Beheiztes Bett - was sind die Vorteile? Warum eins verwenden?

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Bei Verwendung eines beheizten Bettes mit Ihrem Drucker habe ich behauptet, dass während des gesamten Drucks Betriebstemperaturen von 90 ° C herrschen.

Dies scheint ein ziemlich hoher Stromverbrauch zu sein, um eine große Platte aus beispielsweise Aluminium für lange Druckzeiten (dh mehrere Stunden) bei 90 ° C zu halten.

Gibt es einen gemeinsamen "Sweet Spot" für die Betriebstemperatur?

Kommt es auf das Material an?

Wird ein beheiztes Bett benötigt?

Beeblebrox
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Hast du den Eintrag des Reprap-Wikis über beheizte Betten gelesen? reprap.org/wiki/Heated_Bed
Kamuro
@kamuro - nein habe ich nicht, danke! Sehr neu und in die Tiefe springen, sieht eine großartige Ressource aus.
Beeblebrox

Antworten:

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Heizbetten haben zwei Zwecke:

  1. Erhöhen Sie die Oberflächenenergie des Druckbettes, um die Haftfestigkeit der ersten Schicht zu verbessern (besonders wichtig bei Verwendung von Oberflächen wie PEI oder Kapton).
  2. Halten Sie die unteren Millimeter des Drucks heiß genug, um eine verzugsfreie Grundlage für den Rest des Drucks zu schaffen.

Das bisschen über Oberflächenenergie ist unkompliziert. Die meisten Materialien sind heißer als kalt klebriger. Im Vergleich dazu profitieren reine mechanisch bindende Bettoberflächen wie faseriges Malerband und Perfboard nicht besonders von der Bettwärme.

Das Verziehen ist etwas komplizierter. Die Hauptursache für das Verziehen ist, wenn die vorherige Schicht abkühlen und sich thermisch zusammenziehen kann, bevor die nächste Schicht abgeschieden wird. Wenn Sie heißes, expandiertes Material auf kaltes, kontrahiertes Material kleben, entstehen beim Abkühlen und Zusammenziehen des frischen Materials große Scherspannungen. Diese Scherbeanspruchungen zwischen den Schichten sammeln sich dann über viele Schichten zu großflächigen Biegespannungen an, die versuchen, die Kanten des Drucks vom Bett abzuheben.

Um ein Verziehen zu verhindern, sollten wir die Menge minimieren, um die die vorherige Schicht abkühlen darf, bevor die nächste Schicht abfällt. Aber wir brauchen es, um fest abzukühlen, damit der Druck nicht in einem matschigen Durcheinander durchhängt. Dies ist ein Balanceakt: Abkühlen des Kunststoffs ohne Überkühlen. Die optimale Temperatur für den Druck liegt direkt um den Glaspunkt des Kunststoffs: Dies ist die Temperatur, bei der der Kunststoff vollständig fest wird und sich Wärmekontraktionsspannungen ansammeln.

Der Extruder pumpt mehr Wärme in den Druck, da er geschmolzenen Kunststoff ablagert und ein wenig Wärme abgibt. Daher möchten wir die Temperatur des Heizbettes etwas unterhalb des Glaspunkts einstellen, um sicherzustellen, dass der Druck fest abkühlen kann. Das wird jetzt etwas schwierig, da jeder Druckbett-Temperatursensor anders ist. Was zählt, ist die Bettoberflächentemperatur. Viele Menschen müssen ihre Betttemperatur deutlich höher einstellen als die tatsächliche Oberflächentemperatur. Es ist nur etwas, das Sie über Druckergebnisse kalibrieren müssen. Der genaue Filamentglaspunkt (Tg) hängt auch von der Mischung ab.

  • ABS: Tg liegt bei etwa 105 ° C, optimale Betttemperatur 95 ° C in einer warmen Umgebung mit geringem Luftstrom
  • PLA: Tg liegt bei etwa 55 ° C, die optimale Betttemperatur beträgt 55 ° C in einer kühlen Umgebung mit hohem Luftstrom, da PLA Wärme speichert und im Vergleich zu anderen Filamenten langsam abkühlt
  • PETG: Die Tg liegt bei etwa 70 ° C, die optimale Betttemperatur bei 60-70 ° C und einem milden Luftstrom
  • Nylon funktioniert mit diesen Regeln nicht wirklich, da es teilkristallin ist, was bedeutet, dass es weit über seiner Tg "gefriert" und somit bei relativ hohen Temperaturen Verformungsspannungen ansammelt
  • PC: Die Tg liegt bei 150 ° C, die optimale Betttemperatur bei 130 ° C.

Es gibt andere Denkrichtungen, zum Beispiel das Drucken der ersten Schicht auf eine Oberfläche, die für eine gute Haftung viel heißer als Tg ist, und das anschließende Absenken der Betttemperatur auf einen Wert etwas unter Tg, damit sich der Druck verfestigen kann. Das funktioniert auch gut.

Nach alledem ist es wichtig zu verstehen, dass das Heizbett nur die Unterseite des Drucks warm hält. Ein Zentimeter von der Bauplatte entfernt liegt der Druck normalerweise viel näher an der Umgebungstemperatur als an der Betttemperatur. Beheizte Baukammern sind daher für große Drucke viel effektiver. Wärmebetten sind jedoch immer noch sehr effektiv, da sie den Aufbau eines starken, kettenfreien Fundaments ermöglichen, das den durch die kühleren Zonen weiter oben im Druck verursachten Verformungsspannungen standhält.

Ryan Carlyle
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Vielen Dank, Ihre Antwort hat im Grunde genommen darauf hingewiesen, dass meine grundlegende Frage lautet: Warum verwenden Sie ein Heizbett? Ich denke, ich sollte meine Frage entsprechend bearbeiten.
Beeblebrox
@Beeblebrox Bitte bearbeiten Sie Ihre Frage nicht, um ihre Bedeutung wesentlich zu ändern, da dies bedeuten kann, dass Antworten ungültig werden. Stattdessen sollten Sie eine neue Frage stellen.
Tom van der Zanden
Gut zu sehen, wie ich es ein paar Stunden vor Ihrem Kommentar geändert habe, hoffentlich ist es noch koscher;)
Beeblebrox
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Googeln "welche Temperatur für verschiedene Filamente" gibt ein paar gute Links, aber der Top-Link sieht golden aus.

https://filaments.ca/pages/temperature-guide

Sie haben Temperaturrichtlinien sowohl für Extrusionstemperaturen als auch für beheiztes Bett sowie Vorschläge für eine bessere Haftung. Ich bin nicht so erfahren, aber ihre Informationen ähneln denen, die ich anderswo gesehen habe.

Ihr Vorschlag für PLA ist 215-235 Grad Celsius und eine Betttemperatur von 60 bis 80 Grad. Das klingt für mich ein bisschen heiß, aber jede Marke (und Art) von Filamenten funktioniert bei unterschiedlichen Temperaturen am besten. Ich hatte Probleme, schöne Brücken bei 210 Grad zu bekommen, hatte aber bei 190 hervorragende Ergebnisse.

Für ABS sagen sie 230 bis 240 Grad mit dem Bett bei 80 bis 100.

Verwenden Sie diese Werte als Ausgangspunkt. Wenn sie fehlschlagen, machen Sie eine fundierte Vermutung darüber, was schief gelaufen ist, und passen Sie (jeweils einen Parameter) an, bis es für Sie funktioniert. Suchen Sie ein Kalibrierungsobjekt, das Ihnen gefällt, und stellen Sie die Temperaturen so ein, dass es so gut wie möglich druckt. An diesem Punkt in der Technologie ist Experimentieren ein großer Teil davon, Dinge zum Laufen zu bringen.

Eine Sache, an die Sie sich erinnern sollten, ist, dass die Temperatur, auf die Sie Ihr Bett einstellen, und die Temperatur, auf die Ihr Bett kommt, nicht dieselbe sind. Abhängig von der Konstruktion, Montage und Qualität Ihres Heizgeräts kann die tatsächliche Temperatur von fast nichts bis zu zwanzig Grad oder mehr variieren.

Pelle
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Vielen Dank, habe ich Recht, wenn ich verstehe, dass es beim Erhitzen um Adhäsion und die Bekämpfung von Verwerfungen geht, wenn das Stück abkühlt? Und das ist nur für die ersten Schichten wichtig?
Beeblebrox
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Es geht hauptsächlich um Haftung und Verformung. Wohlgemerkt, wenn ich Haarspray + Pla verwende, bleibt der Druck nur so lange haften, wie die Hitze an ist. Wenn die Bauplatte abkühlt, haftet der Druck nicht mehr auf der Platte, sodass ich die Heizung nach der ersten Schicht nicht mehr ausschalten kann. Wenn ich die Zeit finde, experimentiere ich mit einer höheren Temperatur für die erste Schicht als für den Rest des Drucks. Dh gibt es einen Vorteil bei Verwendung einer höheren Temperatur auf der ersten Schicht und / oder einer niedrigeren Temperatur für die folgenden.
Pelle
@ TomvanderZanden Das ist ein gültiger Kommentar, ich bin neu hier, aber ich versuche zu lernen. Ich habe bearbeitet und hoffe, dass es eine bessere Antwort gemacht hat.
Pelle
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Zuerst sagen Sie 90c, was bedeutet, dass Sie wahrscheinlich über ABS sprechen. Ich sage dies, da einige PLA-Drucker nicht einmal beheizte Betten verwenden, sondern nur aufwändige Flöße. (Makerbot)

Jetzt, wo ich das aus dem Weg geräumt habe, wollte ich Sie darauf hinweisen, dass es wirklich nicht so viel Strom verbraucht. 110 Watt (basierend auf diesem Kerl)

http://reprage.com/post/39698552378/how-much-power-does-a-3d-printer-use

8 Stunden. 0,11 USD.

http://energy.gov/energysaver/estimating-appliance-and-home-electronic-energy-use

Ich bin sicher, dass diese Zahl nicht zu 100% stimmt. Nachdem ich zu Beginn einen Leistungsmonitor verwendet hatte, kann ich bestätigen, dass ich sehr günstige Ergebnisse erhalten habe. Eigentlich habe ich die Kosten für die Stromversorgung meiner 1 Meter mal 1 Meter großen Siliziumheizung berechnet. Es war nicht so viel.

Dies gilt nicht für jeden Drucker. Einige sind besser gebaut als andere.

Zuletzt für Min Temp. Sie wählen die Temperatur, die für den jeweiligen Kunststoff geeignet ist. Jeder Kunststoff ist anders. Materialien mit hohen Pigmenten benötigen normalerweise höhere Temperaturen für Extrusionen. Das heißt, im Allgemeinen ist PLA 60. ABS ist 90-100. Wenn es falsch ist, werden Sie mehr (fast immer einige) Hitzeverformungen sehen.

Ich möchte auch erwähnen, dass Wärmekammern das beste Ergebnis liefern und Sie nicht so oft das Bett benutzen müssen. Sie sehen diese aus zwei Gründen nicht auf Druckern. Heizungen können Feuer fangen und aufgrund von Patenten den Verkauf von Personen blockieren (nichts hindert Sie jedoch daran. Verwenden Sie nur eine Box ohne aktive Heizung, wenn dies immer noch ein Problem darstellt

StarWind0
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Hallo Tom. Hmm. Ich hasse es wirklich, dir das anzutun. Folgendes finden Sie, wenn Sie "Patent Stratasys Heatchamber" googeln. US 6722872 B1, US 7297304 B2, US 20040104515 A1, forums.reprap.org/read.php?1,368470 Derzeit ist der Sub-Pro auf dem Markt z18 und einige andere Unternehmen auf Sub-Pro-Stratasys-Ebene. Das heißt, es gibt immer einen Ausweg. IE reddit.com/r/3Dprinting/comments/43zh0x/… Unterm Strich gibt es Patente, und die meisten verwickeln sich nicht damit böse Gesellschaft.
StarWind0
Ich werde nicht auf den Unterschied in der Brandgefahr zwischen einer Raumheizung, die eingeschlossen ist, und einem winzigen Widerstand eingehen.
StarWind0
Hallo Tom, ja, ich habe beide Ansichten in meiner Antwort zur Vervollständigung behandelt. Das folgende Umgehen ist nicht dasselbe wie ungültig. Wie jeder, der mit Patenten arbeitet, weiß, gibt es kein perfektes Patent. Meine Haltung sind jedoch immer noch diese Patente, und die Angst vor den von Stratasys beschäftigten Anwälten ist genau der Grund, warum Sie diese nicht auf dem Markt sehen. Ehrlich gesagt sprechen wir über Beiträge mit dem Titel "Wie vermeiden diese Leute das Heizkammerpatent?" was darauf schließen lässt, dass es ein so etabliertes und bekanntes Patentproblem gibt. Dies könnte jedoch eine bessere Diskussion außerhalb von Kommentaren sein, da wir für diese Frage keinen Spielraum haben.
StarWind0