Почему вентилятор слоев критически важен для успешной FDM-печати

Когда речь идет о функциональных частях FDM-принтера, вентилятор слоев — один из самых важных компонентов. У 3D-принтера обычно два вентилятора в зоне хотэнда: один охлаждает радиатор хотэнда, другой — материал, выходящий из сопла. В этой статье речь о втором — вентиляторе слоев (part cooling fan).

Когда он необходим

Все пользователи пробовали печатать детали с участками малой площади, где сопло постоянно движется в одной зоне, процесс, вызывающий избыток температуры, размягчающий деталь. То же происходит при печати высоких тонких деталей, например, цилиндра малого диаметра, где тепло накапливается в одной зоне и катастрофически деформирует деталь. Другая типичная деформация — на крутых нависах, где еще горячий материал деформируется под действием висячего положения до затвердевания.

Все эти проблемы решаются просто правильным использованием вентилятора слоев.

Изображение 1: Малые детали без и с вентилятором слоев.

Совместимые материалы

Прежде чем комментировать настройку вентилятора, пользователь должен знать, с какими материалами рекомендуется использовать вентилятор слоев, а с какими — нет.

PLA

PLA — материал, которому вентилятор слоев нужен больше всего, из-за низкой температуры размягчения. Если сопло находится в одной зоне короткие периоды, деталь получит необратимую деформацию. Поэтому вентилятор слоев — критически важный компонент во всех FDM-принтерах, использующих PLA или композиты на его базе.

ABS

Этот материал и похожие, например ASA, абсолютно несовместимы с вентилятором слоев. ABS очень чувствителен к потере температуры от сквозняков, что вызывает трещины (расслоение слоев) и полный провал печати. Поэтому жизненно важно использовать ABS и ASA с полностью закрытыми 3D-принтерами.

Остальные

Помимо вышеуказанных, в FDM-печати есть множество других нитей, каждая со своей конфигурацией. Ниже таблица с большинством доступных материалов и указанием, нужен ли им вентилятор слоев:

Таблица 1: Вентилятор слоев в зависимости от материала.

Экспертные советы

Когда пользователь уже знает, нужен ли вентилятор, он должен знать как и когда его использовать.

В начале печати нужно, чтобы первый слой приклеился к столу достаточно прочно, чтобы не отслаиваться. Это достигается не только средствами для адгезии, но и стабильной температурой, поэтому вентилятор слоев должен быть выключен на первых двух слоях. Как только печать набрала определенную высоту, скорость вентилятора должна регулироваться под геометрию детали на каждом слое. В общем, два случая, когда нужно менять скорость: когда время печати слоя больше 5 секунд и когда меньше 5 секунд. В первом случае скорость вентилятора должна увеличиваться линейно от 70% при времени слоя 20 сек и более, до 100% при слоях 5 сек. Когда время слоя менее 5 секунд, нужно использовать вентилятор на 100% скорости, иногда даже этого недостаточно, вызывая деформацию. Эта проблема, типичная для узких высоких деталей, решается одновременной печатью нескольких отдельных деталей, чтобы у каждого слоя было время остыть.

Любой слайсер (Cura, Simplify3D, Slic3r...) позволяет менять скорость вентилятора на нужной высоте детали.

Изображение 2: Настройка вентилятора слоев в Simplify3D. Источник: Simplify3D.

Заключение

Важно, чтобы все пользователи FDM-принтеров знали, как правильно использовать вентилятор слоев, так как это дополнение повышает качество и сложность деталей.