3D プリンターのヒート クリープを修正する方法

3D プリンターの問題の中には、目の前で発生するため簡単に検出できるものもありますが、検出されずに蓄積されて大きな被害をもたらす問題もあります。

このような問題は、ノズルを詰まらせるなど、気付かないうちに 3D プリンターに重大な損傷を与える可能性があります。

良い例は、3D プリンターの熱クリープです。

3D プリンターには、ヒーター ブロックに取り付けられたヒーター カートリッジがあります。ヒーター カートリッジが加熱されると、熱が分散する前にヒーター ブロックも加熱されます。

熱障壁チューブを通過し、その過程でフィラメントを溶かします。フィラメントはチューブ内を移動するにつれて膨張し、ヒーター ブロック内で溶けます。

次に、溶融したフィラメントがノズル端から排出されます。エクストルーダーを冷却すると、断熱チューブ内の熱が上昇します。

熱がチューブ内に忍び寄ると、内部のフィラメントがすぐに膨張します。ポリ乳酸 (PLA) が壁にくっついて熱障壁を引き起こします。

このような問題を防ぐためのヒントをいくつか知っておくと役に立ちます。この記事ではその一部を取り上げます。

ヒート クリープとは

ヒートクリープとは正確には何ですか？ 3D プリンターのホット アセンブリの構成と、これらのパーツがどのように機能し、相互に連携するかを理解するまで、それは異質な概念のように思えます。

開始するには、ホットエンドは、フィラメントがノズルから排出される前に溶融する場所です。押出機アセンブリの隣にあります。

加熱ブロックはノズルの上にあり、フィラメントを溶かすために熱を生成する領域です。その隣には温度センサーがあります。フィラメント温度を検出し、加熱ブロックに向けられる電力量を決定します。

次はヒートシンクです。加熱ブロックと押出機アセンブリの間にあり、それらを分離しています。その特性のいくつかは、電気伝導性と冷却ファンの統合です。

ヒート クリープは、加熱ブロックで生成された熱が上向きに移動し、フィラメントが意図した範囲を超えて溶融するときに発生します。その結果、フィラメントが急速に膨張し、押し出しの問題が発生する可能性があります。

ヒート クリープ 3D プリントの原因は?

3D プリンターの熱クリープは、知らないうちにいつでも発生する可能性があります。この問題を解決できるかどうかを知る必要がある重要なことの 1 つは、おそらく熱クリープの原因です。

これらの問題は、すぐに熱クリープを引き起こし、印刷物の品質を低下させる可能性があるため、早急に対処する必要があります。

最も一般的な原因のいくつかを次に示します。

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暑すぎる

ヒート ブロック内の温度が高いと、過剰な熱が 3D プリンター内の望ましくない部分に逃げ、ヒート クリープが発生します。

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ホット エンド デザイン

ホットエンドが異なれば、熱に耐える能力も異なります。金属製のホット エンドは、他の要因によって過度の熱が蓄積されると、ホット エンド アセンブリ内で熱が急速に移動する傾向があります。

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フィラメントが長時間ホットエンドに留まっている

フィラメントが高温端に長時間放置されると、溶融ゾーンに到達する前に溶融します。これにより、3D プリンターで熱クリープが発生します。

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ホットエンド冷却ファンの故障

ホット エンド ファンは、ホット エンドとヒートシンク アセンブリを冷却し、余分な熱を排出することになっています。

故障したファンは、ヒート ブロックで発生した余分な熱を追い出すのに不十分です。したがって、熱はホットエンドを上に動かし、フィラメントが溶融ゾーンに到達する前に溶融します.

3D プリンターのヒート クリープの問題に対処するためのヒント

3D プリンターのヒート クリープの問題に対処することは、目の前の問題を解決することだけではありません。また、将来これらの問題を回避または防止するための秘訣にも精通している必要があります。

最初のステップは、問題とその原因を特定することです。問題がヒート クリープであるかどうかを確認する必要があります。

PTFE チューブとノズルが一致していることを確認します。ノズルに問題があると思われる場合は、ノズルを交換してください。問題が解決しない場合、問題はヒート クリープです。

ヒート クリープに対処する際に役立つヒントを次に示します。

• 3D プリンターの設定を 1 つずつ調整します。 設定を 1 つずつ確認すると、正確な問題とその原因を簡単に特定できます。前に複数のハードウェアまたはスライサーの設定を構成することは避けてください。
• 撤回設定を下げます。 リトラクト設定は、プリントヘッドが移動したときにノズルから放出されるフィラメントの量を決定します。リトラクト長が長いと、高温のフィラメントが溶融ゾーンを越えて移動し、アセンブリに熱が伝達されます。それが問題である場合は、撤回設定を下げてください。
• PTFE チューブの末端をより頻繁に切断します。 これにより、テフロン チューブの端が焼けずに残り、ノズルと PTFE チューブが完全に適合します。これにより、ヒート クリープの発生を防ぐことができます。
• ホット エンド アセンブリをクリーニングします。 ホットアセンブリに汚れやほこりがないことを常に確認してください。数枚印刷するたびにホットエンドを清掃してください。ホット エンド アセンブリ内の粒子は、熱クリープを引き起こすだけでなく、他の問題も引き起こします。クリーニングするときは、ホット エンド アセンブリを湿らせてクリーニングし、通常の印刷温度でホット エンド コンポーネントの内側と外側の両方を湿らせた布または消毒用アルコール クロスを使用してクリーニングします。ただし、ノズルをクリーニングするときは、ノズルニードルを使用して粒子を取り除いてください。
• フィラメントは高品質である必要があります。 少なくとも +/- 0.05 mm 未満の公差を持つ高品質のフィラメントは、一貫した直径を持ち、ホット エンドの詰まりを防ぎます。
• 高品質の PTFE チューブを使用してください。 PTFE チューブは、チューブ内のフィラメントを絶縁することになっています。高品質の PTFE チューブは、フィラメントを所定の位置に適切に保護します。 PTFE チューブは、耐熱性にも優れている必要があります。
• 印刷後は必ず 3D プリンターをシャットダウンしてください。 プリンタの電源をオフにすると、印刷終了後にホット エンド アセンブリが確実に冷却されます。ただし、プリンターをシャットダウンする前に、ホット エンドの加熱が停止していることを確認してください。
• ホット エンド ファンをクリーニングする: ファンに汚れの粒子があると、ファンの速度が低下し、冷却効率が低下する可能性があります。ファンは定期的に消毒用アルコール クロスで掃除してください。
• 印刷が終了したら、フィラメントを取り外します。 ホット エンドからフィラメントを取り除かないと、溶融ゾーンの上でフィラメントが溶けてしまいます。そのため、印刷が完了したら削除することをお勧めします。

3D プリンターのヒート クリープを修正する方法

印刷温度を下げる

ヒートベッドからの熱が多すぎるためにプリント温度が高くなると、3D プリンターでヒートクリープが発生します。温度を下げるには、フィラメントの設定またはスライサーを変更してください。

フィラメントが溶けるのに十分な温度に保ってください。

ファン速度を上げる

ホットエンドに冷却ファンがある場合は、その速度を上げる必要がありますが、ない場合はヒートシンクの周りに取り付けることを検討してください。

ファンの速度は、フィラメントが溶融ゾーンでのみ溶融するようにフィラメントを冷却するのに十分な速度にする必要があります。ファンを 100% の速度にして熱クリープをなくし、速度を適切なレベルまで下げます。

考慮すべきファンには Noctua および CUI デバイスのファンもありますが、静かなファンが必要な場合は Noctua が最適です。

ヒートブロックエンドを交換

全金属製のホット エンドは、過剰な熱生成がある場合、熱クリープの蓄積を促進します。金属は熱も伝導します。

PTFE で裏打ちされたホット エンドには取り外し可能な PTFE チューブがあり、フィラメントにより優れた絶縁を提供します。また、チューブは、フィラメントが溶融ゾーンに到達するまで、フィラメントが溶融する温度を維持します。

3D プリンターの印刷設定が正しい場合、高品質のホット エンドで熱クリープの問題が発生することはありません。

印刷速度を上げる

ノズルのフィラメントは高速で移動します。これに関する限り、3D プリンターの印刷速度を遅くすると、排出されたフィラメントと押出システム内のフィラメントとの間で一貫性が失われる可能性があります。この不均衡により、ヒート クリープが発生する可能性があります。

プリンターの印刷速度を上げて、フィラメントの流れが一定になるようにします。印刷速度が正しくないと 3D プリンターに問題が発生する可能性があるため、印刷速度が正しく調整されているかどうかを必ず確認してください。

スピード タワーは、印刷速度を調整するための優れたソリューションです。これにより、同様の印刷物で異なる印刷速度を調整して、印刷品質への速度の影響を判断できます。

最終的な考え

3D プリンターの熱クリープは、3D プリント時に遭遇する可能性が高い最も困難な問題の 1 つです。取り返しのつかない重大な問題が発生するまで、問題を検出するのは容易ではありません。

ヒート クリープの問題は、主に印刷温度が高いことに関連しています。ヒートクリープの発生を防ぐために、この記事で強調したヒントに従ってください。