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venerdì 26 ottobre 2018

PROCEDURA PER RICOTTURA “ANNEALING” DELLE STAMPE 3D CON PLA INGEO 3D870 OPPURE 3DKTOP


PROCEDURA PER RICOTTURA “ANNEALING” DELLE STAMPE CON PLA INGEO 3D870 OPPURE 3DKTOP



La resistenza al calore del PLA è bassa, praticamente la più bassa di qualsiasi altro materiale di stampa 3D. La temperatura di transizione vetrosa del PLA normale è da 55 °C a 65 ° C. La sua temperatura di RICOTTURA in forno elettrico a convezione (senza ventola interna) deve essere compresa fra circa 110-120 °C.

FILOPRINT propone questa tipologia di filamento realizzata con il famoso prodotto PLA INGEO 3D870 dell'Americana NATUREWORKS 

In alcuni casi potrebbe essere necessario aumentare la temperatura a seconda del forno e del materiale usato ma mai a più di 120 °C. Si consiglia piuttosto di lasciare la temperatura del forno a MAX 120 °C ed aumentare invece il tempo di cottura in base alla grandezza dell'oggetto stampato.

La temperatura di 110 °C è sufficientemente alta da consentire al PLA di CUOCERE e diventare amorfo, rilasciando parte dello stress causato dalla stampa e consentendo il riordino delle particelle polimeriche. Ciò permette anche di non deformare l'oggetto in cottura rendendolo inservibile a causa della perdita della forma originale.

Lasciare che il forno raggiunga la temperatura impostata e lasciarlo riposare per circa un'ora. Questo periodo di attesa contribuirà ad assicurare che la temperatura del forno sia il più uniforme possibile, prevenendo i punti caldi e freddi che possono influire negativamente sul processo di ricottura. Dopodiché inserire il pezzo nel forno e chiuderlo senza mai riaprirlo durante tutto il tempo necessario per la cottura, pena la delaminazione del pezzo per chock termico.

Utilizzare un termometro accurato per confermare che il forno è alla temperatura corretta prima di mettere il vostro oggetto stampato in PLA nel forno.

Nota: è importante non provare mai la ricottura delle stampe in un forno a gas . La lettura del termostato può essere di X gradi, ma le fiamme stesse saranno molto più calde e potenzialmente potrebbero fondere o dare fuoco all'oggetto. Si impone quindi VIVAMENTE solo la ricottura in un forno elettrico.

Una volta che il forno è a temperatura, posizionare gli oggetti in PLA - ESCLUSIVAMENTE - sulla lastra a griglia aperta ( mai su di un vassoio in alluminio perchè la temperatura non sarebbe uniforme sul pezzo che prenderebbe calore più da sopra che non da sotto) mettendo a 0 °C la temperatura del forno e lasciando le stampe dentro SENZA MAI APRIRE LA PORTA DEL FORNO.

Questo darà agli oggetti abbastanza tempo per assorbire energia termica e consentire alle catene polimeriche di muoversi, allungarsi e riallinearsi e di ricristallizzarsi, formando una matrice interna più robusta. Non aprire la porta del forno durante questo periodo, in quanto qualsiasi perdita di calore comporterà risultati di ricottura inferiori.

Si può togliere il pezzo dal forno dopo il tempo necessario indicato di seguito e comunque in funzione della grandezza del pezzo e dello spessore delle pareti oltre che dal loro INFILL ( se al 100% occorre più tempo di cottura che deve diminuire al diminuire del riempimento, vedere nota di seguito ).

Una volta che è terminato il tempo di cottura, si può togliere il pezzo anche senza attendere che il forno abbia raggiunto la temperatura ambiente.

Quello che noterete è che l'oggetto (o gli oggetti) si saranno ristretti leggermente lungo la linea dei suoi livelli di stampa . Inoltre, si noterà anche un'espansione perpendicolare alla linea di stampa.

In altre parole, le dimensioni lungo le coordinate X e Y si saranno ridotte, mentre la dimensione Z sarà aumentata.

Questi cambiamenti sono dovuti ai cambiamenti di tensione, o piuttosto ai cambiamenti causati dal rilascio delle forze di trazione e compressione interne discusse sopra. In media, vedrete un restringimento del PLA di circa il 5% e una crescita di circa il 2% lungo gli assi rilevanti. Se questo restringimento e crescita saranno un problema, è possibile compensarlo anticipatamente durante i processi di progettazione e stampa.

RESTRINGIMENTO

Dopo aver trattato con il calore il PLA, ci si può aspettare di vedere alcuni miglioramenti significativi nella forza del tuo oggetto PLA. Un aumento del 40% ed oltre in forza e durata non è raro. Allo stesso modo, puoi anche aspettarti di vedere un buon miglioramento della rigidità. Un miglioramento del 25% ed oltre qui non è inaspettato.

Vedi specchietto allegato



Infine, sarà migliorata anche la stabilità del PLA ricotto a temperature più elevate. Quindi, se avete bisogno di parti in PLA rigide e ad alta resistenza con una buona resistenza al calore, la ricottura può essere la risposta.






ATTENZIONE: QUESTA OPERAZIONE DI RICOTTURA E' POSSIBILE SOLO CON FILAMENTO IN PLA DI GRADO INGEO 3D870 OPPURE CON 3DKTOP. IL PLA STANDARD NON RIESCE A SOPPORTARE QUESTO TRATTAMENTO E SI AVRANNO SOLO PEZZIO DEGRADATI SENZA NESSUN VANTAGGIO.



RICOTTURA DI PARTI STAMPATE – ANNEALING
SOLO PER PLA INGEO 3D870 3DKTOP


Ingeo 3D870 ( ed anche il PLA 3DKTOP) è formulato per potersi cristallizzare in post-stampa. La cristallizzazione (annealing) è un modo semplice ed efficace per migliorare le prestazioni termiche e garantire una ulteriore capacità di assorbire impatti.

Questa procedura è vivamente consigliata quando si cerca un obbiettivo di massime prestazioni termiche e di resistenza a pressioni e torsioni superiori a quelle che si hanno normalmente su di un oggetto non CRISTALLIZZATO ( no-annealed)

La temperatura raccomandata di RICOTTURA (anneal) è posta nell'intervallo fra 110 °C -120 °C. La ricottura può essere effettuata in un forno o in un altro mezzo di trasferimento di calore, ad esempio in bagno d'acqua calda (bagnomaria).

Assicurarsi di seguire le procedure di sicurezza appropriate per lavorare intorno a temperature elevate. Di seguito FILOPRINT propone una guida generale per la RICOTTURA degli oggetti (annealing) stampati con Ingeo 3D870:

1. Preriscaldare il forno Industriale (si consiglia di non usare un forno per un uso alimentare anche se possibile) ad una temperatura di ricottura fra 110 °C - 120 °C.

2. Misurare la temperatura in vari punti del forno per assicurare l'assenza di zone calde / fredde. Il riscaldamento irregolare può portare a “guadagni” inaspettati e inficiare le prestazioni ottimali della parte stampata in 3D

3. Non appena il forno a raggiunto la temperatura ( MAI PRIMA) posizionare la parte stampata al centro del forno forno sopra la griglia aperta ( e non un vassoio in alluminio) e avviare il timer. Il tempo tipico per la RICOTTURA di stampe 3D con spessore parete di circa 3,18 mm con riempimento al 100% è di circa 20 minuti. Il tempo aumenterà quindi in relazione allo spessore delle pareti oggetto in modo direttamente proporzionale. Ad esempio se le pareti sono di spessore 7 mm ed il riempimento è al 100 % occorrerà un tempo doppio cioè circa 40 minuti.
NOTA IMPORTANTE: il tempo necessario per la "cottura" è in funzione di un INFILL al 100%. Per valori di riempimento più bassi occorrono tempi di cottura leggermente inferiori di 5 punti percentuale ogni 10 di percentuale INFILL cioè: se al 90% INFILL tempo di cottura inferiore di 5% - se INFILL all'80% tempo ridotto del 10%

4. Una volta rimosso dal forno, lasciare raffreddare la parte a temperatura ambiente senza assolutamente usare aria compressa o forzata. Ridurre al minimo la manipolazione dell'oggetto (meglio non toccarlo se non con uno strumento a pinza con la punta in gomma), perché le temperature all'interno dell'oggetto rimangono più elevate per un tempo più lungo rispetto all'esterno.

6. Se si utilizza un bagno d'acqua per l'annealizzazione (tempratura), l'oggetto deve stare in bagno per un tempo leggermente più lungo ( circa il 30% in più ) per cristallizzare regolarmente, poiché il bagno d'acqua non può rimanere a temperatura costante di 110 °C - 120 °C come in un forno.

7. Misurare le dimensioni della parte prima della ricottura e di nuovo dopo, per determinare l'eventuale restringimento dimensionale, possibile soprattutto in caso di oggetti medio grandi. Nel caso la parte abbia subito uno scostamento dimensionale troppo elevato, valutare le dimensioni e apportare le modifiche al file 3D in modo tale da permettere una stabilità dimensionale entro i limiti di tolleranza.

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