10 técnicas comprovadas para eliminar o aumento de calor na impressão 3D FDM

A fluência de calor na impressão 3D de modelagem de deposição fundida (FDM) refere-se à transferência ascendente indesejada de calor da extremidade quente da extrusora para as zonas mais frias do conjunto da extrusora. Quando isto ocorre, o filamento pode amolecer prematuramente ou derreter parcialmente acima da zona de fusão pretendida. Este amolecimento pode fazer com que o filamento inche, causando obstruções parciais ou completas dentro da extrusora. Além de causar bloqueios na extrusora, o aumento do calor pode resultar em extrusão inconsistente, degradação da qualidade de impressão e desperdício de material. É um problema comum, especialmente ao imprimir com filamentos sensíveis ao calor ou ao utilizar resfriamento insuficiente.

Este artigo descreve 10 métodos eficazes para prevenir o aumento do calor, juntamente com uma explicação detalhada de suas causas, sintomas e impactos na qualidade das peças na impressão 3D FDM.

1. Teste o ventilador de resfriamento

Certifique-se de que o ventilador de resfriamento da extrusora esteja operando em sua capacidade nominal. Se o ventilador falhar ou apresentar desempenho inferior, o excesso de calor não será efetivamente dissipado do dissipador de calor, levando à migração térmica para cima na extrusora. Comece verificando a tensão fornecida ao ventilador usando um multímetro. Deve corresponder à tensão nominal do ventilador (normalmente 12V ou 24V). A tensão inadequada leva a uma menor rotação do ventilador, reduzindo a eficiência do resfriamento e acelerando o aumento do calor. Se o ventilador estiver girando muito lentamente ou de forma intermitente, substitua ou solucione o problema da fonte de alimentação, da fiação ou do próprio ventilador.

2. Modifique a velocidade do ventilador

Aumentar a velocidade do ventilador melhora a transferência de calor por convecção, aumentando o fluxo de ar sobre o dissipador de calor e outros componentes críticos. Maior velocidade do ar aumenta a turbulência, aumentando a taxa de dissipação de calor. A velocidade do ventilador normalmente pode ser controlada por meio de configurações de software de segmentação ou configurações de firmware. Otimizar a velocidade do ventilador é uma das maneiras mais acessíveis de combater o aumento do calor sem exigir alterações de hardware.

3. Empregue um Hot End de maior qualidade

Nem todos os hot ends são iguais. As extremidades quentes mais baratas podem não ser projetadas de forma adequada para evitar que o calor suba pela extrusora. Eles podem fazer isso com dissipadores de calor, designs de resfriamento aprimorados e materiais com baixa absorção térmica para conter o calor onde for necessário. Hot ends de maior qualidade não apenas reduzem a transferência de calor, mas também imprimem com mais precisão. Esta é uma das melhores maneiras de evitar o aumento do calor.

4. Use um filamento de melhor qualidade

Filamentos de baixa qualidade podem exibir perfis de temperatura inconsistentes, portanto, um lote pode ter propriedades térmicas diferentes do seguinte. Isso significa que o aumento do calor pode ser inexistente em um lote e se tornar um problema no próximo. O filamento de baixa qualidade também pode ter um diâmetro inconsistente. A fluência térmica afeta facilmente filamentos de grande diâmetro porque o plástico não precisa se expandir tanto para causar um bloqueio.

5. Aumente a velocidade de impressão

A velocidade de impressão deve ser rápida o suficiente para evitar que o calor suba pela extrusora e derreta o plástico antes que ele passe pelo bico. Se você impedir que o filamento passe tempo suficiente em temperaturas elevadas para amolecer antes de chegar à extrusora aquecida, ele não se expandirá e causará bloqueios.

6. Reduza a temperatura de impressão

A temperatura de impressão pode ser reduzida para evitar que o calor se acumule muito rapidamente dentro da extrusora. No entanto, a maioria dos filamentos funciona dentro de uma faixa estreita de temperatura; eles devem derreter o suficiente para serem extrudados adequadamente, mas permanecer viscosos o suficiente para aderir à camada anterior. Temperaturas mais baixas e viscosidades mais baixas também podem causar bloqueios nos bicos. Além disso, se você reduzir a temperatura enquanto aumenta o ventilador e a velocidade de impressão, seu filamento pode não aquecer o suficiente.

7. Aumente a velocidade de retração

Se a retração for muito lenta, o plástico aquecido dentro da extrusora poderá ter tempo de inchar, causando um bloqueio. É mais provável que isso aconteça após algumas horas de impressão, quando a extremidade superior da extrusora tiver aquecido o suficiente para causar esse inchaço.

8. Reduza a distância de retração

A retração evita a formação de cordões de plástico entre dois recursos elevados durante o movimento hot-end quando nenhuma extrusão está ocorrendo. O filamento é retraído de volta para a extremidade quente para evitar qualquer infiltração de plástico. No entanto, se retrair demais, o plástico amolecido poderá entrar em contato com a unidade da extrusora. A roda de malha não conseguirá engatar o filamento macio e interromperá a extrusão. Além disso, o plástico derretido pode aderir a áreas não protegidas pela inserção de PTFE de baixa fricção na extremidade quente.

9. Use uma cobertura de resfriamento

Uma cobertura de resfriamento pode ajudar a canalizar o ar ambiente do ventilador em direção ao dissipador de calor de maneira mais eficaz. Isso melhorará a transferência de calor do dissipador de calor e evitará que o calor suba pela extrusora.

10. Verifique se há obstruções

Com o tempo, plástico e detritos podem se acumular na ruptura térmica da extrusora. Isso afetará a taxa de transferência de calor e poderá fazer com que o calor suba pela extrusora. Como tal, é essencial verificar regularmente se há obstruções ou acúmulo de detritos estranhos.

Por que a impressão 3D deve evitar o aumento do calor?

O aumento do calor durante a impressão 3D pode levar a impressões de baixa qualidade ou até mesmo falhas completas devido a bloqueios na extrusora que impedem o fluxo do plástico. Os bloqueios causados ​​pela fluência térmica são mais difíceis de remover do que outros porque a porção aquecida incha além das dimensões projetadas do tubo. Além disso, a remoção de bloqueios causados ​​pela fluência térmica é mais desafiadora porque o plástico dentro da extremidade quente inchou. Pode ser necessário desmontar completamente a extrusora para remover o bloqueio.

Por que a qualidade do filamento é importante na prevenção do aumento de calor?

O filamento de baixa qualidade pode ter uma faixa de fusão inconsistente, dificultando a manutenção das configurações ideais para evitar o aumento do calor. Um método para prevenir a fluência térmica é reduzir a temperatura o mais baixo possível, mas se o ponto de fusão for inconsistente, isso pode causar bloqueios. Além disso, bobinas de filamento de baixa qualidade podem apresentar inconsistências de diâmetro, o que também pode causar bloqueios. Se o filamento for superdimensionado para começar, ele se expandirá menos sob condições de aumento de calor, causando um bloqueio. 
Para obter mais informações, consulte nosso guia sobre filamento de impressão 3D.

O que é o aumento de calor na impressão 3D?

A fluência de calor na impressão 3D refere-se ao processo pelo qual o calor da extremidade quente de uma extrusora sobe pelo conjunto da extrusora e pode aquecer e amolecer o filamento muito longe do bico. Este aquecimento fará com que o plástico inche e pode causar bloqueios na extrusora.

 Para obter mais informações, consulte nosso Calor Creep.