El paper crític dels escalfadors de cartutxos en la impressió 3D i la fabricació additiva

La fabricació additiva ha canviat la manera com es dissenyen i es fabriquen les peces, però la tecnologia imposa unes exigències especials als sistemes de calefacció que ho fan factible. Els escalfadors de cartutxos són molt importants per a molts processos d'impressió en 3D, sobretot els que utilitzen termoplàstics d'alta-temperatura, metall d'impressió o resina curada. Però els escalfadors utilitzats en aquestes situacions tenen problemes que les unitats industrials normals no estan fetes per fer front. Per obtenir una qualitat d'impressió constant i un funcionament fiable, cal conèixer aquests problemes.

L'extrem calent de les impressores de modelatge de deposició fosa (FDM) és un dels llocs més difícils d'utilitzar la impressió 3D. Per mantenir el flux de material constant, l'escalfador ha de mantenir el broquet a una temperatura molt específica, normalment dins de ± 1 grau. L'escalfador és petit, normalment de 6 mm d'ample i de 20 a 30 mm de llarg, i ha d'encaixar dins d'un petit conjunt amb un termoparell i un ventilador de refrigeració. La densitat de watts és alta perquè l'àrea que s'escalfa és petita. A causa de l'alta densitat de potència i l'espai reduït, l'escalfador s'ha de fabricar amb òxid de magnesi compactat amb precisió i un cable de resistència d'alta-qualitat per minimitzar els punts calents que podrien danyar la qualitat d'impressió.

Quan imprimiu en 3D metàl·lic, com la fusió làser selectiva (SLM) o la fusió de feix d'electrons (EBM), necessiteu escalfadors de cartutxos per escalfar la placa de construcció. Per evitar que la placa de construcció es deformi i per assegurar-se que les capes s'uneixen bé, s'ha de mantenir a una temperatura constant, normalment entre 200 i 500 graus. Els escalfadors solen ser llargs i cobreixen tota l'amplada de la cambra de construcció. Han d'escalfar una zona enorme de manera uniforme. Per compensar la pèrdua de calor al perímetre de la placa, la gent utilitza habitualment escalfadors de cartutxos multi-zona. El material de la funda ha de ser capaç de suportar altes temperatures sense trencar-se i la pols metàl·lica abrasiva utilitzada en el procés.

Un altre ús és a les cambres escalfades que s'utilitzen per imprimir materials-d'alt rendiment com PEKK i PEEK. Per evitar que aquests materials es deformen i per assegurar-se que les capes s'enganxin, la cambra ha d'estar entre 120 i 200 graus. La calor prové dels escalfadors de cartutxos integrats a les parets de la cambra. Per eliminar les diferències de temperatura que podrien provocar que les peces es deformessin, els escalfadors s'han d'estendre uniformement. Heu de mantenir els cables fora de perill de la calor de la cambra i de qualsevol condensació que es pugui produir quan s'obre la cambra.

L'experiència revela que les aplicacions d'impressió 3D necessiten escalfadors que mantinguin la temperatura molt uniforme. Fins i tot un canvi de 2 graus a 3 graus pot fer que l'article acabat sembli dolent. Per a les impressores-de gamma alta, els fabricants sovint requereixen escalfadors amb densitat de watts per zones o termoparells integrats-que us permetin gestionar la calor al punt d'aplicació en un bucle tancat. A mesura que més gent vol impressores de format més gran, hi ha una necessitat creixent d'escalfadors de cartutxos ultra-llargs (1.000 mm o més) que puguin escalfar uniformement les plaques i les cambres de construcció en tota la seva amplada.

Quan escolliu un escalfador de cartutxos, els fabricants d'impressores i els usuaris han de pensar en les necessitats específiques del procés d'impressió. Un escalfador que funcioni bé per a la impressió PLA a 200 graus pot no funcionar bé per a la impressió PEEK a 400 graus. El material de la funda ha de poder treballar a aquesta temperatura. El dissipador de calor ha de tenir la densitat de watts adequada. La zona freda ha de ser prou llarga per mantenir els cables segurs de les altes temperatures dins de la cambra. Si teniu cura d'aquestes coses, els escalfadors de cartutxos poden ser una base fiable per a una fabricació additiva coherent i d'alta-qualitat.