Die Bedeutung des Gebläsekonvektors

Wenn man über die Funktionsteile eines FDM-3D-Druckers spricht, ist der Schichtlüfter eine der wichtigsten Komponenten, die man finden kann. Ein 3D-Drucker verfügt in der Regel über zwei Lüfter im HotEnd-Bereich, von denen einer für die Kühlung des HotEnd-Diffusors und ein anderer für die Kühlung des aus der Düse kommenden Materials zuständig ist. In diesem Artikel werden wir über den letzteren, den Schichtenlüfter, sprechen.

Wann ist es notwendig

Jeder Anwender hat schon einmal versucht, ein Teil mit einem kleinen Bereich zu drucken, bei dem sich die Düse ständig in demselben Bereich bewegt, ein Prozess, der eine Übertemperatur verursacht, die das Teil erweicht. Das Gleiche passiert beim Drucken von schlanken und hohen Teilen, wie z. B. einem Zylinder mit kleinem Durchmesser, bei dem sich die Wärme in demselben Bereich staut und das Teil katastrophal verformt. Eine weitere typische Verformung ist die, die bei Auslegern mit großer Neigung auftritt, wo das noch heiße Material durch die Wirkung des Aufhängens in der Luft verformt wird, bis es erstarrt.

All diese Probleme lassen sich einfach durch den richtigen Einsatz des Schichtlüfters lösen.

Bild 1: Kleinteile ohne und mit Fan Coater

Kompatible Materialien

Bevor der Aufbau des Umhanglüfters besprochen wird, sollte sich der Anwender darüber im Klaren sein, bei welchen Materialien der Einsatz des Umhanglüfters empfehlenswert ist und bei welchen Materialien er nicht empfehlenswert ist.

PLA

PLA ist das Material schlechthin, das aufgrund seines niedrigen Erweichungspunktes den Schichtlüfter benötigt. Das bedeutet, dass das Teil eine irreversible Verformung erleidet, wenn die Düse für kurze Zeit in demselben Bereich platziert wird. Aus diesem Grund ist der Schichtlüfter eine entscheidende Komponente in allen FDM-3D-Druckern, die PLA oder ein Verbundmaterial mit PLA als Basis verwenden.

ABS

Dieses und ähnliche Materialien, wie z. B. ASA, sind völlig unverträglich mit dem Schichtlüfter. Das liegt daran, dass ABS sehr empfindlich auf Temperaturverluste gegenüber Luftströmungen reagiert, die so stark ansteigen, dass sie zu Rissen (Delamination der Schichten) und zum Totalausfall des Drucks führen. Aus diesem Grund ist es von entscheidender Bedeutung, ABS und ASA mit vollständig geschlossenen 3D-Druckern zu verwenden.

Andere

Abgesehen von den oben besprochenen Materialien gibt es beim FDM-3D-Druck noch viele weitere Arten von Filamenten und jedes mit einer anderen Druckkonfiguration. Aus diesem Grund finden Sie unten eine Tabelle mit den meisten der verfügbaren Materialien und der Angabe, ob sie einen Schichtlüfter benötigen oder nicht:

Tabelle 1: Schichtlüfter in Abhängigkeit vom Material

Fachkundige Beratung

Sobald der Benutzer weiß, ob er den Umhanglüfter verwenden muss oder nicht, muss er wissen, wie und wann er ihn verwenden muss.

Zu Beginn eines Drucks muss die erste Schicht fest genug auf dem Untergrund haften, damit sie sich während des Drucks nicht ablöst. Dies wird nicht nur durch die Verwendung eines haftungsverbessernden Produkts erreicht, sondern auch dadurch, dass die Temperatur stabil gehalten wird, weshalb das Schichtgebläse während der ersten beiden Schichten ausgeschaltet werden sollte. Sobald der Druck eine bestimmte Höhe erreicht hat, muss die Geschwindigkeit des Lagenlüfters an die Geometrie des Teils in jeder Lage angepasst werden. Im Allgemeinen gibt es zwei Fälle, in denen die Geschwindigkeit variiert werden muss: wenn die Druckzeit einer Schicht länger als 5 Sekunden ist und wenn sie kürzer als 5 Sekunden ist. Im ersten Fall sollte die Schichtlüfterdrehzahl linear von 70 % bei Schichtzeiten von 20 Sekunden oder mehr bis auf 100 % bei Schichten von 5 Sekunden erhöht werden. Wenn die Schichtzeit weniger als 5 Sekunden beträgt, muss der Benutzer das Schichtgebläse mit 100 % Geschwindigkeit verwenden, was manchmal eine unzureichende Geschwindigkeit ist, die Verformungen im Teil verursacht. Dieses Problem, das in der Regel bei der Herstellung von schmalen und hohen Teilen auftritt, wird dadurch gelöst, dass gleichzeitig mehrere Teile in möglichst großem Abstand zueinander gedruckt werden, damit jede Schicht Zeit hat, abzukühlen.

Jede Laminierungssoftware (Cura3D, Simplify3D, Slic3r...) erlaubt es, die Geschwindigkeit des Lagenfächers in der vom Benutzer gewünschten Höhe des Stücks zu verändern.

Bild 2: Schichtenfächer in Simplify3D konfigurieren. Quelle: Simplify3D

Fazit

Es ist wichtig, dass alle Benutzer von FDM-3D-Druckern wissen, wie man das Schichtgebläse richtig einsetzt, da es ein Zusatzgerät ist, das die Qualität und Komplexität der Teile erhöht.