Venovali ste tlači svojho 3D výtlačku nemálo času, zháňali ste najlepší materiál, vytvorili si 3D model a v napätí čakali, ako sa vám ho podarí vytlačiť a či bude bez chyby. Tak prečo z neho nevytrieskať ešte viac, ako sa na prvý pohľad môže zdať?

Počuli ste už o procese žíhania, ktoré vašim 3D výtlačkom z nášho PLA dodá ešte väčšiu silu a odolnosť? Niečo ako špenát pre Pepka námorníka. Že nie? Tak si to spolu prejdeme: 

 

Ako byť ako Pepek a získať zo svojho 3D výtlačku maximum?

Zaručeným spôsobom je žíhanie, jednoduchšie povedané - zapekanie. V konečnom dôsledku je to veľmi jednoduchý proces, ktorým dokážete váš materiál premeniť na jeden z najsilnejších v porovnaní s ostatnými a stačí vám k tomu prístup do kuchyne a plech na pečenie.

Povedzme si najprv trochu teórie

Žíhanie je staroveký proces, ktorý sa pôvodne používal v metalurgii na zvýšenie pevnosti kovových predmetov. Je to v podstate tepelné ošetrenie, ktoré sa využíva na zmenu fyzikálních vlastností bez zmeny existujúceho tvaru. Žíhanie, alebo jednoduchšie zapekanie, v podstate zvyšuje tvárnosť predmetu. Pôvodne sa používalo na úpravu kovov a časom sa prispôsobilo aj na úpravu plastov. Tento proces podporuje pevnosť a tuhosť už hotového 3D predmetu. 

 

Ako to funguje s kovmi?

V metalurgii spôsob počiatočného formovania a formovania kovového predmetu spôsobuje, že sa vo vnútri kovu tvoria kryštalické štruktúry nazývané „zrná“. Výsledkom je, že kov je tvrdý, ale krehký a praskne pod napätím pozdĺž spojovacích čiar medzi jednotlivými zrnami. Žíhanie kovom zahrnuje opätovné zahriatie kovu na teplotu pod jeho teplotou topenia a jeho následné ochladenie. Toto opätovné zahriatie spôsobuje, že sa z pôvodných zŕn vytvárajú väčšie kryštály, ktoré „rastú“. To znamená, že tvar kovu sa síce nezmenil ale jeho vlastnosti áno, k lepšiemu.

 

Žíhanie, zapekanie, zmierňovanie stresu v 3D výtlačku. Ako to teda správne nazvať? 

Presnejšie by sme tento proces mohli pomenovať ako „zmierňovanie stresu“ či stužovanie. V podstate znižujete stres vo vysoko pôsobiacich oblastiach a rovnomernejšie ho rozptýnate v 3D výtlačku, takže je menej pravdepodobné, že sa zlomí.

 

Ako to funguje s plastami?

V prípade plastov je proces trochu iný. FDM tlač nevyhnutne vyžaduje zahrievanie tlačového materiálu, aby sa mohol extrudovať. Po vytlačení sa materiál ochladí na tlačený predmet. Plast je pomerne zlý vodič tepla. To znamená, že zahrievaný plast má tendenciu chladiť nerovnomerne. Toto nerovnomerné ochladzovanie prináša stres do tlačeného objektu, ktorý je prirodzene zväčšený konštrukciou vrstiev výtlačkov.

Väčšina termoplastov používaných pri tlači FDM sú polyméry. Polymér pozostáva z dvoch alebo viacerých látok. Každá látka sa skladá z dlhých molekulárnych reťazcov. Tieto reťazce sú vzájomne prepletené a vytvárajú polymér. Na mikroskopickej úrovni je štruktúra plastu obvykle neorganizovaná a skôr amorfná. Po vytlačení je pravdepodobné, že sa navinú pásy - malé kryštály, kde sa plast rýchlo ochladzuje, a väčšie kryštály, ak je to pomalší proces.

Žíhajúce plasty teda zahŕňajú mierne opätovné zahriatie látky na teplotu jej skleného prechodu alebo tesne nad ňou, ale pod jej teplotou topenia, na ktorej sa určitý čas udržuje a potom sa pomaly nechá vychladnúť.

Je to vlastne podobné, ako žíhanie kovu, aj toto opätovné zahrievanie a predĺžené chladenie zvyšuje množstvo veľkých kryštalických štruktúr v plaste a redistribuuje napätie v tlačenej časti.

Keď sa polymér priblíži alebo dosiahne svoju teplotu skleného prechodu, molekulárne reťazce majú dostatok energie na to, aby sa stali amorfnými. Pri tejto teplote sú schopné otáčať sa, pohybovať, napínať atď. Tento proces uvoľňuje niektoré z ťahových a tlakových síl, ktoré vyplývajú z nerovnomerného ochladzovania.

Keďže ide o plast vyrobený z polymérov, proces nefunguje úplne rovnako ako s kovmi, takže namiesto toho, aby ste na konci dostali mäkký a ťažný predmet, skončíte s plastom, ktorý je pevnejší, tuhší a odolnejší. Preto by bol možno presnejší výraz nie žíhanie, ale „stužovanie“.

 

 

Na čo si pri žíhaní dať pozor?

Rovnaký materiál od rôznych dodávateľov môže mať mierne odlišné teploty skleného prechodu a rúry môžu mať zvyčajne termostaty, ktoré sú +/- 10%. S týmito teplotami preto zaobchádzajte iba ako s návodom a vyskúšajte ich vopred na niektorom z vašich nepodarených výtlačkov.

PLA od nás môžete zapekať na 90-130°C cca 15 minút. 

 

Pustíte sa do toho procesu? Dajte nám vedieť, ako vaše zapekanie dopadlo. Budeme veľmi radi, keď sa k nám pridáte aj na našom Instagrame či do našej skupiny na FB 3D printing heroes