Problem mit der Hitzeentwicklung beim 3D-Drucker und wie man es behebt

Neben vielen Herausforderungen beim 3D-Druck ist auch die Wärmeentwicklung ein ziemlich frustrierendes Problem, mit dem die meisten 3D-Drucker-Benutzer konfrontiert sind. In diesem Artikel besprechen wir, was Hitzekriechen bei 3D-Druckern ist und wie man Probleme mit Hitzekriechen beheben kann.

Was ist Hitzekriechen bei 3D-Druckern?

Beim 3D-Druck bedeutet Wärmekriechen, dass Wärme schleichend vom heißen Ende in die kalte Zone gelangt, die auch als Kühlkörperbereich des Druckkopfs bezeichnet wird. Dies führt zu einem früheren Schmelzen des Filaments vor der heißen Zone. Und es kommt zu einer Verstopfung des Filaments innerhalb der Wärmetrennung oder des Wärmedämmrohrs.

Und laut erfahrenen Anwendern kommt es bei 3D-Druckern oft mitten im Druck zu einem Hitzeschleichen, insbesondere wenn die Erwärmung die höchste Temperatur erreicht. Und es kommt selten vor, dass nach einem Druck ein Hitzeeinbruch auftritt.

Symptome von Hitzekriechen

Der Hitzeeinbruch bei 3D-Druckern führt oft zu unfertigen halbgedruckten Objekten mit haarigen Spitzen. Und Wärmekriechen tritt tendenziell häufiger bei heißen Enden aus Metall auf, da sich die Wärme viel einfacher durch Metallkomponenten ausbreitet.

Was verursacht Hitzekriechen?

Es gibt viele Faktoren, die zu Hitzekriechen führen können, zum Beispiel eine zu hohe Hot-End-Temperatur, unzureichende Hot-End-Kühlung, eine zu lange Aufheizzeit für das Filament, eine schlechte Heatbreak-Qualität, eine zu große Rückzugslänge und eine zu niedrige Druckgeschwindigkeit sowie Hot-End-Designs.

Eine zu hohe Temperatur am heißen Ende kann dazu führen, dass übermäßige Wärme zu Teilen gelangt, die nicht beheizt werden müssen, und es kommt zu einem Wärmekriechen.

Eine unzureichende Kühlung des heißen Endes, verursacht durch einen langsam laufenden oder falsch funktionierenden Kühlventilator, führt auch dazu, dass die Wärme zu unnötigen Teilen gelangt und das Filament vor der Schmelzzone schmilzt.

Wenn das Filament zu lange im heißen Ende bleibt, kommt es zu einer zu langen Aufheizzeit. Daher wandert die Wärme nach oben und schmilzt das Filament vor der Schmelzzone.

Eine minderwertige Wärmetrennung mit höherer Wärmeleitfähigkeit kann eine weitere Ursache für die Wärmeübertragung zum kalten Ende sein und zu Wärmekriechen führen.

Wenn eine zu große Rückzugslänge eingestellt ist, kann geschmolzenes Filament im heißen Ende zu den Kühlkörpern hochziehen und schließlich zu Verstopfungen führen, und es kommt zu Wärmekriechen.

Eine zu niedrige Druckgeschwindigkeit führt zu Inkonsistenzen zwischen dem extrudierten Filament und denen im Extrusionssystem.

Das Design des Ho-Ends kann auch eine Ursache für Hitzewallungen sein. Verschiedene Hotends haben unterschiedliche Kapazitäten, um mit der Hitze umzugehen. Normalerweise neigt ein Ganzmetall-Hot-End eher dazu, die Wärme leichter innerhalb der Hot-End-Baugruppe zu transportieren, und wenn es andere Faktoren kombiniert, kommt es tendenziell zu Wärmekriechen, die Ihren Druck beeinträchtigen.

Wie kann man den Hitzeeinbruch bei 3D-Druckern verhindern und beheben?

Jetzt gehen wir den oben genannten Ursachen nach, um zu erfahren, wie man die Hitzeentwicklung beim 3D-Druck beheben kann.

Lösung 1 – Stellen Sie die Hot-End-Temperatur niedriger ein

Wenn Hitzekriechen auftritt, ist das erste, was wir tun, und der einfachste Weg, eine niedrigere Hot-End-Temperatur einzustellen, um übermäßige Hitze nach oben zu reduzieren und ein früheres Schmelzen des Filaments zu verhindern.

Achten Sie dabei jedoch immer auf den erforderlichen Temperaturbereich, um Ihr spezifisches Filament zu erhitzen und zu schmelzen. Eine zu niedrige Hot-End-Temperatur führt zu unzureichendem Filamentschmelzen und verstopfter Düse.


Lösung 2 – Erhöhen Sie die Lüftergeschwindigkeit oder ersetzen Sie den falschen Lüfter

Erhöhen Sie die Lüftergeschwindigkeit oder ersetzen Sie den falschen Lüfter. Dies sollte der nächste Schritt sein, mit dem wir versuchen, das Auftreten von Hitzeausbreitung zu verhindern.
Erhöhen Sie die Lüftergeschwindigkeit jeweils um 10 %, um die beste Einstellung für Ihren spezifischen Druck zu finden, bis die Hitzeentwicklung verschwindet. Wenn die Lüftergeschwindigkeit 100 % erreicht oder es während des Vorgangs zu Verformungen kommt, aber immer noch ein Hitzeschleichen auftritt, fahren Sie mit anderen Lösungen fort.

Lösung 3 – Druckgeschwindigkeit erhöhen

Eine schrittweise Erhöhung der Druckgeschwindigkeit kann eine weitere Methode zur Behebung des Problems der Wärmeausbreitung sein. Es ist besser, die Druckgeschwindigkeit um 2–5 mm/s pro Mal zu erhöhen, um einen starken Rückgang der Druckgeschwindigkeit durch Extrusion und sogar eine verstopfte Düse zu vermeiden.

Lösung 4 – Untere Rückzugslänge einstellen

Eine zu lange Rückzugslänge zieht zu langes Filament nach oben und halb geschmolzenes Filament gelangt zurück zum Hals. Unter diesen Umständen kommt es auch zu Wärmekriechen. Verringern Sie die Rückzugslänge schrittweise um jeweils 0,5 mm, um den geeigneten Rückzugswert für Ihren Druck herauszufinden.

Lösung 5 – Wärmepausen mit geringerer Wärmeleitfähigkeit verwenden

Wärmepausen mit höherer Wärmeleitfähigkeit leiten die Wärme schneller weiter und die Wärme steigt aus der heißen Zone schnell nach oben.

Üblicherweise ist eine Edelstahl-Wärmebremse der Standardtyp für die meisten preisgünstigen Hot-Ends von 3D-Druckern. Für eine geringere Wärmeleitfähigkeit verwenden Sie als Ersatz eine Wärmebremse aus Titanlegierung. Eine weitere Option ist die Verwendung einer Bimetall-Wärmetrennvorrichtung mit Kupferoberteil zur besseren Wärmeableitung zur Unterstützung des Kühlkörpers und Titanlegierungsunterteil zur Verhinderung von Wärmeausbreitung.

Lösung 6 – Verwenden Sie ein mit PTFE ausgekleidetes heißes Ende

Unter bestimmten Umständen kann es hilfreich sein, das Hot-End vollständig aus Metall durch ein mit PTFE ausgekleidetes Hot-End zu ersetzen, um Probleme mit dem Wärmekriechen zu lösen.

Ein mit PTFE ausgekleidetes heißes Ende wird mit einem abnehmbaren PTFE-Schlauch geliefert, der die Wärme isoliert, bevor das Filament in die Schmelzzone gedrückt wird.

Denken Sie daran, dass das vollständig aus Metall bestehende Hot-End nur ein unterstützender Faktor für das Wärmekriechen ist. Daher ist die Verwendung eines PTFE-ausgekleideten Hot-Ends als Ersatz der letzte Ausweg, den wir ergreifen, um das Problem des Hitzekriechens beim 3D-Druck zu lösen.

Weitere Faktoren, die wir berücksichtigen sollten:

Es gibt viele andere Faktoren, die wir berücksichtigen sollten, wenn wir mit der Hitzeentwicklung von 3D-Druckern umgehen.

1. Reinigen Sie die Hot-End-Baugruppe

Verschmutzte Hot-End- oder Filamentrückstände im Inneren oder auf der Oberfläche können zu Hitzeausbrüchen oder anderen Problemen führen. Denken Sie daran, nach mehreren Drucken sowohl das Äußere als auch das Innere der Hot-End-Komponenten, einschließlich des Lüfters, abzuwischen und zu reinigen.

2. Überprüfen oder ersetzen Sie den PTFE-Schlauch

Der PTFE-Schlauch isoliert die Wärme und verhindert ein unerwartetes früheres Schmelzen des Filaments. Überprüfen Sie immer, ob der PTFE-Schlauch korrekt installiert ist und sich in gutem Zustand befindet. Schneiden Sie das verbrannte Ende des PTFE-Rohrs ab und installieren Sie es wieder.

Sie können den serienmäßigen PTFE-Schlauch auch durch einen Schlauch höherer Qualität ersetzen.

3. Verwenden Sie hochwertiges Filament

Durch die Verwendung hochwertiger Filamente wird auch die Möglichkeit eines Wärmekriechens verringert.

4. Schalten Sie Ihren Drucker aus, wenn Sie nicht drucken

Wenn Sie nicht mehr drucken, schalten Sie den Drucker einfach aus. Kontinuierlich erhitztes heißes Ende ohne Unterbrechung neigt dazu, Wärme anzusammeln und zu einem Wärmekriechen zu führen. Einige erfahrene Hersteller haben es bemerkt und festgestellt, dass ein Ausfall des Druckers hilfreich ist.