FFF teknolojisi ile çalışan bir 3D yazıcı sahibi iseniz ve baskı materyali olarak ABS, PA, PP, PEEK, PEI vb. mühendislik filamentleri ile baskı almaktaysanız büyük ihtimalle all metal hotendlerin varlığından da haberdarsınızdır. Değilseniz de bu makale sonunda haberdar olmakla kalmayıp all metal hotendlerin kullanım alanlarına dair de fikir sahibi olacaksınız.
Geleneksel Hotend vs All Metal Hotend
Şu anda satışta olan ve FFF metodu ile baskı alan makinaların birçoğu standart olarak teflon tüp ya da parça içeren bir baskı ucu sistemi ile donatılmıştır, bu teflon tüplü baskı ucu sistemleri ağırlıklı olarak PLA materyallerin basımını kolaylaştırmak için geliştirilmiş bir sistem olup, camsı geçiş sıcaklığı 50 – 60 °C seviyelerinde seyreden materyallerin basımı sırasında basılan materyalin ısı tesiri altında kalan bölgesini nozüle yakın bölge ile sınırlayıp, baskı sırasında filamentin ileri geri hareketleri sonucu baskı ucunun tıkanmasına neden olabilecek şekil değişikliklerinin önüne geçmeyi hedeflemektedir.
Bu tip baskı ucu sistemlerinde heatsink, barrel, hotend ve nozül bileşenleriniz ortalama bir durumda bile olsa PLA ile baskı alırken sisteminizde tıkanma gibi problemler yaşamamalısınız.
Sistemde bulunan PTFE, yani teflon tüp PLA malzemenin filament yolluğunda zamanından önce erimesini ya da yumuşamasını engelleyerek filamenti korur ve sistemi tıkanma ihtimaline karşın güçlendirir.
Fakat basımı için yüksek sıcaklık gerektiren materyaller söz konusu olunca PLA için sistemi güçlendiren PTFE tüp, yüksek sıcaklık gereken durumlarda sistemin zayıf noktası haline gelmektedir.
Hotend Nasıl Çalışır?
3D yazıcınız baskı alırken, bir itici sistemi ile filamenti baskı ucuna doğru iletir, filament baskı ucunun çıkışına geldiğinde hızlı bir biçimde katı halden eriyik hale geçerek baskı ucunu terk eder ve tabla ya da son katmana yapışarak baskı geometrisinin şekillenmesini sağlar.
Sağlıklı baskı alabilmenin ilk şartı, itici tarafından iletilen filamentin, yalnızca baskı ucunun erime bölgesinde hal değişimine uğramasıdır, kalan bölgelerde filament katı halini koruyarak, filament besleme ünitesinin itme ve çekme hareketlerini doğrudan her noktasına iletebilmelidir. Hotend içersindeki PTFE tüp filamentinizin erime bölgesi dışında - filament yolluğunun daha yukarılarında - erimesini engelleyen bir bileşen olarak görev yapmaktadır.
PLA gibi camsı geçiş sıcaklığı 50 - 60 °C olan materyaller için PTFE tüp, baskı işleminin sağlıklı devam edebilmesi için büyük bir önem taşımaktadır.
Hotend bileşenlerinde PTFE tüp, baskı sıcaklığının 240 °C’nin altındaki sıcaklıklarda şeklini ve geometrik kondisyonunu korumaya devam eder, böylece sisteminiz sağlıklı bir biçimde çalışır fakat baskı sıcaklıklarının 240 °C’yi aşmaya başladığı durumlarda PTFE tüpün yapısı ve geometrik formu bozulmaya başlar, bu durumda ise hem ortama toksik gaz çıkışı gerçekleşir hem de baskı ucunuzu oluşturan bileşenlerin tıkanma ihtimali artmış olur.
Yani, ağırlıklı olarak 240 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda baskı almanız gereken materyaller ile çalışmaktaysanız, sisteminizin PTFE tüp içermemesi gerekmektedir.
Bu durumda ise baskı ucu sisteminizi oluşturan komponentlerin tamamen metal bileşenlerden oluşması için all metal ya da full metal bir baskı ucu ile baskı almanız gerekecektir.
All metal bir baskı ucu sistemi ile baskı almanın dinamikleri PTFE tüp içeren geleneksel sistemler ile neredeyse taban tabana zıttır.
Makalemizi okuduğunuzda iki sistemin de birbirine göre birtakım avantaj ve dezavantajları olsa da aslında bu iki sistemin birbiri yerine kullanılacak rakip sistemler olmayıp, baskı materyali ihtiyacınıza göre çözüm sunan sistemler olduğunu anlayacaksınız.
Hangi Materyaller için All Metal Hotend Gereklidir?
Öncelikle PLA, PETG ve TPU materyaller all metal baskı uçları ile basıma uygun malzemeler değildir, yani PLA, PETG, TPU materyaller için geleneksel baskı ucu sistemi kullanılması gerekmektedir. Bu materyaller all metal baskı uçları ile basılmaya çalışıldığında genellikle tıkanma problemleri ile karşılaşılmaktadır.
ABS, PA, PP, PC, PEEK, PEI gibi materyaller ile sağlıklı baskılar alabilmeniz için ise all metal baskı ucu kullanmanız gerekmektedir.
All Metal Hotend Ne Zaman Gereklidir?
1- Tamamı metal bileşenlerden oluşan bir baskı ucu sistemi ile daha yüksek sıcaklıklarda basımı mümkün olan PC, PEEK ve PEI gibi endüstriyel materyalleri basabilirsiniz.
2- All metal hotendler yapıları gereği retractionsız ya da çok düşük retraction değerleri ile kullanılmalıdır, bu durum dikkate alındığı takdirde PLA materyaller all metal hotendler ile basılabilirken; PETG ve TPU gibi malzemelerin ipliklenme eğilimlerinden dolayı all metal ile basımı mümkün değildir.
3- Kısaca, eğer işiniz yüksek sıcaklık gerektiren endüstriyel materyal tarafında ise full metal hotendli bir makine ile baskı almalısınız, fakat PLA ile çalışacaksanız, full metal bir hotend sizin için uygun değildir.
All Metal Hotend Kullanımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
All Metal Hotendli yazıcınız ile baskı alırken baskının ilk katmanlarında ekstrüzyon kesiliyor ya da eksik ekstrüzyon gözlemleniyor ise veya filament iticinizden tıkırtı benzeri sesler duyuluyor ise baskı ucunuzda tıkanma problemi ile karşı karşıyasınız demektir.
All metal hotendlerde tıkanmalar ve filament sıkışması gibi problemler genellikle baskı materyalinin aşırı sıcaklık ve yanlış ayarlanmış akış hızı parametrelerinin bir araya gelmesi sonucu ortaya çıkmaktadır.
Tıkanma problemi aynı zamanda, zayıf soğutma, yüksek torklu filament itici dişlileri, küçük çaplı nozül, olması gerekenden yavaş baskı hızları, çok ince katman kalınlıkları ve yanlış retraction ayarı gibi durumlarının birinin veya birkaçının bir araya gelmesiyle ortaya çıkmaktadır.
All metal baskı uçları genellikle endüstriyel sınıftaki mühendislik plastiklerinin basımı için geliştirilmiş bir sistem olduğu için PLA ve PLA türlerinin basımı sırasında all metal hotend kullanmanız gerekmekteyse aşağıda belirttiğimiz durumlara dikkat etmenizi öneririz.
Heatsink fanınızın çalıştığından emin olun. Filament yolluklarınız düzgün soğutulamıyor ise all metal hotend ile PLA türlerini basmanız mümkün değildir. Heatsink, baskı ucunuzun monte edilmiş olduğu kanatçıklı yapıdır, bu yapı atık ısının sistemden sağlıklı bir biçimde uzaklaştırılmasını amaçlamaktadır, bu kısmı soğutmaya yarayan fanın çalıştığına ve fonksiyonunu yerine getirdiğine emin olmalısınız. Buradaki atık ısı sistemden düzenli bir biçimde uzaklaştırılmaz ise PLA filamentiniz erime bölgesinin öncesinde yumuşamaya başlar ve filament iticiniz baskı sırasında filamenti ittirdikçe yumuşayan filament bölgesi kalınlaşarak çapı büyür, filamentin çapı yolluk içerisinde büyüdüğü takdirde ise sisteminizde tıkanıklık ya da filament sıkışması meydana gelecektir.
All metal hotend ile PLA filament ile baskı alacaksanız, normal baskı hızlarınızın üzerinde hızlarda baskı almalısınız. Full metal bir hotend ile yavaş baskı almaya çalışıyorsanız, soğutma kapasiteniz de yeterli değil ise PLA filament yollukta daha yukarılarda yumuşamaya başlar. PLA malzemelerin erime sıcaklıkları 180 – 220 °C olsa da PLA malzemeler 50 °C’nin biraz üzerinde yumuşamaya başlar. Yani hedefiniz, yollukların 50 °C’nin altında kalmak olmalı. (10 mm /sn hızlardan daha düşük hızlardan kaçınılmalıdır.)
Çok ince katmanlardan kaçının, örneğin 0.4 mm nozül ve full metal bir hotend ile PLA baskı alırken 0,15 mm – 0,2 mm katman kalınlığının altına inmemelisiniz. Daha düşük katman kalınlıkları düşük debide malzeme akışı getireceğinden materyalin sıcaklığı daha hızlı yükselme eğiliminde olacaktır, bu nedenle katman kalınlığını optimum bir değerde tutarak materyal akış hızını arttırmaya çalışmalısınız.
Teflon tüplü hotendlere nazaran daha düşük sıcaklıklarda baskı alabilirsiniz. Bazı PLA türlerinde 180 °C sıcaklıklara kadar düşük sıcaklıklarda baskı alabilirsiniz. Bu özelliği uygulayabilmek için yüksek torklu filament itici sistemine de ihtiyaç duyabilirsiniz. Sisteminizin izin verdiği derecede sıcaklığı düşürmeyi deneyebilirsiniz. Fakat sıcaklığı çok düşürmeniz durumunda katmanlar arası yapışma düzeyi azalabileceği için baskılarınızın çekme dayanımı düşecektir.
Akış değerlerinizi kontrol edin, filament itici sisteminizin kalibrasyonunun düzgün olduğundan emin olun. Baskı ucuna haddinden fazla materyal gönderilmesi baskı sırasında nozül ve filament yolluklarında basınç artışına neden olacağı için olması gerekenden yüksek akışlar sisteminizde tıkanmaya neden olacaktır.
Geri çekme değerini en aza indirmelisiniz. Dengeli bir akış değeri ayarladığınız takdirde nozül ucunda teorik olarak pozitif bir basınç oluşmayacağı için baskı ucunun boştaki hareketleri için filamenti geri çekmenize de gerek yoktur. Bu nedenle baskı parametrelerinizde geri çekme değerinizi olabildiğince düşürmelisiniz. Tamamen metal bir sıcak ucun kullanılmasındaki en büyük sorun, erimiş filamentin soğutucuya doğru geri çekildiğinde yeniden katılaşmasından kaynaklanmaktadır. Bu sorunu ortadan kaldırmanın en kolay yolu, yazıcı ayarlarını mümkün olduğunca az geri çekmeye ayarlamaktır. Bunu, sıfır retraksiyondan başlayarak ve filamentin nasıl performans gösterdiğini test ederek yapabilirsiniz. Çekme sorunlarıyla karşılaşırsanız, memnun olduğunuz sonuçları elde edene kadar geri çekmeyi 0,05 mm'lik artışlarla yükseltmeyi deneyebilirsiniz.
Filamentlerinizi baskıdan önce fırınlayın.
Piyasada farklı tiplerde all metal ya da full metal olarak satılmakta olan hotend ve baskı ucu üniteleri olduğunu unutmayın, bu ürünlerin bazıları iddia ettikleri gibi plastik parça içermezken, bazıları ise all metal/full metal olduklarını iddia etmelerine rağmen PTFE tüp içermektedir, o nedenle bu durumu ihmal etmeyin.
Buraya kadar sabırla okuduğunuz için teşekkürler, iyi ve sorunsuz baskılar sizinle ve yazıcınızla olsun.
Nolega AntPro3D DueDrive Full Metal Hotend ile önerilen bazı baskı parametreleri aşağıdaki şekildedir.
Retraction = 0 - 1,5 mm
Retraction Speed = 40 - 50 mm / sn
Travel Speed = 200 - 250 mm / sn
Print Speed = 80 - 200 mm / sn
Comentários