درجة حرارة السرير الساخنة للطابعة ثلاثية الأبعاد غير مستقرة؟ قد يكون المدفأة هي المشكلة

غالبًا ما يتم استخدام وسادات التسخين المصنوعة من السيليكون للسرير المُدفأ في الطابعات ثلاثية الأبعاد من الفئة الاستهلاكية-. هذه رخيصة الثمن وتعمل بشكل جيد مع أحجام البناء الأصغر. تعد السخانات الأنبوبية المغطاة بالمعادن- في كثير من الأحيان أفضل حل للمعدات الصناعية أو الطابعات- ذات أحجام البناء الهائلة، والتي غالبًا ما تزيد عن 300 ملم في كل بُعد. تمنحك هذه الطريقة المزيد من القوة، وعمر خدمة أطول، ودرجة حرارة أكثر اعتدالًا في جميع أنحاء سطح السرير بالكامل. يستخدم الأشخاص أجهزة تدفئة خرطوشة الرصاص ذات الزاوية اليمنى- أكثر فأكثر في هذه الحالة لأنها صغيرة الحجم وسهلة التركيب، خاصة في تصميمات الطابعات المخصصة-المبنية أو المعدلة.

أهم الأشياء بالنسبة للسرير المُدفأ للطابعة ثلاثية الأبعاد هو أنه يبقى في نفس درجة الحرارة ويستجيب بسرعة. عادة ما يجب أن تكون درجة حرارة مادة PLA (حمض البوليلاكتيك) حوالي 60 درجة مئوية. لمنع ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين) من التزييف وللتأكد من التصاق الطبقات ببعضها البعض، يجب أن تكون درجة الحرارة أعلى من 100 درجة مئوية. يعد البولي كربونات (PC) والبولي إيثر كيتون (PEEK) من الأمثلة على البوليمرات الهندسية التي قد تتطلب درجات حرارة تصل إلى 150 درجة مئوية. قد يتراوح حجم السرير من بضع مئات من المليمترات إلى أكثر من متر، ويمكن أن تتراوح احتياجات الطاقة من بضع مئات من الواط إلى عدة كيلووات. للحفاظ على درجة الحرارة حتى عبر منطقة الطباعة بأكملها، يجب وضع السخانات بالتساوي داخل السرير أو تحته. إذا لم تكن كذلك، فقد ينثني أساس النموذج بسبب معدلات متفاوتة من التمدد الحراري والانكماش، مما قد يتسبب في فشل الطباعة.


تستخدم عملية تسخين القاعدة المعدنية أو الهواء لتحريك الحرارة، مما يعني أن الأحمال السطحية أقل من تسخين القالب، وعادةً ما تتراوح بين 2 و5 واط لكل سنتيمتر مربع. يعمل سلك المقاومة الداخلية عند درجة حرارة أقل عندما يكون الحمل السطحي أصغر. يؤدي ذلك إلى إبطاء تقادم عزل أكسيد المغنيسيوم ويجعل السخان يدوم لفترة أطول. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية للطابعات التي تعمل بدون توقف-لأيام أو أسابيع متواصلة. لكن سرعة التسخين لا يمكن أن تكون بطيئة للغاية، لأن فترات التسخين المسبق الطويلة تجعل الناس أقل إنتاجية. هذا يعني أنك بحاجة إلى حساب إجمالي القوة الكهربائية التي تتوافق مع الكتلة الحرارية للسرير بدقة. للتسخين خلال 5 إلى 10 دقائق، يحتاج سرير الألمنيوم العادي إلى حوالي 0.5 إلى 0.8 واط لكل سنتيمتر مربع من مساحة السرير.

هناك طريقتان شائعتان لتثبيت المدفأة: عن طريق وضعه مباشرة في الثقوب التي تم حفرها في السرير المصنوع من الألومنيوم أو الفولاذ للتدفئة الموصلة المباشرة، أو عن طريق توصيله بأسفل السرير للتدفئة عن طريق الإشعاع والحمل الحراري. الطريقة الأولى هي الأفضل لأنها ترسل الحرارة مباشرة إلى مادة السرير مع خسارة قليلة جدًا. ولكنها تحتاج إلى تصنيع دقيق للغاية، مع وجود فجوة تبلغ 0.05 ملم فقط بين المدفأة والتجويف للتأكد من الاتصال الحراري الجيد. الطريقة الثانية أسهل في الاستخدام وتسهل تغيير المدفأة، ولكنها تفقد المزيد من الحرارة للهواء المحيط بها، وبالتالي يجب زيادة إجمالي القوة الكهربائية بنسبة 20-30٪ للحفاظ على السرير عند نفس درجة الحرارة.

في معظم الأحيان، يتم استخدام خوارزميات PID (المشتقة-التكاملية-التناسبية) لإدارة درجة حرارة الطابعات ثلاثية الأبعاد. تعد سخانات الخرطوشة المزودة بالمزدوجات الحرارية-المدمجة هي أفضل طريقة لجعل التحكم في الحلقة المغلقة-ممكنًا. تعد المزدوجات الحرارية من النوع K- خيارًا شائعًا نظرًا لقدرتها على التعامل مع درجات الحرارة المرتفعة والاستجابة بسرعة. تعمل مع معظم لوحات التحكم في الطابعة. تتيح لك بعض الطابعات{10}}المتطورة إمكانية تحديد منطقة التدفئة، مما يعني أنه يمكنك استخدام أكثر من سخان ومستشعر لدرجة الحرارة للتحكم في أجزاء مختلفة من السرير بشكل منفصل. وهذا مفيد بشكل خاص للأسرة الكبيرة جدًا حيث قد تتسبب تيارات الهواء في اختلافات في درجات الحرارة، أو للاستخدامات التي تحتاج فيها المواد المختلفة إلى درجات حرارة مختلفة.

أثناء التحديد، من المهم مطابقة الجهد بشكل صحيح. 220 فولت أو 380 فولت هي الفولتية الشائعة للمعدات الصناعية. عند إجراء عملية تحديث، من المهم التأكد من أن الكابلات ومصدر الطاقة ووحدة التحكم يمكنها إدارة السحب الحالي. يستخدم المدفأة بقدرة 500-وات و24 فولت أكثر من 20 أمبير، ولذلك يجب أن تكون الأسلاك والموصلات بالحجم الصحيح. يمكن أن يؤدي وجود تيار زائد إلى تشغيل دوائر الحماية، أو خفض الجهد الكهربي، أو جعل الأسلاك ساخنة للغاية. يتحرك السرير المسخن أيضًا في المحور Z-عند الطباعة، وفي بعض تصميمات الطابعات، قد يتحرك أيضًا في المحورين X وY. يجب أن تكون أسلاك الرصاص مرنة بدرجة كافية وتخفف الضغط. يساعد تصميم الرصاص ذو الزاوية اليمنى، إلى جانب الإدارة الجيدة للكابلات باستخدام سلاسل السحب أو القنوات المرنة، على منع الأسلاك من التعب والانكسار بعد آلاف دورات الطباعة.