Если смола в вашем металлическом 3-D-принтере работает как связующее или пропитка для порошка, равномерность слоя часто ломается не на слайсере, а на форсунке. Мелкие пятна пересыщения, сухие полосы, капли по краям дорожки — это потом проявляется как слабая «зеленая» заготовка, трещины при удалении связующего и неравномерная усадка после спекания.
Поэтому специализированную форсунку выбирают не по каталожному диаметру отверстия, а по тому, как она ведет себя с конкретной смолой, на конкретном расстоянии до слоя и при конкретной скорости движения головки.
Сначала уточните, какую задачу должна решать форсунка
В процессах печати по металлическому порошку смола обычно должна не «залить» слой, а равномерно смочить его: связать частицы, пройти на нужную глубину и оставить предсказуемое количество связующего на единицу площади. Если смолы мало — слой осыпается или плохо держит форму. Если много — появляются локальные лужи, смола мигрирует, деталь ведет после спекания.
Перед выбором форсунки соберите минимум таких данных:
- вязкость смолы при рабочей температуре;
- есть ли в смоле наполнитель, металлический порошок или твердые частицы;
- насколько смола летучая и как быстро меняет свойства при испарении растворителя;
- толщина слоя порошка и фракция порошка;
- скорость движения головки и допустимое время цикла;
- требуемая ширина дорожки и точность по краям детали;
- нужно ли распылять сплошным факелом или точечно, по карте связующего.
Если хотя бы один из этих пунктов плавает от партии к партии, форсунка должна иметь запас по регулировке. Иначе настройка, которая вчера работала, завтра начнет давать сухие полосы или пересыщенные участки.
Если смола содержит летучие растворители, распыление под давлением в порошковой среде требует закрытого контура, вентиляции и заземления оборудования. Туман смолы и металлическая пыль могут быть пожароопасными, поэтому безопасность здесь не «дополнительная опция», а часть конструкции узла нанесения.
Почему обычная форсунка часто не подходит
Обычная распылительная форсунка может красиво работать на стенде, но плохо переносится в 3-D-печать по металлу. На тестовой пластине факел выглядит ровным, а на порошке начинаются проблемы.
- крупные капли дают локальное перенасыщение и лужи;
- слишком мелкий туман улетает в сторону, испаряется или не проникает в порошок;
- воздушный поток может сдвигать тонкий слой металлического порошка;
- при старте и остановке появляются кляксы;
- при изменении температуры вязкость смолы меняется, и расход уходит;
- малое проходное сечение быстро забивается, особенно если смола содержит частицы;
- края факела часто слабее центра, поэтому без перекрытия проходов появляются полосы.
Хорошая форсунка для такого принтера — это не просто «маленькое отверстие». Это узел, который держит стабильный расход, дает предсказуемый размер капли, быстро открывается и закрывается, не капает после остановки и нормально переносит промывку.
Какие типы форсунок использовать в разных задачах
Ниже не рейтинг «лучших» форсунок, а практическая развилка. Один тип может отлично работать на широком слое порошка и провалиться на точечной пропитке. Другой даст высокую точность, но окажется слишком медленным для вашей камеры печати.
| Тип форсунки | Где работает нормально | Что дает | Где начинает мешать | На что смотреть при выборе |
|---|---|---|---|---|
| Щелевая flat fan с равномерным факелом | Широкие проходы по порошковому слою, когда нужна стабильная полоса связующего. | Простая настройка перекрытия, понятная ширина дорожки, хорошая производительность. | Края факела часто слабее центра; без компенсации появляются светлые полосы. | Карта плотности факела, рабочий угол, расход при вашем давлении, антикапельный клапан. |
| Конусная full cone или hollow cone | Локальное смачивание, круглые зоны покрытия, простые системы нанесения. | Хорошее покрытие площади вокруг оси факела. | Неравномерность между центром и периферией; сложнее делать ровную дорожку при движении головки |