Bei einem 3D-Drucker ist die Baukammer der geschlossene Raum, in dem der 3D-Druckprozess stattfindet. Es gibt zwei Möglichkeiten, die Baukammer zu erwärmen: passiv und aktiv.
Passiv beheizte Baukammern
Passiv beheizte Bauschränke sind auf die Wärme angewiesen, die von den Druckerkomponenten wie Hotend / Düse und Bett erzeugt wird, um den Bauschrank zu erwärmen. Dies kann eine effektive Möglichkeit sein, Energie zu sparen und zu versuchen, die Temperatur in der Baukammer zu erhöhen. Für Anwendungen, die eine präzise und konsistente Temperaturregelung erfordern, oder für technische Werkstoffe und Industrieanwendungen, die temperaturempfindlich sind, ist dies jedoch häufig nicht geeignet.
Aktiv beheizte Baukammern
Aktiv beheizte Bauschränke hingegen verwenden ein externes Heizelement, wie ein Heizkissen oder eine zusätzliche spezielle Heizung, um eine gleichbleibende und erhöhte Temperatur im Bauschrank aufrechtzuerhalten. Diese Art von Heizsystem ermöglicht eine genauere Temperaturregelung, was für technische und fortgeschrittene Materialien nützlich sein kann, die einen bestimmten Temperaturbereich benötigen, um korrekt gedruckt zu werden, oder für industrielle Anwendungen, bei denen Druckqualität und Maßgenauigkeit entscheidend sind.
Zwei Wärmeübertragungstechnologien
Unter den aktiv beheizten Kammern herrschen zwei Wärmeübertragungstechnologien: die Strahlungsheizung und die erzwungene Konvektion.
Die Strahlungsheizung erfolgt in der Regel über Lampen oder IR-Quarzröhren und hat den Vorteil, dass die Aufwärmzeit verkürzt wird, aber den Nachteil, dass sie ziemlich ungenau ist. Unterschiedliche Materialien weisen unterschiedliche Absorptionskoeffizienten auf, während die Teilgeometrie die absorbierte Strahlungswärme und den Wärmeverlust durch Konvektion und Leitfähigkeit stark beeinflusst, was zu einer inkonsistenten Teiltemperatur und Druckqualität führt.
Die erzwungene Konvektionsheizung beruht auf Ventilatoren, die einen starken Luftstrom in der gesamten Baukammer erzeugen, was zu einheitlicheren Temperaturen führt, was wiederum die Herstellung von maßgenauen Teilen ermöglicht. Das Erreichen einer hohen eingestellten Temperatur kann länger dauern, ist aber für industrielle 3D-Drucker, die dazu neigen, sequentielle Druckaufträge auszuführen, weniger wichtig. Vergleicht man die beiden Technologien, so ähneln sie sich in ihrer Arbeitsweise mit einer erzwungenen Konvektion im Vergleich zu einer Mikrowelle: Während erstere das bevorzugte Werkzeug zum Kochen von Abendessen ist, wird letztere häufiger zum Erhitzen der Reste verwendet, wenn auch mit ungleichmäßigen Ergebnissen.
Actively Heated Build Chamber – INDUSTRY F421
Actively Heated Build Chamber – INDUSTRY F350
Actively Heated Build Chamber INDUSTRY F421
Industrielle 3D-Drucker verfügen in der Regel über eine aktiv beheizte Baukammer, die so ausgelegt ist, dass innerhalb des Bauvolumens des Druckers, in dem der 3D-Druckprozess stattfindet, eine konstante und erhöhte Temperatur aufrechterhalten. Eine aktiv beheizte Baukammer ist für einen 3D-Drucker wichtig, da sie eine Reihe von Vorteilen bieten kann, darunter:
- Echte industrielle Werkstofffähigkeiten: Alle 3D-Druckmaterialien, insbesondere hochentwickelte und technische Polymere, erfordern einen bestimmten Temperaturbereich, um korrekt zu drucken. Eine aktiv beheizte Baukammer kann dazu beitragen, dass das Material die richtige Temperatur für eine optimale Druckleistung hat.
Überlegene Druckgenauigkeit: Eine gleichbleibende und kontrollierte Temperatur innerhalb der Baukammer kann dazu beitragen, die Gesamtgenauigkeit und Präzision des gedruckten Objekts zu verbessern, indem temperaturbedingte Verzerrungen minimiert werden.
Verbesserte Druckqualität: Die Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden und erhöhten Temperatur innerhalb der Baukammer kann dazu beitragen, die Gesamtqualität des Druckobjekts zu verbessern, indem Verzerrungen und andere Veränderungen, die durch Temperaturänderungen während des Druckprozesses verursacht werden, reduziert werden.
Optimale Bauteilfestigkeit und verbesserte Isotropie: Indem die vorherige Schicht nahe ihrer Glasübergangstemperatur gehalten wird, wird die Verbindung zwischen den Schmelzschichten optimiert, was zu stärkeren Bauteilen mit besseren mechanischen Eigenschaften führt.
Schnelle Druckgeschwindigkeit: Die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur innerhalb der Baukammer kann auch dazu beitragen, die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen, da der Drucker keine Pause machen muss, um die Temperatur während des Druckvorgangs anzupassen.
The 3DGENCE INDUSTRY™ F421 and F350 production systems feature build chambers actively heated via forced convection, with capability up to 195 ⁰C and 140 ⁰C, respectively. This enables the production of strong, dimensionally accurate parts made of engineering-grade, advanced and composite materials for demanding applications in the aerospace (including the emerging private space industry), defense, medical, railway, automotive (including the fast-growing e-mobility applications) and consumer products industries.
