Adhezja w druku 3D - metody i porady 0
Adhezja w druku 3D - metody i porady

Zgodnie z encyklopedią PWN adhezja to zjawisko przylegania do siebie powierzchniowych warstw dwóch różnych faz lub ciał. W przypadku druku 3D termin adhezji dotyczy w szczególności przyczepności wydruku do powierzchni roboczej stołu naszej drukarki. Szczególne problemy w kwestii adhezji sprawiają materiały obarczone znaczącym skurczem przetwórczym, tj. ABS czy Nylon.

Istnieje wiele domowych metod poprawy adhezji wydruku, jak i specjalnych środków, dedykowanych do druku 3D. W niniejszym artykule podejmujemy wyzwanie uszeregowania tych metod i wskazania ich dobrych oraz złych stron.

1. Poziomowanie stołu

Zanim przejdziemy do sposobów poprawy adhezji, nie sposób nie wspomnieć o poziomowaniu stołu. Jest to kluczowy element, aby nasz wydruk nie uległ odklejeniu, lub odwrotnie - nie pozostawił kilku dolnych warstw na stole podczas próby jego oderwania. O tym, jak właściwie wypoziomować stół, pisaliśmy tu

                                                                              

                                                                          źródło: https://tiny.pl/r213v

2. Rodzaj stosowanego podłoża

  • podkładka adhezyjna przyklejona bezpośrednio na stole roboczym

Takie rozwiązanie spotkamy np. w najpopularniejszej drukarce Creality Ender 3. Jest to chropowata, samoprzylepna powłoka, przyklejona do stołu roboczego drukarki. Problemem takiego rozwiązania jest jej podatność na uszkodzenia mechaniczne oraz brak kompensacji krzywizn stołu, które szczególnie dają się we znaki jeżeli chcemy włączyć jego podgrzewanie, o czym pisaliśmy tu.
Do podkładek adhezyjnych nie stosuje się dodatkowych środków, polepszających adhezję. Dodatkowo nie wolno ich czyścić acetonem - można do tego celu stosować izopropanol, czyli np. nasz 3D Cleanser.

 

  • szkło/lustro

Powierzchnie szklane charakteryzują się wysoką gładkością i płaskością, umożliwiają też łatwiejsze czyszczenie, są dosyć trwałe. Ze względu na te zalety użytkownicy drukarek FDM często wymieniają oryginalne podłoża właśnie na szyby szklane lub lustra. Szyby przycięte do najpopularniejszych wymiarów stołu roboczego można znaleźć w dobrych sklepach drukarskich u nas tutajmożna je też zamówić docięte na wymiar stołu bezpośrednio u szklarzy. Do stołu roboczego drukarki zwykle mocuje się je za pomocą klipsów do papieru. Wadą szyb szklanych jest fakt, że jeśli będziemy postępować z nimi nieostrożnie, mogą pęknąć lub się ukruszyć przy zbyt szybkiej próbie oderwania wydruku, szczególnie o dużej powierzchni.

 

  • płyta perforowana

Niektóre modele drukarek FDM są wyposażone w specjalne płyty perforowane, które mają zapewnić lepszą przyczepność wydruków do powierzchni. Drukując na takich powierzchniach musimy bezwzględnie stosować strukturę typu raft, aby dół wydruku nie wyszedł "podziurkowany". Drukowanie na rafcie wydłuża czas druku, zwiększa zużycie filamentu i jest szczególnym utrudnieniem przy druku płaskich elementów o dużych powierzchniach, ze względu na trudności z późniejszym rozdzieleniem wydruku od struktury pomocniczej. Dodatkowo płyty te często nie spełniają wymogów płaskości - szczególnie podczas rozgrzewania stołu jego pokrzywienie może się uwydatniać, utrudniając jego spoziomowanie na całym obszarze.

 

  • ultrabase

Ultrabase znajdziemy w drukarkach firmy Anycubic, ale bliźniacze rozwiązania stosują już inni producenci drukarek, jak np. Artillery. Ultrabase to szkło hartowane, pokryte strukturą nadającą mu mikroporowatość. Jest zintegrowany z całym układem stołu, czyli płytą aluminiową i grzałkami stołu. Ultrabase ma zapewniać lepszą przyczepność i płaskość, niż tafla szklana. Jego wadą jest konieczność wymiany całego stołu grzewczego w razie uszkodzenia i możliwość uszkodzenia mikroporowatego pokrycia przy nadmiernym skrobaniu szpachelką. 

Do stolików typu ultrabase nie zaleca się stosować dodatkowych środków adhezyjnych - mogą one utrudnić zdjęcie wydruku ze stołu, a próba siłowego zdjęcia go np. za pomocą szpachelki może skutkować podrapaniem i uszkodzeniem mikroporwatej struktury stołu.

 

  • płyta ceramiczna

Płyty ceramiczne są dość rzadko spotykane. Ich zaletami są: bardzo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, odporność na zarysowania i uszkodzenia mechaniczne. Zwykle stosowane płyty ceramiczne mają dodatkowo rozwiniętą, chropowatą powierzchnię, choć czasem stosuje się także gładkie płyty. Wadą jest ich znaczny ciężar oraz długi czas rozgrzewania.

 

3. Środki komercyjne

Ich zaletą jest fakt, że są dedykowane do wykorzystania w drukarkach FDM, zatem dopasowane do szczególnego sposobu użytkowania oraz dostępne w większości dobrych sklepów z filamentami. Można więc bez problemu zaopatrzyć się w profesjonalny środek podczas rutynowych zakupów do drukarki. Takie środki powinny umożliwiać równomierne pokrycie stołu roboczego, zapewniać proste usuwanie ich ze stołu roboczego oraz współpracę z różnymi, także bardziej wymagającymi materiałami. Główną ich wadą może być cena.

Płyn dedykowany do temperatur stołu w zakresie 50-60 stopni i polecany szczególnie do PLA czy PET-G. Jest wyposażony w spryskiwaczktóry nie tworzy mgiełki, lecz pozwala na lepsze ukierunkowanie strumienia substancji, która nie osiada się na mechanicznych podzespołach drukarki. Płyn jest delikatnie żelowy, przezroczysty, nie wpływa na wygląd dolnej powierzchni, ale może wymagać spłukania z wydruku przy pomocy wody, jeśli zaaplikujemy go zbyt dużo. Można aplikować go wielokrotnie, uzupełniając utrzymującą się na stole warstewkę, a do oczyszczenia stołu wystarczy ciepła woda. Polecamy do czyszczenia stołu stosować myjki o rozwiniętej powierzchni - doskonale spisuje się tu ręcznik frotte.

 

Dimafix to środek w formie aerozolu, który ma za zadanie wiązać wydruk z powierzchnią szklaną w temperaturach stołu przekraczających 50 stopni - poniżej tej temperatury klej przestaje wiązać, umożliwiając swobodne oderwanie wydruku (rys. 1). Tworzy cienką, bardzo szczelną powłokę na stole roboczym, którą można zmyć zwykłą wodą. Zdejmując wydruk ze stołu pokrytego Dimafixem, możemy pozostawić na stole “przerwy” w powłoce, które można uzupełnić aplikując po prostu kolejną warstwę sprayu. Same wydruki mogą wymagać lekkiego spłukania wodą, by usunąć biały nalot. Dimafix jest bardzo skutecznym środkiem przy druku z ABSu, dobrze radzi sobie nawet z dużymi powierzchniami i umożliwia łatwe usunięcie wydruku po ostygnięciu stołu. O tym jak mocno potrafi trzymać Dimafix świadczy poniższy wykres. Przy temperaturze ok. 100 °C naprężenia zrywające sięgają 190 MPa, co oznacza, że znacznie łatwiej jest rozerwać wydruk - potrzeba do tego ok. 60 MPa - niż oderwać go od stołu. 

 

Naprężenia potrzebne do oderwania wydruku z ABSu od stołu w funkcji temperatury.

Rys. 1. Naprężenia potrzebne do oderwania wydruku z ABSu od stołu w funkcji temperatury.

żródło: DimaFIX Techniocal Report.

 

 

Używając Dimafixa należy:

  1. Potrząsać chwilę puszką.
  2. Rozprowadzić środek na zimnym stole.
  3. Rozgrzać stół i komorę, jeśli drukarka jest w nią wyposażona.

Dimafix niestety występuje w formie aerozolu, co utrudnia utrzymanie podzespołów naszej drukarki 3D w czystości. 

Odpowiedź na aerozolową formę Dimafixu - tę substancję możemy nakładać, rozsmarowując bezpośrednio po stole - forma aplikacji jest podobna jak w znanych ze szkoły klejach w płynie. Dimafix Pen charakteryzuje się identycznymi cechami jak w aerozolu, tworzy jednak nieco grubszą, mniej estetyczną powłokę, kosztem ukierunkowania jego działania.

  • podkładki adhezyjne - COROPad, BuildTak - podkładki COROPad są dostępne tu

Samoprzylepne podkładki naklejane na powierzchnię stołu roboczego. Ważne, żeby przed ich doklejeniem odtłuścić stół roboczy. Podkładki są dość sztywne i grube, odporne mechanicznie, ulegają jednak z czasem zużyciu i wymagają wymiany. Szczególny problem w przypadku podkładek stanowią wydruki, które przy zdejmowaniu pozostawią część dolnych warstw na stole roboczym - cienkie warstwy wydruku mogą być bardzo trudne w usunięciu i wymagać wymiany całej podkładki. 

Zaletą podkładek adhezyjnych jest czystość użycia - nie mamy kontaktu z lepką substancją, nie ma potrzeby częstego czyszczenia stołu roboczego czy wydruku. Dodatkowo wydruki na COROPadzie charakteryzują się estetyczną, matową powierzchnią dolną.

Coropad to podkładki polskiej produkcji, są więc nieco tańsze niż ich pierwowzór - BuildTak.

 

W Tabeli 2. zaprezentowaliśmy główne zalety i wady wymienionych wyżej komercyjnych środków adhezyjnych.

Tabela 2. Komercyjne środki adhezyjne - główne zalety i wady.

materiał

główne zalety

główne wady

3D Reaktor adhesive

+cena

+prostota aplikacji

+ukierunkowana aplikacja, nie ulega rozpyleniu w niepożądanych obszarach

+równomierne rozprowadzenie

+nie wpływa na powierzchnię wydruku

+łatwe czyszczenie stołu

-dostępny tylko w naszym sklepie (ale przecież i tak przyjdziecie do nas po filament, prawda? :) )

-dedykowany do temperatur stołu poniżej 60 stopni

-nieduża buteleczka

Dimafix aerozol

+prostota aplikacji

+równomierne rozprowadzenie

+nie wpływa na powierzchnię wydruku

+łatwe czyszczenie stołu

+łatwe odrywanie wydruku po ostygnięciu stołu

-cena

-aerozol ulega rozpyleniu w niepożądanych obszarach, np. mechanicznych podzespołach drukarki

-dedykowany do materiałów wymagających podgrzewanego stołu - nie działa poniżej 50 stopni


Dimafix Pen

+prostota aplikacji

+nie wpływa na powierzchnię wydruku

+ukierunkowana aplikacja, nie ulega rozpyleniu w niepożądanych obszarach

-cena

-konieczność wypłukania wydruku

-dedykowany do materiałów wymagających podgrzewanego stołu - nie działa poniżej 50 stopni

C-stick

+niższa cena jak na środek do wyższych temperatur stołu roboczego

+prostota aplikacji

+równomierne rozprowadzenie

+nie wpylwa na powierzchnię wydruku

+łatwe czyszczenie stołu

-aerozol ulega rozpyleniu w niepożądanych obszarach, np. mechanicznych podzespołach drukarki

-dedykowany do materiałów wymagających podgrzewanego stołu - nie działa poniżej 50 stopni

podkładki adhezyjne

+prostota aplikacji

+czystość

+estetyczna powierzchnia wydruku

+nie wymaga częstego czyszczenia stołu

-cena

-możliwość ich uszkodzenia mechanicznego

-konieczność wymiany na nową w przypadku zużycia

-problematyczna, jeśli zostanie na niej część wydruku

4. Domowe środki adhezyjne

Zaletą domowych środków adhezyjnych jest ich łatwa dostępność, kiedy potrzebujemy doraźnej pomocy lub po prostu nie zdążyliśmy jeszcze zaopatrzyć się w cały niezbędnik do drukarki 3D. Często jednak metody te satysfakcjonują użytkowników na tyle, że nie poszukują już lepszych rozwiązań. Wadą rozwiązań niededykowanych do drukarek 3D mogą być problemy z równomiernym rozprowadzeniem środka, z oczyszczeniem stołu czy zbyt mała skuteczność, szczególnie dla trudniejszych w druku materiałów.

W Tabeli 1. przedstawiliśmy najbardziej znane, domowe metody polepszające adhezję wraz z oceną zalet i wad tych rozwiązań:

Tabela 1. Domowe środki adhezyjne, ich główne zalety i wady.

materiał

opis

główne zalety

główne wady

taśmy malarskie, bluetape

taśmy o chropowatej strukturze, naklejane pasami na powierzchnię stołu

+dostępność

+cena

+matowa powierzchnia wydruków

+czystość 

-uciążliwa aplikacja

-łatwo się zahaczają i zrywają
-nierówności w miejscu łączenia, pęcherzyki powietrza

-niepolecane dla wysokich temperatur stołu

-mało wydajny

taśma kaptonowa

taśma termoodporna, o śliskiej powierzchni, nakładana pasami

+dostępność

+cena

+gładka powierzchnia wydruków

+możliwość stosowania przy podwyższonych temperaturach stołu

+czystość

-uciążliwa aplikacja

-łatwo się zahaczają i zrywają
-nierówności w miejscu łączenia, pęcherzyki powietrza

-mało wydajny

kleje w sztyfcie/typu wikol

pokrycie stołu warstwą kleju zawierającego w składzie PVA

+dostępność

+cena

+prostota aplikacji

+nie ulega zerwaniu

+wydajność

-brzydka, poklejona powierzchnia wydruków

-stół wymaga częstego, uciążliwego czyszczenia

-nierównomierna aplikacja, szczególnie dla klejów w sztyfcie

-niepolecane do bardziej wymagających materiałów

lakier/żel do włosów

pokrycie stołu warstwą aerozolu - poleca się stosowanie lakieru który nie tworzy mgiełki przy rozpylaniu, np.  hegron czy niektóre lakiery firmy joanna 

+dostępność

+prostota aplikacji

+nie wpływa na powierzchnię wydruków

+równomierne rozprowadzenie

+wydajność

+czystość

-wydruki wymagają zwykle zmycia warstwy lakieru

-cena

-raczej nie polecany do temperatur powyżej 50 stopni

-może sprawiać problemy przy usuwaniu

-bywa zbyt mocny

-lakiery tworzące mgiełkę mogą powodować rozpylenie lakieru w niepożądanych obszarach, np. mechanicznych podzespołach drukarki

środki spożywcze

przetarcie stołu octem, wodą z cukrem

+dostępność

+cena

+prostota aplikacji

+nie wpływa na powierzchnię wydruków

+równomierne rozprowadzenie

+wydajność

+czystość

-niepolecane do bardziej wymagających materiałów

-brzydki zapach octu

sok z ABS

substancja będąca rozpuszczonym w acetonie ABSem(np. ze starego wydruku), którą pokrywa się stół roboczy

+dostępność

+cena

+prostota aplikacji

+równomierne rozprowadzenie

+wydajność

+dobra skuteczność dla wymagającego ABSu

-zabarwienie powierzchni wydruku odpowiadające kolorowi ABSu w roztworze

-skuteczne tylko w przypadku ABSu

-uciążliwe w czyszczeniu

-nieprzyjemny zapach

 

Podsumowując, w domu znajdziemy całkiem sporo środków zastępujących profesjonalne preparaty adhezyjne. Posiadają one jednak szeregi wad i czasem średnio satysfakcjonującą skuteczność, szczególnie dla ABSu i innych wymagających materiałów. Jeżeli więc uzupełniacie zapasy filamentu, pomyślcie także o zaopatrzeniu się w dedykowane środki adhezyjne, których zastosowanie pozwoli znacznie zmniejszyć ryzyko wydruków typu "spaghetti". Dzięki temu zaoszczędzicie czas potrzebny na przygotowanie drukarki oraz czyszczenie jej powierzchni.

Zapraszamy również na naszego Facebooka i Instagrama - tam znajdziecie informacje o promocjach oraz zdjęcia naszych wydruków. Polecamy również naszą grupę Druk 3D Warszawa, gdzie publikowane są cenne wskazówki i informacje na temat druku 3D!

 

Icons made by Freepik from www.flaticon.com       

Komentarze do wpisu (0)

Menu Szukaj więcej więcej
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Sklep internetowy Shoper.pl