysokiej wydajności, takich jak PEKK i PEEK. Aby zapobiec wypaczaniu się tych materiałów i mieć pewność, że warstwy sklejają się ze sobą, temperatura w komorze musi wynosić od 120 do 200 stopni. Ciepło pochodzi z grzejników kasetowych wbudowanych w ścianki komory. Aby wyeliminować różnice temperatur, które mogłyby spowodować wypaczenie części, grzejniki muszą być równomiernie rozłożone. Należy chronić przewody przed gorącem panującym w komorze i kondensacją, która może wystąpić po otwarciu komory.

Doświadczenie pokazuje, że do zastosowań związanych z drukiem 3D potrzebne są grzejniki, które utrzymują bardzo równą temperaturę. Nawet zmiana o 2 stopnie na 3 stopnie może sprawić, że gotowy przedmiot będzie wyglądał źle. W przypadku-drukarek wysokiej klasy producenci często wymagają grzejników o strefowej gęstości mocy lub wbudowanych-termopar, które umożliwiają zarządzanie ciepłem w miejscu zastosowania w pętli zamkniętej. Ponieważ coraz więcej osób pragnie drukarek wielkoformatowych, rośnie zapotrzebowanie na-bardzo długie grzejniki kasetowe (1000 mm i dłuższe), które mogą równomiernie podgrzewać płyty i komory konstrukcyjne na całej ich szerokości.

Wybierając podgrzewacz kasety, producenci drukarek i użytkownicy muszą wziąć pod uwagę specyficzne potrzeby procesu drukowania. Grzałka, która dobrze sprawdza się przy druku PLA w temperaturze 200 stopni, może nie działać dobrze przy druku PEEK w temperaturze 400 stopni. Materiał osłony musi być zdolny do pracy w tej temperaturze. Radiator musi mieć odpowiednią gęstość watów. Zimna strefa musi być wystarczająco długa, aby chronić przewody przed wysokimi temperaturami wewnątrz komory. Jeśli zadbasz o te kwestie, grzejniki kasetowe mogą stanowić niezawodną podstawę dla wysokiej-jakości, spójnej produkcji przyrostowej.