J-Head en NTC’s

door Rudi 3D printen, Gedeelde ervaringen

De J-Head smeltinrichting van mijn nieuwe extruder-combinatie deed het in eerste instantie niet zo heel goed: de eerste proefprint zag eruit alsof de temperatuur te laag was. De ingestelde temperatuur was 230° C, wat ruim voldoende moet zijn om het filament gemakkelijk te kunnen smelten. Ik twijfelde daarom aan de feitelijke temperatuur. En een testje bij een ingestelde 100° C, waarbij water hoort te koken en natte-vingers-op-hete-extruders horen te sissen bleek mijn vermoedens te bevestigen: de temperatuur was lager dan ingesteld, mijn natte vinger siste niet. Pas bij een ingestelde temperatuur van 110° C sisde de natte vinger. Tenminste 10 graden lager dan ingesteld. Dat betekende zoeken waar de fout zat: een andere temperatuurcurve van de NTC, temperatuurverlies of nog iets anders. De beide NTC's gaven bij kamertemperatuur wel ongeveer dezelfde temperatuur aan. Ik verdacht daarom de temperatuurcurve van de NTC.

De J-Head is gemaakt van een aluminium smeltblok, een PEEK isolator en (aan de binnenkant) een PTFE buisje. Het materiaal PEEK is goed bestand tegen thermische degradatie, heeft uitstekende mechanische eigenschappen en heeft een smelttemperatuur van 343° C. PTFE staat vooral bekend om zijn zelfsmerende eigenschappen (teflon) en heeft een smelttemperatuur van 327° C.

Het filament van ABS heeft geen smeltpunt maar begint vanaf 80° C zachter te worden. Afhankelijk van de samenstelling (waaronder de kleur) worden andere smeltpunten voor de 3D printer aangehouden die tussen de 220° C en 260° C liggen. Proefondervindelijk (langzaam) de temperatuur verhogen tot het ABS goed smelt is dus een optie, maar meten is weten.

Onderstaande tabel geeft bij verschillende voor de extruder ingestelde temperaturen aan, wat gemeten temperatuur aan de onderzijde van het smeltblok is:

Ingesteld Gemeten Verschil Afwijking
18,5 19,2 0,8 4,1%
50,0 46,2 -3,8 -7,6%
75,0 64,1 -10,9 -14,5%
100,0 86,3 -13,7 -13,7%
125,0 103,2 -21,8 -17,4%
150,0 126,2 -23,8 -15,9%
175,0 149,6 -25,4 -14,5%
200,0 167,9 -32,1 -16,1%
225,0 191,5 -33,5 -14,9%
250,0 212,0 -38,0 -15,2%

Het zal op basis van de meetresultaten duidelijk zijn, waarom het filament bij een ingestelde temperatuur van 230° C de indruk geeft met een te lage temperatuur te zijn verwerkt: de werkelijke temperatuur ligt dan nog ruim beneden de 200° C! Het is positief opmerkelijk dat de EZStruder het filament nog heeft kunnen doorvoeren.

De gebruikte temperatuursensor is van het NTC type: een warmtegevoelige weerstand waarvan de weerstand minder wordt naarmate de temperatuur stijgt. De relatie tussen weerstand en temperatuur is echter niet lineair en de verschillende types NTC hebben allemaal eigen curves. De voor de hand liggende verklaring voor de afwijking tussen ingestelde en gemeten temperatuur is, dat er een ander type NTC wordt toegepast dan waar de software rekening mee houdt.

De Repetier firmware heeft voor verschillende types NTC een tabel en het is mogelijk zelf een extra tabel te definiëren. Omdat ik verschillende NTC's in de la had liggen, zijn dit de mogelijke NTC's in de J-Head: