FDM 3D打印技术中3个重要的温度

FDM 3D打印技术是目前市场占有率很高的一种3D打印技术。


随着3D打印机的应用越来越广,人们对3D打印技术的了解也越来越深,应用需求也不再是打印手办玩具之类的,更多地开始追求打印件的强度和功能。随之而来的是对打印材料的要求越来越高,而高温3D打印的需求开始得到越来越多的关注。


我们现在时不时可以看到一些3D打印机声称是高温3D打印机,但如果你留心,就会发现无论从价格、外观、打印的材料等来看,都显得千差万别。


那么这个高温到底是指哪个方面的高温呢?多高温度才算高温呢?

首先,我们要了解,一般3D打印过程中,会涉及到3个不同的温度。

一是喷头温度。常见的FDM设备打印PLA、ABS这类普通塑料的,材料熔点通常较低,一般在150-300 °C之间 ,所以这类设备喷头温度300 °C足够了。而当设备需要打印熔点更高的材料,就需要喷头温度更高,比如打印PEEK,PEKK类的特种工程塑料,一般需要350-500 °C的喷头才能顺利出丝。

常规FDM 3D打印机的喷头


第二个温度是打印平台温度。常见的FDM设备很多都是敞开式的,通常就在室温下打印,打印件有时候会与底板粘贴不牢,发生脱落或者翘曲。这是因为喷头温度和室温之间的巨大温差,当材料从200多度的喷头瞬间进入只有20~30度的环境,材料与底板粘结不牢,直接导致了打印翻车。所以后来很多厂家进行了改进,将打印底板更新为可加热的,一般为60°C~120°C最为常见,这样有效加强了打印件和平台的粘结力。当然,也还有的借助固体胶棒,达到更好的效果。

黑色部分为打印底板或者打印平台


第三个是打印舱体的温度。这个其实是知道的人最少的,大多数用户都知道前两个温度,不知道这第三个温度,因为大多数的FDM打印机都没有封闭的舱体。当3D打印设备是全封闭结构的时候,设备厂商会通过加热风扇等等热循环系统,使舱体保持一个稳定的温度状态,达到恒温效果,可以减少内应力从而控制工件变形,这时候会让材料获得更好的打印效果。常见的FDM的舱体温度60°C~120°C。只有极少数高端的工业机型,才有高达200~300°C的舱体温度,可见这个并不是一个容易达到的技术指标,技术难度和生产成本都会高不少,所以目前全球只有少数几个厂家能做到高温恒温舱体。

敞开式舱体(入门级PEEK打印机X3HT)

封闭式舱体(医用级PEEK打印机 牛魔王KB3)


或许有人疑惑,既然打印平台已经可以加热了,还要舱体温度有什么用呢?

其实,这两者的作用不完全一样。虽然两者都是为了能达到更佳的模型效果,但细细来说,还是有很多不同。打印平台的加热,更多的时候是为了保证打印模型底部和打印底板的粘附不脱落,有时候,我们还会借助胶棒,(听上去有点low但有时候很直接有效)或者改变打印底板材质,达到更好的效果。

常见的胶棒

而舱体的温度,则是为了更好的保证模型的整体不翘曲、不变形,另外可以增强层间结合力(比如当我们打印一些高性能聚合物如PEEK,PEKK,PEI等),因为材料本身的关系,打印过程中喷头的温度非常高,而且应力非常大,这就让它极为容易变形甚至开裂。这时候,如果只有一个打印平台有温度是完全不够用的,只有我们的舱体有高温且恒温功能,这样才能保证打印过程的顺利完成。


所以,如果下次你再听到有人介绍说这是一台高温3D打印机时,不妨细细问一下,究竟是哪个部位的温度?究竟能达到多少度?然后根据自己的应用需求来判断,是不是你想要的那款高温3D打印机,能不能打印你想要的材料?如果能的话,是不是可以达到你想要的效果?简单来说,当看到“高温3D打印机“时,买卖双方要互相确认:你说的黑是什么黑,你要的白是什么白?以免产生分歧和纠纷。(三的部落)