مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی

نگاره 1) مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی

مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی از موانع اساسی تولید یک قطعه ی بی نقص و با کیفیت است و گاها رفع آن کمی دشوار است؛ گرچه با راهنمایی های ما در این مقاله، درک بیشتری نسبت به این موضوع و چگونگی آن پیدا خواهید کرد.

 چسبندگی بستر چاپی چیست؟

نگاره 2) BuildTak می تواند در رفع مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی بسیار تأثیرگذار باشد.

امکان چسبیدن پلاستیک پرینت شده به بستر چاپ (Build plate or Bed) و جدا نشدن از آن حین چاپ، چسبندگی بستر چاپی است. در صورت عدم چسبیدن قطعه به بستر، قطعه ی نهایی ممکن است دچار مشکلاتی چون جابه جایی، جمع شدگی و… شود. تولیدکنندگان از سطوح متنوعی جهت متصل ماندن قطعه به بستر چاپی در حین چاپ استفاده می کنند.

از رایج ترین این سطوح می توان به آلومینیوم، آهن ضدزنگ، شیشه، BuildTak، نوار kapton، نوار PET (پلی اتیلن ترفتالات)، چسب کاغذی و یا فیلم PEI اشاره کرد. با این حال سطح به خصوصی که قابلیت چسبندگی برای تمام انواع فیلامنت را فراهم کند وجود ندارد. از این رو بیایید نگاهی بیاندازیم به نکات کلیدی و تأثیرگذار در چسبندگی بستر چاپی.

نکات مهم

نگاره 3) مثالی از انتقال رطوبت به سطح

چسبندگی بستر چاپی به سه عامل بستگی دارد:

• میزان رطوبتی که پلاستیک به بستر چاپی منتقل می کند
• انبساط حرارتی
• میزان تعادل و یکدستی سطح پرینت

رطوبت پلاستیک

میزان رطوبتی که یک مایع به سطح جامدی منتقل می کند که باعث چسبندگی می شود. زمانی که فیلامنت بر روی بستر چاپی اکسترود می شود باید به سطح متصل شود. در صورتی که مساحت سطحی از قطعه که با بستر در تماس است زیاد باشد؛ معمولا امکان چسبیدن پلاستیک به بستر بیشتر ی شود. از همین رو گاها لبه هایی (Brim) به پایین ترین لایه ی پرینت اضافه می شود تا میزان سطح تماس قطعه با بستر افزایش پیدا کند.

بیشتر بخوانید...

مشکل Heat Creep در پرینت سه بعدی

انبساط حرارتی

منظور از انبساط حرارتی تغییر ابعاد یک قطعه در دماهای مختلف است.تفاوت دمای لایه های زیرین با لایه های بالایی ممکن است سبب مشکلاتی در حین پرینت شود. به خصوص در مواردی که از متریال ABS استفاده می شود؛ زیرا که نیاز به بستری حرارت دیده دارد. متاسفانه تعادل مختصری بین مسئله ی انبساط حرارتی و پرینت سه بعدی وجود دارد زیرا که قطعات باید خنک شوند تا فرم بگیرند اما نه در حدی که سبب تاب خوردگی (Warping) و جمع شدن لبه های قطعه شود. با این حال انبساط حرارتی تا حد زیادی قابل کنترل است به شرطی که اقدامات پیش گیرانه ای در حین عملیات چاپ صورت گیرد.

حرارت بستر و جعبه ی محفظه ی پرینتر دو عامل مهم در چسبندگی بستر چاپی هستند. حرارت بستر دمای لایه های زیرین را و محفطه، دمای هوای اطراف قطعه را جهت کاهش انبساط حرارتی کنترل می کنند. یک دمای یکنواخت امکان جمع شدگی قطعه را کاهش و چسبندگی بستر را افزایش می دهد.

تعادل پرینت

برای چسبیدن فیلامنت به بستر لازم است که از یکنواختی فاصله ی نازل تا بستر اطمینان حاصل کرد. گاهی فاصله به اندازه ای نزدیک است که سبب چسبیدن فیلامنت به بستر می شود و گاهی آن قدر مزدیک است که در لایه های بالایی ممکن است قسمت های پرینت ده زیین را خراش دهد. بنابراین تنظیم فاصله ی نازل از اهمیت بالایی برخوردار است.

راهکارهای پایه

نگاره 4) مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی

• بستر پرینت را در وضعیت متعادلی قرار دهید.

فاصله ی بستر با نازلی که فیلامنت اکسترود می کند باید به قدری نزدیک باشد که چسبندگی روی دهد. این نکته اولین مسئله ای است که در صورت عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی باید بررسی شود.

• بستر چاپی را تمیز کنید.

چسبندگی خوب از بستری خوب حاصل می شود. ابتدا بستر را با الکل و پارچه ای میکروفایبر تمیز کنید اما پیش از آن از عدم واکنش متریال بستر با الکل اطمینان حاصل کنید. به عنوان مثال شیشه که یکی از رایج ترین بستر هاست مشکلی از این بابت ایجاد نمی کند.

• دمای نازل را تنظیم کنید.

اختلاف دمای بالای فیلامنتی که در حال اکسترود شدن است با فیلامنتی که در حال خنک شدن است ممکن است سبب جمع شدگی و تاب خوردن قطعه شود.

• از لبه (Brim) برای قطعه ی پرینت سه بعدی استفاده کنید.

لبه ها برای افزایش سطح تماس با بستر اضافه می شوند و در اکثر مواقع بسیار کارساز است.

• از پایه (Raft) برای قطعه ی پرینت سه بعدی استفاده کنید.

این پایه های برای برطرف کردن مشکلات احتمالی پایین ترین لایه های پرینت اضافه می شوند و در نهایت و پس از اتمام پرینت از قطعه جدا می شوند. این راهکار در مواردی که سطح در تماس با پایه نیاز بی نقص بودن ندارد استفاده می شود.

• سرعت فن یا سیستم تهویه ی هوا را تنظیم کنید.

سرعت فن در حین پرینت اولین لایه ها بسیار مهم است. به طور کلی هرچه زمان مایع و ذوب ماندن پلاستیک بیشتر باشد چسبندگی بستر هم مانا تر خواهد بود از این رو سرعت پایین تر برای فن نتیجه ی بهتری خواهد داشت.

• از یک محفظه ی پرینت سه بعدی استفاده کنید.

با این روش دمای هوای اطراف قطعه هنگام پرینت تفاوت زیادی با دمای فیلامنت در حال اکسترود شدن نخواهد داشت بنابراین جمع شدگی هم رخ نمی دهد.

راهکارِ مالی

نگاره 5) ابزار متنوعی قابل خریداری هستند که در رفع مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی تأثیرگذارند

یک بستر حرارتی تهیه کنید.

بسترهای چاپی با حرارت بالا امکان مایع و ذوب بودن فیلامنت را برای مدت طولانی تری فراهم می کنند. این روش با افزایش زمان، به چسبیدن فیلامنت به بستر کمک می کند.

گرچه حرارت زیاد هم سبب دگرگونی ابعاد می شود. این اتفاق زمانی رخ می دهد که وزن لایه های بالایی به لایه های نرم زیرین فشار وارد می کند و باعث پهن شدن آن ها قبل از خنک شدنشان می شود. اگر لبه های قطعه از بستر جدا می شوند و به سمت بالا جمع می شوند؛ افزایش حرارت بستر به میزان های 5 درجه، 5 درجه ممکن است کمک کننده باشد. اگر قطعه در پایان عملیات پرینت به نظر ذوب شده رسید؛ حرارت را به میزان های 5 درجه ای کاهش دهید.

روکش کردن بستر

این روش ها عملا چسباندن قطعه به بستر چاپی هستند.

• نمک! افزایش چسبندگی فیلامنت ذوب شده به بستر با پاشیدن میزان کمی نمک روی سطح و تغییری جزئی در ترکیبات آن میسر می شود.
• اسپری مو! اسپری موهایی که مواد افزودنی زیادی ندارند.
• چسب ماتیکی! این چسب ها چون اثری به جا نمی گذارند مناسب هستند.

همچنان مشکل عدم چسبندگی پابرجاست؟

نگاره 6) مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی

اگر تمامی روش های بالا را امتحان کرده اید و همچنان با مشکل عدم چسبندگی قطعه به بستر چاپی در پرینت سه بعدی رو به رو هستید؛ دو روش غیرمتعارف زیر را هم می توانید آزمایش کنید.

زبر کردن بستر چاپی

در کنار افزایش سطح قطعه با استفاده از لبه ها می توانید با روش هایی چون سندبلاست و … سطح مورد استفاده تان را زبر و خشن کنید. بسیاری از تولید کنندگان با استفاده از شیشه های زبر شده چسبندگی بستر را افزایش می دهند.

به طور معمول با یک برگه ی سوهان می توانید به طور مختصر سطح شیشه را خراش دهید. این روش ساختاری میکرو تولید می کند که باعث چسبیدن فیلامنت به بستر می شود و آسیب دراز مدتی هم به شیشه وارد نمی کند گرچه ظاهر قطعه کمی مات تر از حالتی خواهد شد که از شیشه ی یکدست استفاده می شود.

نوار چسب حین پرینت

اگر در حین پرینت شاهد جمه شدگی لبه های قطعه بودید از نوار چسب استفاده کنید! پرینت را متوقف کنید و لبه هایی که حالت جمع شدگی دارند را به بستر چسب بزنید. درست است کمی عجیب به نظر می آید؛ اما روش کارسازی است. گرچه راه حل بلند مدتی نیست.

منبع: all3dp.com