Mis vajab 3D-printeris jahutust? SLS, SLM, SLA ja DLP selgitus

3D-printimine hõlmab laia valikut tehnoloogiaid ja nende jahutusvajadused võivad olla väga erinevad. SLS, SLM/DMLS, SLA ja DLP kasutavad kõik erinevaid lähenemisviise detailide kiht-kihilt ehitamiseks. Sõltuvalt süsteemi konstruktsioonist võib peamiseks soojusallikaks olla CO₂-laser, kiudlaser, UV-laser või UV-valgusmootor. Mis siis tegelikult 3D-printeri sees jahutust vajab? Vastus sõltub vähem printeri nimest ja rohkem valgusallikast, optilisest süsteemist ja töötingimustest.

SLS 3D-printimine: CO₂ või kiudlaserjahutus
Selektiivne laserpaagutamine (SLS) kasutab laserit polümeeripulbri selektiivseks paagutamiseks kiht kihi haaval. Sõltuvalt masina arhitektuurist võivad SLS-süsteemid kasutada CO₂-lasereid või kiudlasereid.
CO₂-lasereid on laialdaselt kasutatud traditsioonilistes polümeer-SLS-süsteemides, samas kui uuemad platvormid saavad kasutada ka 1064 nm kiudlasereid. Mõlemas konfiguratsioonis võivad laser ja sellega seotud komponendid pikaajalise töötamise ajal soojust tekitada ja vajada spetsiaalset jahutust.
Reaalne rakendus: TEYU CW-6000 tööstuslikku jahutit kasutatakse selleks, et 100W CO₂ laseri jahutamine SLS 3D-printimissüsteemis.

SLM/DMLS 3D-printimine: kiudlaser ja optika jahutamine
Selektiivne lasersulatus (SLM) ja otsene metallilaser-paagutamine (DMLS) kasutavad lasereid metallipulbri kiht kihi haaval sulatamiseks või paagutamiseks.
Suure võimsusega kiudlasereid kasutatakse laialdaselt metallide lisandite tootmises, samas kui mitme laseriga arhitektuurid võivad laserallikate arvu suurenedes tekitada täiendavaid termilisi koormusi. Seetõttu vajavad laser ja optilised komponendid pikemate trükitsüklite ajal stabiilset termilist haldamist.
Spetsiaalse metalli töötlemiseks uuritakse ka teisi laserlainepikkusi. Näiteks umbes 515 nm rohelised laserid võivad pakkuda eeliseid kõrge peegeldusega materjalide, näiteks vase ja vasesulamite puhul.
Reaalmaailma rakendus: A TEYU CWFL-3000 kiudlaserjahuti kasutatakse koos kahe laseriga metalli lisandite tootmissüsteemiga.

SLA 3D-printimine: UV-laserjahutus
Stereolitograafias (SLA) kasutatakse valgust, et kõvendada vedelat vaiku valikuliselt tahketeks kihtideks. Valgusallikas võib printeri arhitektuurist olenevalt erineda.
Mõned tööstuslikud SLA-süsteemid kasutavad 355 nm UV-lasereid, kus laser ja optilised komponendid on olulised jahutussihtmärgid. Stabiilne temperatuuri reguleerimine aitab säilitada ühtlaseid töötingimusi pikema printimise ajal.
Reaalse maailma rakendus: A TEYU CWUL-05 UV-laserjahuti Pakub jahutust 3W, 355 nm UV-laserile SLA 3D-printeris.

DLP 3D-printimine: UV-valgusega mootori jahutus
Digitaalne valgustöötlus (DLP) 3D-printimine kasutab projitseeritud valgust, et korraga kõvendada terve vaigukiht. Selle optiline süsteem erineb laserpõhisest SLA-st, kus valgusmootoril ja projektsioonikomponentidel on keskne roll.
Sõltuvalt süsteemi konstruktsioonist saavad DLP-printerid kasutada UV- või peaaegu UV-valgusallikaid, sealhulgas 405 nm süsteeme. Valgusmootori ja optiliste komponentide tekitatud soojus võib mõjutada tööstabiilsust ja seetõttu võib vaja minna spetsiaalset jahutust.
Reaalne rakendus: DLP 3D-printimissüsteemis kasutatakse 405 nm UV-valgusmootori jahutamiseks TEYU CWUL-05 UV-laserjahutit.

Kuidas valida 3D-printerile jahutit
3D-printimise tehnoloogia on jahutuslahenduse valimisel vaid lähtepunkt.
Jahuti tuleks sobitada tegeliku soojust genereeriva komponendi ja selle töötingimustega. Olulised kaalutlused hõlmavad järgmist:
* Jahutusvõimsus: piisav laseri või valgusallika tekitatud soojuse eemaldamiseks.
* Temperatuuri stabiilsus: oluline järjepideva töö tagamiseks pikkade printimistsüklite ajal.
* Vool ja rõhk: peaksid vastama jahutatava komponendi nõuetele.
* Töökeskkond: ümbritseva õhu temperatuur ja paigaldustingimused võivad jahutusvõimsust mõjutada.
* Töötsükkel: pidev tööstuslik printimine võib pikema aja jooksul vajada stabiilset jahutust.
* Kondensatsiooni oht: jahutusvedeliku temperatuur tuleks valida vastavalt töökeskkonnale.

Lühidalt öeldes ei ole igale 3D-printerile ühte kindlat jahutuslahendust. Õige jahuti valik sõltub sellest, mis tekitab soojust, mida tuleb jahutada ja kuidas süsteem töötab.
Alates CO₂ ja kiudlaserite kasutamisest SLS-is ja metallide lisandite tootmises kuni UV-laserite ja valgusmootoriteni SLA-s ja DLP-s – TEYU pakub suletud ahelaga vesijahutuslahendusi mitmesuguste 3D-printimise rakenduste jaoks.