提高热端温度以补偿增加的灯丝产量

3D打印 灯丝 校准 热端 热管理
2021-05-05 08:44:14

似乎当耗材产量增加(通过增加移动速度或挤出宽度/高度)时,也必须提高印刷温度以进行补偿,因为耗材在熔化区的时间将减少。从实践经验来看,这一点似乎很清楚。但我有两个问题(或者更准确地说,一个问题在两个层面上):

  1. 是否有一个很好的经验法则可以帮助人们校准他们的设置?

  2. 我们对控制这种行为的公式了解多少?我们能否根据增加的吞吐量精确计算所需的热端温度

对于任何研究过物理学/热力学的人来说,这可能很简单。但是,是否已经以实际适用的方式专门针对 3D 打印完成了这项工作?

我首先分享以下思路。如果我在推理中犯任何错误,请告诉我。

  • 据推测,每种材料都有一个刚好高于其熔点的最佳打印温度。

  • 但是热敏电阻不读取灯丝温度。它读取加热块温度。

  • 低于特定吞吐量时,灯丝的温度将有时间在离开喷嘴之前与加热块的温度平衡。

    • 对于那些速度较慢的情况,热块温度应准确设置为材料的最佳打印温度。
  • 然而,对于更高的速度,加热块温度必须始终高于标记,因为灯丝没有时间进行平衡。

    • 在这一点上,它成为一种平衡行为。在给定吞吐量 (mm³/s)、给定材料的最佳打印温度 (°C)、熔化区的体积 (mm³) 和< 某些其他属性的情况下,找到最佳加热块温度 (°C)材料 >,这决定了它加热的速度。我不知道最后一个属性是什么,我也不能想出合适的单位。该材料可能渐近地接近环境温度。我猜这就是热力学的用武之地。
  • 理论上,运行灯丝也会冷却热块,但我们可以忽略这一点。如果这种影响很显着(是吗?),则 PID 控制器已经对此进行了补偿。

我几乎肯定会遗漏一些关键的见解。我很想知道已经完成了哪些工作。

3个回答

我想我明白你在问什么,但我认为你可能想错了。这实际上是关于热量以与离开的速度相同的速度添加到系统中。加热块作为蓄热器,灯丝从中吸取热量以进行玻璃化转变。通过循环加热线圈以在系统损失时向系统添加能量(更多热量)来维持该蓄水池中的热量。

在喷嘴的非常局部附近,当它被转移到灯丝时,温度会略有下降,但是因为与排水管相比,热块是巨大的,并且因为热块是良好的热导体,所以温度降低非常小的。

我不知道温度控制器中内置了什么容差和滞后,但认为变化可能很小。因此,与在离开喷嘴后立即经历的长丝冷却相比,进给速率的任何实际差异(40 而不是 60)所需的额外热量的差异(进入系统的更多能量)可能非常小。

底线:您想要进行的调整不是增加温度,而是增加加热元件的占空比以保持所需的温度。

我看到的不是问题的答案。这是一种平衡行为,没有预定义的公式。试错。保留电子表格。我会稍微讨论一下......但作为一个进行速度冲刺的人,除了购买 e3d 和火山升级之外,真的没有什么可说的。

您将一次校准一个。薄壁。然后发现固体填充物才是真正的热障。然后稀疏。您将调整图层高度。获得更厚的喷嘴 0.8+。这是一个旋转盘子的游戏。每次更改都会使另一个更改。

最后你会到达我做过的地方。你移动得太快了 5 层,你的印刷品仍然在熔化和移动。尤其是小零件。

不,据我所知,没有经验法则,不,对于具有热力学技能的人来说,这并不明显。

我知道,如果你想要极速,你需要极高温,例如 Annex Engineering 使用 290 °C(约 50-60 °C 超温)的 ABS 和 Mosquito Magnum(额定约 40 mm^3/s)达到 60毫米^3/秒:

尽管如此,您仍需要根据您的热端、挤出机、喷嘴尺寸和目标流速找到最佳值。您可以按照此处的说明进行静态测试:

对于这种复杂的行为,不可能有规则。

另外,请注意 Annex Engineering 使用 23 000 mm/s^2(不是打字错误,实际上是 23000)作为加速度,因此他们的打印头以基本恒定的速度移动。此外,他们还为内/外周长、填充等设置了相同的切片机速度。如果您有更常见的加速度,如 1500-2000 mm/s^2 和不同特征的不同打印速度,那么在某处灯丝将被超快地推过喷嘴,一切都很好,而在其他地方,它会变慢并且会煮过头。