FDM3D打印如何防止金屬熱端堵塞？

魔猴君  知識堂   206天前

金屬熱端在FDM 3D打印機(jī)中非常受歡迎。通過消除組件加熱區(qū)域中的PTFE（特氟龍），它們能夠達(dá)到更高的溫度，并且與標(biāo)準(zhǔn)PTFE熱端相比具有更高的多功能性。3D打印中常見的某些高溫材料只能用全金屬熱端打印。因此，它們通常作為庫存打印機(jī)零件出售，也可以作為獨(dú)立升級出售。

然而，隨著溫度范圍的擴(kuò)大，也容易出現(xiàn)堵塞。比如打印低溫材料（如PLA）時(shí)尤其如此，而PLA恰好是3D打印中最常用的材料之一。

本文魔猴網(wǎng)將和大家一起學(xué)習(xí)了解，涵蓋了一些最流行的修復(fù)一般燈絲堵塞的方法。

1：正確冷卻散熱器

將熱量控制在應(yīng)有的位置（來源：Slice Engineering）

熱端組件中的散熱器在擠出過程中保持冷端和熱端之間的邊界。擠出機(jī)（冷端）引導(dǎo)細(xì)絲通過散熱器和熱斷口進(jìn)入加熱器塊，細(xì)絲在此熔化并最終通過噴嘴擠出。在某些設(shè)計(jì)中，細(xì)絲最初通過擠出機(jī)的PTFE管穿過散熱器，最終到達(dá)熱斷口。然后，細(xì)絲進(jìn)入全金屬熱斷口并繼續(xù)到達(dá)加熱器塊和噴嘴。

作為工藝中冷端和熱端之間的邊界，散熱器用于傳輸和散發(fā)熱量，而打印機(jī)的熱端風(fēng)扇則起到了這一作用。當(dāng)散熱器冷卻不當(dāng)時(shí)，受熱區(qū)域的熱量會向上擴(kuò)散，這種現(xiàn)象稱為“熱蠕變”。這會導(dǎo)致熱斷口中的細(xì)絲變軟并變粘。然后細(xì)絲會貼合并粘附在熱斷口壁上以及PTFE管（如果有）和熱斷口之間的過渡點(diǎn)上，從而造成堵塞。

測試這個(gè)問題非常簡單：觸摸散熱器，檢查它是否明顯變熱。如果是，請繼續(xù)閱讀以了解一些冷卻散熱器和散熱片的最佳解決方案。

風(fēng)扇和風(fēng)管

如果打印過程中出現(xiàn)耗材堵塞，則問題可能與散熱器冷卻系統(tǒng)不良有關(guān)。幾乎所有3D打印機(jī)的打印頭上都有兩個(gè)風(fēng)扇。一個(gè)用于在打印過程中冷卻部件，另一個(gè)用于有效地散發(fā)散熱器的熱量，從而保持部件涼爽。

如果您沒有熱端風(fēng)扇，那么您就需要一個(gè)！如果您已經(jīng)有一個(gè)但冷卻效果不夠，請換一個(gè)新的或升級為更好的風(fēng)扇。在此過程中，請確保散熱器獲得足夠冷的氣流。一些制造商不得不設(shè)計(jì)定制管道來改善打印機(jī)熱端的氣流。

導(dǎo)熱膏

確保將導(dǎo)熱膏涂抹到插入散熱器的一側(cè)（來源：Prusa Research）

防止熱端燈絲過早熔化的另一種方法是將導(dǎo)熱膏涂抹在擰入散熱器的斷熱螺紋上。導(dǎo)熱膏有助于改善熱傳遞和散熱，許多制造商都對此深信不疑。雖然普通導(dǎo)熱膏有效，但通常建議使用Slice Engineering的氮化硼導(dǎo)熱膏。

冷靜期

如果您的熱端通常在打印前而不是打印中途卡住，則可能是您關(guān)閉打印機(jī)太早了。在加熱器塊仍然很熱時(shí)讓風(fēng)扇繼續(xù)冷卻散熱器對于防止打印后發(fā)生熱蠕變至關(guān)重要。解決方案很簡單：打印后，等到熱端溫度降至50°C以下再關(guān)閉打印機(jī)。

2：減少回縮距離

回縮通常用于減少拉絲（來源：UltiMaker）

打印過程中通常使用回縮來減少拉絲和滲出。該過程涉及擠出機(jī)將細(xì)絲拉回（回縮）到熱端，這可以大大提高打印質(zhì)量（具體取決于所用細(xì)絲的類型）?；乜s是在切片機(jī)設(shè)置中完成的，可以設(shè)置速度和長度。

但是，如果縮回得太遠(yuǎn)，燈絲的軟化部分可能會被完全拉出加熱區(qū)域。這會導(dǎo)致與散熱器冷卻不當(dāng)類似的問題，燈絲會粘附在散熱器壁上。

要解決這個(gè)問題，只需減少回縮距離即可。E3D建議其產(chǎn)品的回縮距離為0.5至2.0毫米，這應(yīng)該是一個(gè)很好的起點(diǎn)。帶有Bowden擠出機(jī)的打印機(jī)可能需要更長的回縮距離來減少拉絲。

3：檢查錯(cuò)位

彎曲的熱斷裂導(dǎo)致燈絲路徑錯(cuò)位（來源：willhollis1987通過Reddit）

在非全金屬熱端中，PTFE襯里通常起到將細(xì)絲順利地引導(dǎo)通過熱端組件到達(dá)噴嘴的作用。如前所述，全金屬熱端在加熱區(qū)域（即熱斷口和加熱器塊）沒有襯有PTFE，因此與非全金屬熱端相比，更容易形成中斷的細(xì)絲路徑。

導(dǎo)致燈絲路徑中斷的原因之一可能是熱端的組件未對準(zhǔn)。燈絲的順利通過取決于直且正確連接的部件。連接加熱器塊和散熱器的薄而脆弱的部件（稱為熱斷路）尤其如此。如果有任何部件彎曲或移位，燈絲可能會卡住并難以通過。

對于全金屬熱端設(shè)計(jì)，如果熱端有PTFE管，則需要注意的另一個(gè)錯(cuò)位問題是PTFE管和熱斷流器之間的密封。如果PTFE管未正確安裝在熱端，軟絲可能會泄漏并粘在散熱器上，從而造成堵塞。通過剪掉一點(diǎn)PTFE以形成齊平密封或完全更換管子來解決此問題。

4：檢查制造瑕疵

升級到優(yōu)質(zhì)部件應(yīng)該可以解決問題（來源：Teaching Tech via YouTube）

制造瑕疵可能是一個(gè)嚴(yán)重的問題，尤其是當(dāng)您的燈絲在全金屬設(shè)計(jì)中直接穿過金屬部件時(shí)。如果熱端內(nèi)部不是完全光滑的，則會使材料通過變得困難。

YouTube頻道Teaching Tech提供了一個(gè)很好的例子，展示了加工良好、光滑的部件與加工不良的部件之間的對比，如上圖所示。您會發(fā)現(xiàn)加工不良的熱端內(nèi)壁不規(guī)則。熱斷路器和散熱器中可能存在相同的加工問題，從而增加了部分堵塞的幾率。

值得慶幸的是，要檢查加工質(zhì)量是否良好，您不必切開熱端。只需嘗試用手將燈絲滑過即可。如果它在某些點(diǎn)卡住（盡管熱端組裝良好），則可能是制造商的錯(cuò)?？紤]投資一些質(zhì)量更高、質(zhì)量控制更嚴(yán)格的組件。

噴嘴是另一個(gè)可能存在問題的部件。質(zhì)量低劣的噴嘴很容易磨損，有些噴嘴可能存在制造缺陷，導(dǎo)致異物進(jìn)入熔化的長絲并造成堵塞問題。解決此問題的最佳方法是更換整個(gè)噴嘴。

5：使用優(yōu)質(zhì)燈絲

使用千分尺測量細(xì)絲直徑（來源：pekcitron via Thingiverse）

這個(gè)問題和上一個(gè)問題一樣，都是由于制造缺陷造成的。在這種情況下，我們談?wù)摰氖菬艚z。如果你的燈絲直徑不一致，它可能很難穿過熱端。即使是PTFE襯里的熱端也是如此，但金屬熱端會產(chǎn)生更多摩擦，對過大的燈絲更不寬容。

要檢查細(xì)絲的均勻性，只需在合理長度的材料上隨機(jī)測量其直徑即可。這可以用卡尺或千分尺來完成。如果其直徑似乎相差超過50微米，請考慮更換線軸或品牌。

編譯整理：ALL3DP