Offene und geschlossene Passiv-/Aktivkammer-3D-Drucker

Alle Kunststoffe, die bei hohen Temperaturen extrudiert werden, schrumpfen beim Abkühlen der zwischen 0,3 % und 4 % liegen kann. Diese Schrumpfung kann Verformungen verursachen, wenn die Abkühlung nicht glatt und homogen ist, was zu Problemen wie Verzug, Schichtablösung oder dimensionalen Verformungen des Teils führen kann.

Material	% der Kontraktion während des Abkühlens
PLA	0,3 - 0,5
PETG	0,2 - 1,0
Nylon 12	0,7–2,0
Nylon 6-6	0,7–3,0
ABS	0,7–1,6
ASA	0,4–0,7
PP	1,0–3,0
HÜFTEN	0,2–0,8
PC/ABS	0,5–0,7
Faserverstärktes Nylon	0,5 - 1,0
PEEK	1,2 - 1,5
Faserverstärktes PEEK	0,5–0,8
PVDF	2.0 - 4.0

Tabelle 1. Prozentuale Schrumpfung verschiedener Kunststoffe, die beim FFF-3D-Druck verwendet werden. Quelle:SpecialChem.com

Um dieses Problem zu vermeiden, sollte die Temperatur um das Teil idealerweise während des gesamten Druckvorgangs etwas niedriger sein als die Glasübergangstemperatur (Tg) des Materials und nach dem Druck langsam auf Raumtemperatur gesenkt werden .

Material	Tg ​​(ºC)	Drucktemperatur (ºC)
PLA	40 - 60	190 - 215
PETG	75 - 85	220 - 260
Nylon 12	55 - 65	260 - 290
Nylon 6-6	75 - 85	255 - 280
ABS	90 -100	220 - 240
ASA	90 - 100	240 - 260
HÜFTEN	80 - 90	210 - 240
PC/ABS	100 - 150	270 - 285
PEEK	140 -160	380–400
PEI	190 - 210	350–400

Tabelle 2:Tg und Drucktemperatur verschiedener Filamente. Quelle:Filament2print

Materialien mit geringen Schrumpfungsraten (weniger als 0,5 %) erfordern keine Erwärmung der Bauteilumgebung, da die Schrumpfungseffekte praktisch vernachlässigbar sind, sodass sie perfekt auf offenem 3D gedruckt werden können Drucker auch große Teile . Diese Materialien sind hauptsächlich PLA und die meisten PETg-Filamente (aber keine anderen Copolyester wie PET oder CPE) sowie deren Derivate.

Es ist möglich, Materialien mit höheren Schrumpfprozentsätzen auf offenen Druckern zu drucken, jedoch ist diese Möglichkeit auf kleine Teile beschränkt, daher ist es bei dieser Art von Materialien ratsam, geschlossene Drucker oder Drucker mit aktiver Heizung zu verwenden Kammer.

Bild 1:Ein offener 3D-Drucker. Quelle:Prusa3D

Offene Drucker werden hauptsächlich zum Drucken von PLA, PETg und flexiblen Filamenten empfohlen.

Geschlossene Drucker oder Drucker mit passiv beheizter Kammer

Geschlossene Drucker sind solche, deren Druckbereich vollständig geschlossen ist. Einige Hersteller verwenden den Begriff passiv beheizte Kammer, da sie dazu neigen, die von der Druckplattform erzeugte Wärme zu akkumulieren.

Die Innentemperatur, die diese Drucker erreichen können, ist von Drucker zu Drucker sehr unterschiedlich abhängig vom Material, aus dem sie bestehen, ihrem Volumen, der Temperatur der Druckplattform, der Qualität der Isolierung und der Temperatur des Raums, in dem sie sich befinden. Im Allgemeinen können die besten Drucker höchstens Temperaturen zwischen 45 °C und 65 °C liefern.

Obwohl diese Temperaturen nicht sehr hoch sind, liegen sie nahe an der Tg von Materialien wie Nylon, ABS oder ASA, was das Drucken erleichtert und die Produktion größerer Teile ermöglicht. Obwohl diese Arten von Druckern das Drucken dieser Arten von Materialien wesentlich verbessern, können sie bei großvolumigen Teilen versagen. Diese Drucker werden zum Drucken kleiner bis mittelgroßer Teile aus PETg, ABS, ASA, Nylon oder HIPS empfohlen.

Bild 2:Ein 3D-Drucker mit passiv beheizter Kammer. Quelle:Raise3D

Im Allgemeinen ist es nicht ratsam, PLA in dieser Art von Druckern zu verwenden, wenn sie vollständig geschlossen sind, da die erzeugte Wärme die Tg des Filaments überschreiten kann, wodurch es im Hotend erweicht und verursacht ein Stau.

Geschlossene Drucker mit aktiv beheizter Kammer

Dies sind 3D-Drucker, die die Temperatur in der Kammer steuern können. Sie sind in der Regel komplexer und kosten mehr als die vorherigen. Sie beinhalten auch Hochtemperatur-Hotends (400 ºC - 500 ºC) und Flüssigkeitskühlsysteme.

Es gibt zwei Arten:hohe Temperatur und niedrige Temperatur.

Niedertemperaturbeheizte Kammer

Drucker mit aktiv beheizter Niedertemperaturkammer ermöglichen normalerweise kontrollierte Maximaltemperaturen zwischen 80 ºC und 120 ºC. Diese Drucker sind für die Produktion von hochwertigen, großen ASA-, ABS-, Nylon- oder PC-Teilen konzipiert.

Bild 3:Ein 3D-Drucker mit einer Niedertemperatur-Heizkammer. Quelle:3ntr

Obwohl diese Arten von 3D-Druckern manchmal als kompatibel mit PEEK beworben werden, sind sie normalerweise nicht mit allen Arten von PEEK kompatibel, nur mit einigen Niedrigtemperatur-PEKK, und immer auf kleine Teile beschränkt.

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Diese Arten von 3D-Druckern sind ideal für die Herstellung von ABS-, ASA-, Nylon- und PC-Teilen, die eine gute Dimensionsstabilität und geringe Verformungen erfordern, was sie zur besten Option bei der Herstellung technischer Teile oder funktionaler Komponenten mit diesen Materialien macht.

Hochtemperaturbeheizte Kammer

In der Regel lassen sich damit Temperaturen im Bereich von 160 ºC - 180 ºC regeln. Diese Drucker sind speziell für die Herstellung von Teilen aus PEEK, PEKK und PEI konzipiert, daher ist es nicht üblich, andere Materialarten zu verwenden. Diese Ausrüstung ist teuer und erfordert spezialisiertes und geschultes Personal für ihre Verwendung.

Bild 4:Ein 3D-Drucker mit einer Hochtemperatur-Heizkammer. Quelle Dynamical3D

Bei der Auswahl eines Druckertyps ist es sehr wichtig, vorher festzulegen, welche Art von Teilen und Materialien verwendet werden.

Dieser Leitfaden behandelt die Konzepte allgemein und konzentriert sich nicht auf eine bestimmte Marke oder ein bestimmtes Modell, obwohl sie an einigen Stellen erwähnt werden können. Es können wichtige Unterschiede bei den Kalibrierungs- oder Einstellungsverfahren zwischen verschiedenen Marken und Modellen bestehen, daher wird empfohlen, das Handbuch des Herstellers zu konsultieren, bevor Sie diese Anleitung lesen.