Heat Creep در پرینت سه بعدی

در دنیای پیچیده‌ی پرینت سه‌ بعدی، یکی از جنبه‌ های مهم اما اغلب نادیده‌ گرفته‌ شده، پدیده‌ای به نام «خزش حرارتی» (Heat Creep) است. این مشکل می‌تواند به‌ طور پنهان بر روند چاپ تأثیر بگذارد و در نهایت خسارات قابل توجهی وارد کند. در این مقاله، به ریشه‌ های بروز خزش حرارتی می‌پردازیم و نکات ارزشمندی برای جلوگیری از تأثیر منفی آن بر چاپ‌ های سه‌ بعدی ارائه می‌دهیم.

خزش حرارتی در پرینت سه‌ بعدی چیست؟

خزش حرارتی در پرینت سه‌ بعدی به حرکت تدریجی و ناخواسته گرما از بخش داغ (hot end) به سمت بخش سرد (cold end) اکسترودر پرینتر سه‌ بعدی گفته می‌شود. این انتقال حرارت که معمولاً ناخواسته است، می‌تواند منجر به مشکلات متعددی در چاپ شود؛ از جمله گرفتگی یا گیر کردن فیلامنت، کاهش کیفیت چاپ، و در بدترین حالت، شکست کامل فرآیند چاپ. در شرایط عادی، بخش سرد باید در دمای نسبتاً پایینی باقی بماند تا فیلامنت در حالت جامد و پایدار باقی بماند و تنها پس از رسیدن به بخش داغ ذوب شده و خارج شود.

خواندن مقاله «طول عمر فیلامنت چاپگر سه‌ بعدی چقدر است؟» به شما کمک می‌کند تا با عوامل مؤثر بر ماندگاری فیلامنت و روش‌ های حفظ کیفیت آن آشنا شوید.

علل خزش حرارتی در پرینت سه‌ بعدی چیست؟

خزش حرارتی یکی از چالش‌ های رایج در پرینت سه‌ بعدی است که از عوامل مختلفی ناشی می‌شود. در ادامه به بررسی مهم‌ترین دلایل آن می‌پردازیم تا بتوان بهتر آن را شناسایی و مدیریت کرد:

خنک‌ سازی ناکافی

خزش حرارتی زمانی رخ می‌دهد که در ناحیه بریده‌ی بخش داغ (heat break) گرمایی تجمع پیدا می‌کند و به سمت بالا منتقل می‌شود، در نتیجه فیلامنت زودتر از زمان لازم نرم می‌شود. این مسئله عمدتاً به دلیل سیستم خنک‌ سازی ناکارآمد است. وقتی خنک‌ سازی کافی نباشد، گرمای تولید شده از نازل سریع‌تر از آن‌که دفع شود، به بالا انتقال می‌یابد و باعث گرم شدن بخش‌هایی می‌شود که باید خنک باقی بمانند. در واقع، یک سیستم خنک‌ سازی ضعیف باعث می‌شود انرژی حرارتی در مسیر فیلامنت به سمت بالا حرکت کرده و فیلامنت را قبل از رسیدن به نازل ذوب کرده و منجر به گرفتگی شود.

جمع‌شدن بیش از حد فیلامنت (Retraction زیاد)

عملیات «retraction» یا جمع‌ کردن فیلامنت، برای جلوگیری از ریزش یا کشیدگی ناخواسته فیلامنت در هنگام جا به‌ جایی نازل بین دو نقطه انجام می‌شود. اما اگر این فرآیند بیش از حد انجام شود، می‌تواند به خزش حرارتی منجر شود. در این حالت، فیلامنت به‌طور مکرر و سریع به نواحی سردتر heat break کشیده می‌شود که می‌تواند موجب تجمع حرارت در این بخش‌ها شود. در نتیجه فیلامنت ممکن است پیش از زمان، ذوب یا منبسط شده و مسیر عبور را مسدود کند.

فیلامنت با نقطه ذوب پایین

فیلامنت‌ هایی مانند PLA که نقطه ذوب پایینی دارند، بیشتر در معرض خزش حرارتی قرار می‌گیرند. این فیلامنت‌ ها با افزایش اندکی در دما دچار تغییر شکل و نرم شدن می‌شوند و به راحتی موجب انسداد می‌شوند. اگر در محیطی با مدیریت حرارتی نامناسب استفاده شوند، این نوع فیلامنت‌ ها ممکن است زودتر از موعد شروع به ذوب شدن کنند، حرکت فیلامنت را مختل کرده و در نهایت موجب خزش حرارتی شوند.

خواندن مقاله «چگونه فیلامنت را تخلیه کنیم: راهنمای گام به گام» به شما کمک می‌کند تا با مراحل دقیق و ساده تخلیه فیلامنت در پرینتر سه‌ بعدی آشنا شوید و این کار را بدون مشکل انجام دهید.

خدمات پرینت سه بعدی با رزین

نکاتی برای جلوگیری از خزش حرارتی در پرینت سه‌ بعدی

برای مقابله با خزش حرارتی در پرینتر های سه‌ بعدی، به‌ کارگیری راهکارهای مؤثر کاملاً ضروری است. در ادامه، نکات عملی برای پیشگیری از این مشکل آورده شده است:

بهینه‌ سازی سیستم خنک‌ سازی و مسیر فیلامنت

برای جلوگیری از خزش حرارتی، بهبود عملکرد سیستم خنک‌ سازی اهمیت بالایی دارد. از یک فن قدرتمند برای خنک‌کردن هیت‌ سینک استفاده کنید و در صورت نیاز، آن را به مدل مؤثرتری ارتقاء دهید. بهینه‌ سازی مسیر عبور فیلامنت نیز مهم است تا گرما در نازل باقی بماند و به سمت بالا منتقل نشود. این بهینه‌ سازی شامل کوتاه‌ کردن ناحیه گرم و استفاده از موانع حرارتی یا عایق‌ های حرارتی می‌شود.

تنظیم دقیق پارامترهای جمع‌کردن فیلامنت (Retraction)

تنظیم دقیق retraction می‌تواند نقش مهمی در جلوگیری از خزش حرارتی ایفا کند. هدف این است که تعادل بین جلوگیری از ایجاد رشته‌ های اضافی (stringing) و پیشگیری از عقب‌کشیدن بیش‌از‌حد فیلامنت به بخش سرد حفظ شود. می‌توانید این تنظیمات را با تغییر سرعت retraction، فاصله عقب‌کشیدن و میزان پرایم اضافی (priming) در نرم‌افزار اسلایسر خود تنظیم کنید.

بهینه‌ سازی دمای نازل و سرعت پرینت

کنترل دقیق دمای نازل تأثیر زیادی در مدیریت گرما دارد. سعی کنید از پایین‌ ترین دمای ممکن استفاده کنید که همچنان کیفیت اکستروژن و چسبندگی لایه‌ها را حفظ کند. همچنین، سرعت چاپ باید به‌گونه‌ ای تنظیم شود که فیلامنت مدت‌زمان مناسبی را در ناحیه گرم سپری کند تا از گرفتگی جلوگیری شود. تنظیم دقیق این دو مورد نیاز به آزمون و خطا دارد، اما تأثیر زیادی در پیشگیری از خزش حرارتی خواهد داشت.

خدمات پرینت سه بعدی پروجت

سؤالات متداول

چگونه فاصله جمع‌کردن فیلامنت (Retraction Distance) بر خزش حرارتی تأثیر می‌گذارد؟

فاصله‌ی جمع‌ کردن فیلامنت نقش مهمی در بروز خزش حرارتی دارد. اگر این فاصله بیش‌ازحد زیاد باشد، پلاستیک گرم‌شده بیش از اندازه به سمت عقب و داخل مجموعه‌ی اکسترودر کشیده می‌شود. در این حالت، درایو اکسترودر به‌جای هدایت صحیح فیلامنت، آن را فشار می‌دهد و باعث نرم‌شدن بیش از حد یا حتی انسداد مسیر می‌شود. نتیجه این فرآیند، گرفتگی و مشکلات در اکستروژن است که به‌عنوان خزش حرارتی شناخته می‌شود.

چگونه بفهمم پرینتر سه‌بعدی من دچار خزش حرارتی شده است؟

شناسایی خزش حرارتی با مشاهده علائم خاصی امکان‌ پذیر است. مهم‌ترین نشانه‌ ها شامل موارد زیر است:

• تاب‌برداشتگی (Warping): اگر فیلامنت به‌درستی به صفحه‌ی ساخت نچسبد و قطعه چاپی تاب‌ خورده یا تغییر شکل‌یافته باشد، می‌تواند نشانه‌ای از خزش حرارتی باشد.
• گرفتگی (Clogging): هنگامی که فیلامنت ذوب‌شده، نازل را مسدود کند و اکسترودر نتواند فیلامنت را به‌درستی بیرون دهد، نشان‌ دهنده بروز خزش حرارتی است.
  این علائم در مجموع نشان می‌دهند که ممکن است پرینتر شما دچار این مشکل شده باشد.

اگر خزش حرارتی را رفع نکنیم چه اتفاقی می‌افتد؟

در صورتی که خزش حرارتی نادیده گرفته شود، ممکن است باعث کاهش دائمی کیفیت چاپ و حتی آسیب به پرینتر شود. فیلامنت‌ هایی که دچار انسداد می‌شوند، باعث می‌شوند سیستم اکستروژن به‌ درستی کار نکند یا کاملاً از کار بیفتد. در نتیجه، با کاهش بهره‌ وری و افزایش فشار روی قطعات پرینتر، ممکن است در طولانی‌ مدت دچار خرابی و هزینه‌ های تعمیراتی شوید. بنابراین، رفع خزش حرارتی در اسرع وقت کاملاً ضروری است.