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PLA 是否需要使用加热床?

您刚开始使用 3D 打印并购买了一些 PLA,因为它是最容易打印的灯丝。然后你意识到你的 3D 打印机的打印床可以加热,你会想“嗯,我应该用 PLA 加热床吗?”。

所以,这就是我今天要回答的问题,但这并不是一个严格的“是”或“否”答案,因为这取决于几个因素。

所以,事不宜迟,让我们开始吧。

PLA 需要加热床吗?

PLA 在相当低的温度下打印,这意味着翘曲的风险很低。虽然在大多数情况下您可以在没有加热床的情况下进行打印,但提高床的温度会产生更好的第一层附着力,这会转化为更好的打印质量和更少的整体翘曲。

使用加热床的主要原因之一是处理不良的第一层附着力,这可能导致打印件与构建表面完全分离,以及翘曲,这种情况在使用 ABS 打印时更常见,而不是使用 PLA ,但加热床可以进一步减少翘曲的机会。

什么是翘曲?

发生翘曲是因为挤出塑料层之间的温差太大,这反过来又会在模型中产生张力,当它变得太大时,较低的层开始拖动或抬起。因此,模型的角会向上弯曲,这通常称为翘曲。

然而,PLA 的翘曲问题并不像 ABS 那样严重,但它仍然提高了整体印刷的一致性并有助于床的附着力。

虽然 PLA 可以在没有加热床的情况下打印,但它可以提高床的附着力并防止物体四处移动并破坏打印。

加热床通过在打印过程中保持塑料温暖来防止打印件翘曲,使材料保持接近其玻璃化转变温度或略低于它(即使稍微高于它会获得最强的床附着力,但更多的是第二)在 PLA 的情况下为 60-65°C,因此将床加热到约 55-60°C 应该会得到很好的结果。

这样做会给你最大的成功机会。但是,就像我之前提到的,PLA 也可以在没有加热床的情况下打印,而且在大多数情况下,没有问题。

使用加热床的优点

在 3D 打印时使用加热床有很多优点,尤其是使用 ABS 等材料,即使在使用 PLA 打印时没有严格要求,使用加热床也有一些明显的优势,所以这里是:

它提高了第一层对构建板的附着力

根据这项测量加热床和非加热床的床附着力差异的科学研究,在两种床材(玻璃和 PI 片材)上印刷 PLA,床温达到 60°C,观察到粘附力,这可归因于沉积长丝在较高温度下的链迁移率增强。

一个有趣的事实是,当从 60°C 到 70°C 时,附着力增加得更多。然而,70°C 似乎是极限,因为超过该温度会迅速降低床层附着力约 50% 至 60%。

此外,印刷在玻璃或 PI 薄膜上的 ABS 的粘附行为表现出与 PLA 相似的趋势。粘附力随着温度的升高呈非线性增加,最大值略高于玻璃化转变温度(略高于 105 ℃)。

从本质上讲,加热床会提高床的附着力,如果您希望打印棒尽可能好,请将床加热至略高于玻璃化转变温度。

有助于避免变形

就像我之前提到的,翘曲的发生是因为挤出塑料层之间的温差太大,这反过来又会在模型中产生张力,当它变得太大时,较低的层开始拖动或抬起。结果,模型的角向上弯曲。

加热床意味着沉积的材料将无法冷却,至少第一层不会冷却,正如我们刚刚看到的那样,这将大大增加粘合力,而且由于塑料在冷却时会收缩,这种收缩会产生张力随着打印过程的推进,最终可能会翘曲(卷曲并与床分离)。

从本质上讲,加热床不仅有助于床的粘附,而且可以防止材料收缩发生,从而消除或至少降低翘曲的风险。

值得注意的是,这往往主要发生在需要极高热量才能打印的材料上,例如 ABS,而这通常与 PLA 无关。

但如果您的 PLA 打印件从床上脱落或翘曲,请考虑加热床。

如何解决翘曲问题?

有几种处理翘曲的方法,我前面已经提到过其中一种;

  1. 调平打印床并调整喷嘴高度 :第一层是最重要的一层,将决定未来的印刷质量。适当调平床和喷嘴高度将确保良好的第一层附着力。
  2. 提高床温: 就像我刚才提到的,将床加热到您使用的灯丝的玻璃化转变温度将大大提高附着力。
  3. 使用外部产品提高附着力: 胶棒、发胶、Kapton 胶带、PEI 片材、遮蔽胶带等都可以帮助提高层的附着力。稍后再详细介绍。
  4. 使用 打印 帽沿或筏板:帽沿用于压住零件的边缘,可以防止翘曲并有助于床粘附。筏板(主要与 ABS 一起使用)有助于翘曲和粘床,以及稳定占地面积小的模型。

使用加热床的缺点

如果温度设置为 PLA 的推荐范围 50 到 60°C,或者像我之前链接的研究中提到的那样,使用加热床打印应该是没有问题的,如果你想要最好的附着力,然后设置床温度到70°C。

然而,这并不像看起来那么简单,因为过度提高床温会导致另一个通常称为“象脚”的问题,即第一层的明显凸起。

出现象脚的原因有很多,例如将床温设置得太高、在没有木筏的情况下打印,或者在打印大型物体时,因为打印的重量会向下推第一层并使其向外“凸出”。

象脚的解决方法是什么?

  1. 平整打印床 并调整喷嘴高度:这是第一步,也是最重要的一步,因为第一层可能会因为喷嘴太靠近床而被压扁。
  2. 降低床温 :床温越高,出现象脚的机率就越高。一次将床温降低 5°C,然后检查打印结果。如果您将温度降低太多而问题仍然存在,则可能是另一个原因。
  3. 用木筏打印 :打印木筏意味着木筏将成为问题的根源,但这将保持您的 3D 模型完好无损。
  4. 改变你的模型 :通过在打印件底部放置一个小的 45° 倒角来改变模型,这将补偿凸起。

PLA 的理想加热床温度

PLA 通常不需要使用加热床打印,但如果您无法将其正确粘在床上或容易翘曲,请尝试将床温设置为尽可能接近玻璃化转变温度PLA (60 °C)。

从本质上讲,您需要将床加热到大约 60°C 或更低,因为您想在不冒大象脚风险的情况下增加附着力。

如果由于某种原因打印不粘或翘曲,您可以尝试将床温提高到接近 70°C,这是 PLA 最好粘在床上的温度(根据我链接的研究) .

什么是玻璃化转变温度?

在化学中,玻璃化转变温度 (Tg) 是材料从刚性结晶态转变为玻璃态非晶态的温度。换句话说,它是固体在不熔化的情况下将其物理性质从坚硬变为橡胶状或可延展的温度。

PLA的玻璃化转变温度为60-65°C,这意味着当它达到这些温度时,它会从固态变成更“橡胶”的状态。

值得注意的是,玻璃化转变温度和熔融温度是两个完全不同的东西,因为熔融温度是塑料从固态变成液态的温度,而玻璃化转变温度是塑料变得有弹性和可塑性的时候。

如何使用 PLA 进一步提高床的附着力

假设您已经尝试过加热床,使用 Raft 和 Brim 来进一步增加床的附着力并防止翘曲,但似乎没有任何效果,您可以求助于其他应该有帮助的材料。

  1. 胶棒: 胶棒非常容易使用;简单地将它应用到打印表面,就是这样!您已准备好打印!
  2. 发胶: 发胶往往更容易粘在已经加热的床上,因此在涂抹之前,请确保先加热床,然后将其简单地喷洒在构建表面的顶部。
  3. PEI 表: PEI 是层压的,可以很容易地放置在任何印刷表面上,最棒的是它很容易找到,而且价格也非常实惠。其中一些包含双面贴纸,只需将其粘贴到构建表面即可使安装相当快速。
  4. Kapton 胶带: Kapton 胶带可承受极高的温度,通常用于电子产品中,以在焊接或剥离部件时保护组件,这使其成为 3D 打印的理想选择,因为它在加热床时不会损坏。
  5. 胶带 :遮蔽胶带也可以很好地工作,但安装时需要小心,因为您不希望胶带条之间有任何不规则或任何未覆盖的空间,否则打印效果不会那么好。

结论

我想我已经明确表示您不需要 使用 PLA 打印时的加热床,但好处就在那里。

自己尝试一下,在不加热床的情况下打印,看看物体粘在床上的程度。接下来将床加热到尽可能接近灯丝的玻璃化转变温度,如果是 PLA,则为 60-65°C,看看是否有明显差异。

我希望这些信息有用!

祝你有美好的一天!

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