Отжигаем 'по-чёрному'

p8u
Идет загрузка
Загрузка
02.02.2018
3296
16
печатает на Prusa i3 Kit
Применение

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

35
FDM-технология крякозябнута сама по себе. Это и нежесткие принтеры, это и неконтролируемые термические напряжения готового изделия. Тупо выгибает тонкостенные, толстостенные служат недолго. Когда речь идёт о визуальном прототипировании, то не сильно волнует. Но FDM-технология - это еще и возможность выпуска микропартий изделий для конечного потребителя. И хотелось бы забыть о заказчике, сразу после оплаты им изделия.

Мы достаточно часто печатаем корпуса для микрокомпьютеров и подобных устройств. Если объемные детали вполне удобоваримы, то панели часто выгибает.
Выгибает их от напряжений, возникающих за счет неравномерного охлаждения, как в процессе печати, так и при охлаждении. Термокамера принтера в этом случае не панацея. И чем развитая конструкция у панели, тем больше её выгибает.

Как любая правильно диагностированная болезнь, это лечится. Есть различные методы, но остановимся на посттермообработке. Процитирую из книги 'КОНСТРУКЦИОННЫЕ ПЛАСТМАССЫ И ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ' (Омск 2002 УДК 621.891.669 Ю.К. Машков, М.Ю. Байбарацкая, Б.В. Григоревский)

'Термическая обработка полимерных материалов является одним из важных технологических процессов всего комплекса переработки полимеров. Даже в том случае, когда к изделию из пластмасс не предъявляются требования высокой прочности или износостойкости, для снятия внутренних напряжений, образующихся при изготовлении любой детали, необходимо проводить термическую обработку. Рациональной термообработкой термопластических кристаллизующихся полимерных материалов можно повысить плотность, твердость, молекулярную массу, предел прочности при растяжении и сжатии, ударную вязкость, износостойкость и стабильность геометрических размеров деталей в процессе их эксплуатации.

Эффективность термообработки зависит от всего цикла температурных режимов в пpoцеccе изготовления изделия из полимеров. Для полимеров так же, как и для металлов применяют четыре вида термообработки: закалка, отжиг, нормализация и отпуск. Т е p м о о б р а б о т к а полимеров в узком смысле слова - это нагрев детали до определенной температуры, выдержка и охлаждение с целью желаемого изменения свойств
.'

В нашем случае интересны следующие режимы:

'О т ж и г -.нагрев полимера до температуры 75-90 % от температуры плавления с последующим медленным охлаждением. Отжиг может производиться из горячего состояния, (например деталь из поликапроамида, отлитая под давлением, сразу после извлечения из прессформы помещается в горячую среду и охлаждается медленно вместе со сре­дой).

Отжиг полимерных деталей способствует рекристаллизации мате­риала, позволяет получить в кристаллических термопластах оптимальную кристаллическую структуру, а в реактопластах - высокую степень отверждения. Отжигом в инертной жидкости при температуре немного ниже (на 20-30 °С) температуры плавления в течение определенного времени можно достигнуть эффективной перекристаллизации. Отжиг способствует образованию кристаллической надмолекулярной структуры, повышению плотности, твердости, молекулярной массы, износостойкости полимерного метариала, жесткости деталей, снижению ударной вязкости и увеличению водопоглощения.'

О т п у с к - процесс, включающий нагрев полимерных деталей в инертной среде до температуры ниже критической точки данного полимера с последующим медленным охлаждением. Хувинк и Ставерман считают, что отпуск - это повторный нагрев полимеpнoй детали до температуры эластичности (несколько ниже температуры плавления) с последующим медленным охлаждением до 50 °С. Отпуск проводят для стабилизации и снижения внутренних напряжений до величины, которой можно пренебречь. '


Для печати мы используем самонесущий стол, описание конструкции которого можно почерпнуть здесь. Печать велась ABS на чистом стеклокерамическом (ситалловом) столе с подогревом до 115 градусов (по внутреннему термистору стола). После печати, стол помещается в печь прогретую до 135 градусов.
Деталь выдерживается в зависимости от толщины. В нашем случае было решено 5 минут. Дальше охлаждалось со скоростью не более 1 градуса в минуту (разрешение печи) до температуры 60 градусов.

В результате получено достаточно плоское изделие.
Кроме того, деталь стала более пластичная и однородная - чисто тактильное ощущение.

Применение отжига позволяет повысит ресурс высоконагруженных изделий типа шестерня. Режимы термообработки различны для разных материалов и требуют подбора. Т.е. универсального рецепта нет, для каждого 'больного' подбирается индивидуально.

Удачной печати

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

35
Комментарии к статье

Комментарии

02.02.2018 в 16:34
1

Спасибо, интересная информация.. Поле для экспериментов..

02.02.2018 в 23:38
1

Весьма интересно, спасибо!)
Мои изыскания на эту тему закончились еще в сентябре, когда уже при 120 градусах(якобы) отпечатанные квадратные панельки стали плоскими, но ромбами)))
Но я скорее ошибся: термопару в духовке надо  было размещать внимательнее, да и за нагревом следить пристальнее)

03.02.2018 в 11:38
1

А мы 'по-русски' - зажигалкой. 3 секунды и готово.

03.02.2018 в 20:26
1

А статья то на деле очень даже интересна!
Понятно почему так мало комментов и просмотров - не все ещё дошли до подобных требований к качеству печати, а большинству и имеющийся результат подходит.
Знал про отжиг, но всегда думал, что он касается только цельнолитых изделий. Хотелось бы конечно что-то типа тестов сравнительных увидеть. Распечатать две модели, одну отжечь, а вторую как есть. И сравнить характеристики.
А кто скажет можно ли так petg? И что получим?
Можно ли просто в духовке? Как правильнее в домашних условиях?
Спецы отзовитесь!

03.02.2018 в 22:47
0

Да, в духовке можно, главное, чтобы реально измерялась температура. Отжиг для всех пластмасс подходит, просто подбирать температуру. PETG  не мучал, но думаю вполне.

03.02.2018 в 22:29
1

сложный у вас способ
у меня тоже было пару случаес когда плоская деталь выгибалась (опора стола акриловая), так я просто нагрел деталь на столе при 115С и положил между двумя ламинатинами и сверху пригрузил беговой дорожкой (вот и она пригодилась), утром глянул, все ровно , так там толщина пластины 5 мм была (правда деталь потом опять повело и поменял на сталь)
это я к чему, проще всё можно :D
по идее самый простой вариан = медная пластина с одной стороны и каленое стекло с пригрузом с другой и всё это в короб из пеноплексаминваты, ставим на плиту м греем медяшку до 150, а потом закрываем короб и пускай само остывает :D

03.02.2018 в 22:44
1

Т.е. отстегнуть стол и положить его в шкаф сложнее, чем 

просто нагрел деталь на столе при 115С и положил между двумя ламинатинами и сверху пригрузил беговой дорожкой (вот и она пригодилась), утром глянул, все ровно , так там толщина пластины 5 мм была (правда деталь потом опять повело и поменял на сталь)
это я к чему, проще всё можно
??? Улыбнуло

03.02.2018 в 22:43
0

Температуры вроде понятны...

При печати ABS-ом - можно ли термокамеру не выключать после печати ~ часа два ?

Подвод нагрева - разумеется независимый от 3D-принтера.

Меня смущает - перенос изделия из одной камеры в другую...

ski
03.02.2018 в 22:46
1

Так на тои и сотоварищи, чтобы самому не ложаться. Перенос без проблем. 
Что до принтерной термокамере, то там не столько важно время (хотя не маловажно), сколько подъем температуры для релаксации так сказать.

p8u
03.02.2018 в 23:46
0

сотоварищи
Я - про единственного оператора.
подъем температуры для релаксации
Вы имели в виду anneal уже довно напечатанного, или
пост-нагрев после толькo что завершившейся печати?

ski
04.02.2018 в 10:11
1

Честно говоря, не понял про оператора. Всё действо достаточно просто совершить одному человеку.

Теперь о самом нагреве. Отжиг (или отпуск) для снятия ненужных напряжений требует фиксации детали, знающие пацаны именуют сие 'заневолить'. Предыдущий оратор Zhenya88 предлагал несколько способов такого заневоливания. Так что, если такой прием можно применить к конкретной детали, то не важно, когда мы обрабатываем: сразу или потом. Вопрос в длительности прогрева - остывшую деталь дольше прогревать, да и возни по фиксации много. Показанный метод прост, хотя и требует как минимум два стола для принтера, если процесс печати непрерывный. Но у мну они есть.

p8u
04.02.2018 в 15:01
0

... не понял про оператора. Всё действо достаточно просто совершить одному человеку.
Да, я именно это и имел в виду.
Благодарю!
Ski.

p8u
04.02.2018 в 20:41
0

Не совсем понял про фиксацию. А если геометрические параметры напечатанной модели меня вполне устраивают, но хотелось бы сделать её покрепче что ли? Что с ней станет после отжига и без фиксации?

04.02.2018 в 22:05
2

Ресурс (время эксплуатации) возрастёт. Прочность вряд ли, а вот гибкость скорее улучшится. Уйдут микронапряжения, а это всегда хорошо.
Что до фиксации. Если готовое изделие зажать в какой-то другой позе и отжеч, то эта поза останется и после того, как снимем фиксацию.

p8u
04.02.2018 в 22:15
0

Если готовое изделие зажать в какой-то другой позе и отжеч, то эта поза останется и после того, как снимем фиксацию.
Мне эта фраза напомнила методику производства венского стула.

02.08.2020 в 00:06
0

Мда, действительно интересно. Никогда не задумывался об этом. Спасибо, буду пробовать. 

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Основание(Base) для USB-разветвителя

Экструдеры (дополнение 1)

Авто бармен (Наливатор)

Как сделать ролики Openbuilds и зачем фдм печатнику полимерная смола

Разработка уникального сахарного 3д принтера.

ZAV mini Мой вариант сборки.