Kiekvienas, kuris praleido laiką su 3D spausdintuvu, žino, kaip skęsta: jūs įpusėjote ilgą spaudinį, ekstruderis pradeda skleisti tą baisų spragtelėjimą, o siūlelis nustoja išeiti iš antgalio. Atidarote gaubtą ir, nors "hotend" ventiliatorius vis dar sukasi, šilumos jau susikaupė pakankamai, kad suminkštėtų kaitinamojo siūlas šilumos pertraukos viduje, todėl jis išsipučia ir užstringa. Ši problema ypač dažna spausdinant aukštos temperatūros medžiagas, tokias kaip ABS, kompiuteris arba 260 laipsnių ar aukštesnė nailono temperatūra, o jei aušinimo nepavyksta išlaikyti, užsikimšimas yra beveik neišvengiamas.
Daugumos žmonių pirmasis instinktas yra užsidėti didesnį ventiliatorių arba pertvarkyti ortakį. Tačiau atvirai kalbant, ventiliatoriai turi kietas lubas, kai kalbama apie aušinimo pajėgumą – ypač sandarioje spausdinimo kameroje, kur aplinkos temperatūra jau yra 45–55 laipsniai. Ventiliatorius tiesiog recirkuliuoja šiltą orą; jis iš tikrųjų nepašalina šilumos iš sistemos. Tikrasis sprendimas yra pereiti nuo aušinimo oru prie aušinimo skysčiu. Bet kurios aušinimo skysčiu kontūro pagrindas – būtent siurblys, peristaltinis siurblys – tai, kas lemia, ar jūsų sistema patikimai veiks ilgus metus, ar tampa rūpesčiu dėl priežiūros.
Kas tiksliai nutinka, kai jūsų Hotend perkaista?
Prieš pasinerdami į sprendimus, paaiškinkime, kodėl perkaitimas yra daugiau nei tik retkarčiais susierzinimas:
Spausdinimo gedimai ir švaistytas siūlas– Užsikimšimas sugadina spaudinį, o dėl išsipūtusios medžiagos dažnai reikia išardyti karšto oro pistoletą ir jį pašalinti naudojant šilumos pistoletą.
Prasta paviršiaus kokybė– Net jei visiškai neužsikimšsta, temperatūros svyravimai sukelia nenuoseklų srautą, dėl kurio atsiranda matomų sluoksnių linijų, nepakankamas išspaudimas ir silpnos dalys.
Sutrumpintas hotend tarnavimo laikas– Nuolatinis veikimas aukštesnėje temperatūroje pagreitina šildytuvo bloko, termistoriaus ir šilumos kriauklės nuovargį; dvejus metus galintis išsilaikyti karštakojis gali sugesti per šešis mėnesius.
Prarastas laikas– Užkimšimo pašalinimas ir spausdinimo iš naujo paleidimas gali suvalgyti pusę dienos. Mažoms nuomojamų spaudinių studijoms tai tiesiogiai reiškia prarastas pajamas.
Jau daugelį metų dirbau su 3D spausdintuvais, pradedant nuo Ender 3 ir galiausiai sukūrus Voron 2.4. Perėjimas nuo oro aušinimo prie skysčio aušinimo buvo vienas iš įspūdingiausių atnaujinimų, kuriuos kada nors padariau. Ilgą laiką įstrigo su akcijų ventiliatoriais, bet nuolatinis deformavimas ir užsikimšimas spausdinant ABS pastūmėjo mane per kraštą. Įdiegus vandens aušinimo kilpą, hotend temperatūra visiškai stabilizavosi, o mano sėkmės rodiklis šoktelėjo nuo maždaug 70% iki daugiau nei 90%.
Kodėl trūksta oro aušinimo
Fizika paprasta: oras turi mažą savitąją šiluminę talpą, todėl šilumai perkelti reikia daug oro srauto. Norėdami tai padaryti, gerbėjai turi greitai suktis, o tai reiškia triukšmą. 60 mm turbo ventiliatorius visu greičiu lengvai viršija 60 dB, o tai nemalonu biure ar gyvenamojoje patalpoje. Be to, ventiliatoriaus slėgis yra ribotas; jei radiatoriaus pelekai yra per tankūs, oras negali prasiskverbti ir aušinimo efektyvumas smunka.
Jei spausdinate iš ABS ar kitų medžiagų, kurioms reikalinga uždara kamera (tai beveik privaloma), kameros temperatūra dažnai išlieka apie 45–55 laipsnius. Tuo metu ventiliatorius traukia šiltą orą, todėl jo efektyvumas dar labiau krenta. Štai kodėl daugelis ABS naudotojų pastebi, kad uždarius duris iš tikrųjų padidėja užsikimšimas – tai ne tai, kad hotend negali to susitvarkyti; tai, kad oro aušinimas tiesiog sunkiai veikia šiltame korpuse.
Vandens aušinimas tai išsprendžia elegantiškai. Vandens savitoji šiluma yra daugiau nei keturis kartus didesnė už oro, todėl jis gali išnešti daug daugiau šilumos vienam srauto vienetui. Dar geriau, vandens kilpa gali nukreipti šilumą už kameros per radiatorių, pastatytą ten, kur norite – neribojama spausdintuvo vidinė erdvė ar temperatūra. Tinkamai sukonfigūravus, radiatoriaus temperatūra išlieka vos keliais laipsniais aukštesnė už aplinkos temperatūrą, o „hotend“ temperatūros svyravimai sumažėja nuo ±5 laipsnių iki ±1 laipsnio ar mažiau. Spaudos kokybės pagerėjimas yra dramatiškas.
Ko reikia pilnai vandens aušinimo kilpai?
Pagrindinė 3D spausdintuvo aušinimo vandeniu kilpa susideda iš:
Vandens blokas– tvirtinamas ant radiatoriaus, su vidiniais kanalais vandeniui tekėti.
Peristaltinis siurblys– cirkuliuoja vandenį per kilpą; tai sistemos širdis.
Radiatorius– išsklaido šilumą iš vandens į orą, dažniausiai padedamas ventiliatoriaus.
Rezervuaras– sulaiko aušinimo skystį ir padeda pašalinti oro burbuliukus.
Vamzdžiai ir jungiamosios detalės– prijunkite visus komponentus, paprastai 6 mm arba 8 mm ID minkštus vamzdelius.
Tarp jų siurblys yra labiausiai nepastebėtas, bet, be abejo, pats svarbiausias komponentas. Daugelis entuziastų sutelkia dėmesį į radiatorių arba vandens bloką ir mano, kad tiks bet koks siurblys, kuris judina vandenį. Tačiau iš tikrųjų siurblio veikimas tiesiogiai lemia aušinimo efektyvumą – per mažas srautas ir šiluma nėra pakankamai greitai pašalinama; nepakankamas slėgis ir srautas smarkiai krenta per bloko ir vamzdelių vingius.
Kodėl peristaltinis siurblys ypač tinka 3D spausdintuvo aušinimui
Peristaltiniai siurbliai veikia suspausdami lankstų vamzdelį su besisukančiais ritinėliais, varydami skystį į priekį. Šis dizainas turi keletą privalumų, kurie puikiai atitinka 3D spausdinimo aušinimo poreikius:
Skystis liečiasi tik su vamzdžio vidumi– Tai didžiausias skirtumas. Aušinimo skystis niekada neliečia metalinių siurblio dalių, todėl nėra užteršimo ar cheminių reakcijų, dėl kurių į kilpą gali patekti šiukšlės, pavojaus. Laikui bėgant, tai reiškia, kad daug mažiau kietųjų dalelių užkimš vandens bloką arba radiatorių, o tai žymiai sumažina techninę priežiūrą.
Puiki savaiminio įsisiurbimo galimybė– Peristaltiniai siurbliai yra darbinio tūrio siurbliai, todėl jie gali kartu sutraukti skystį ir orą. Kai pirmą kartą užpildote kilpą arba papildote ją po priežiūros, jums nereikia kruopščiai išleisti oro iš siurblio galvutės – ji mielai judės skystį kartu su burbuliukais. Dėl to gruntavimo ir kraujavimo procesas tampa daug mažiau sudėtingas.
Atsparus mažoms dalelėms ir burbuliukams– Minkštas vamzdelis turi šiek tiek jėgų, todėl, jei į vamzdelį pateks mažytė šiukšlių dėmė arba burbulas, volelis aplink jį gali deformuotis nesustojant. Tai skiriasi nuo krumpliaračių arba stūmoklinių siurblių, kurie gali užstrigti arba patirti žalą dėl nedidelių kietųjų dalelių.
Pastovus, proporcingas srauto valdymas– Srauto greitis yra tiesiogiai proporcingas variklio greičiui. Jei jūsų spausdintuvo pagrindinėje plokštėje yra atsarginė PWM išvestis, galite lengvai įjungti srautą keisdami darbo ciklą. Toks valdymo lygis yra patogus, jei norite tiksliai sureguliuoti „hotend“ temperatūros stabilumą.
Įperkama ir paprasta– Maži peristaltiniai siurbliai yra mechaniškai paprasti, plačiai prieinami ir paprastai pigesni nei panašūs magnetinės pavaros arba krumpliaračio siurbliai. Nedidelį biudžetą turintiems mėgėjams tai tikras pliusas.
Pagrindiniai parametrai, kurių reikia ieškoti peristaltiniame siurblyje
Remdamasis savo patirtimi ir įprasta bendruomenės praktika, čia pateikiamos svarbiausios specifikacijos:
Srauto greitis ir slėgio balansas
Srautas nustato, kiek šilumos galima pašalinti per laiko vienetą. 3D spausdintuvo „hotend“ kilpai visiškai pakanka 20–50 ml/min srauto. Šis diapazonas yra gerai patikrintas – per mažas ir kenčia vėsinimas; per aukštas ir jūs gaunate nereikalingą turbulenciją, triukšmą ir papildomą siurblio susidėvėjimą.
Naudojant peristaltinius siurblius, slėgis kelia mažiau rūpesčių, nes jie sukuria vidutinį slėgį, tačiau įprastoms sąrankoms su vamzdeliais, kurių ilgis mažesnis nei 1 metras ir tik keli posūkiai, pasiekiamo slėgio yra daugiau nei pakankamai. Svarbiausia yra užtikrinti, kad tikrasis srautas, atsižvelgiant į kilpos pasipriešinimą, išliktų toje mieloje vietoje.
Triukšmas
Triukšmą lengva neįvertinti, kol spausdintuvas gyvena miegamajame arba bendrame biure. Tada tylus siurblys, palyginti su dūzgiu, daro viską. Peristaltinio siurblio triukšmas daugiausia kyla dėl variklio ir ritinėlių, besispaudžiančių prie vamzdžio. Gerai suprojektuoti įrenginiai su kokybiškais guoliais ir sklandžiu ritinėlio veikimu gali veikti labai tyliai – dažnai tyliau nei spausdintuvo žingsniniai varikliai.
Vamzdžių tarnavimo laikas
Vamzdis yra peristaltinio siurblio eksploatacinė medžiaga, nes voleliai jį nuolat suspaudžia. Laikui bėgant, vamzdelis praranda elastingumą, gali užtrukti nuolatinį rinkinį ir galiausiai gali įtrūkti. Taigi, vertindami siurblį, atkreipkite dėmesį į vamzdžio medžiagą ir numatomą jo tarnavimo laiką. Geri silikoniniai arba PharMed vamzdeliai normaliomis sąlygomis gali tarnauti tūkstančius valandų. Keičiami vamzdžiai yra nebrangūs, todėl atsarginės dalies laikymas po ranka yra nebrangus būdas užtikrinti ilgalaikį patikimumą.
Įtampa
Dauguma 3D spausdintuvų pagrindinių plokščių turi 12 V arba 24 V išėjimus. Dauguma miniatiūrinių peristaltinių siurblių yra 12 V, todėl juos galima prijungti tiesiai prie ventiliatoriaus galvutės arba MOSFET valdomo prievado. Jei spausdintuvas veikia su 24 V įtampa, jums reikės siurblio, palaikančio plačią įvesties įtampą, arba naudokite sumažintą keitiklį, kad paduotų jam 12 V.
Praktiški montavimo patarimai naudojant realų pasaulį
Jei nuspręsite aušinti skysčiu, kelios bendruomenės pamokos padės išvengti nusivylimo:
Padėkite radiatorių už korpuso ribų.Tai labai svarbu. Jei radiatorius lieka viduje, šiluma lieka įstrigusi kameroje ir nugali tikslą. Išleiskite vamzdelį per kabelio perėjimą arba nedidelę išgręžtą skylę. Naudokite 6 mm ID silikoninį vamzdelį – tiesiog venkite aštrių posūkių, kurie gali apriboti srautą.
Orą lengviau išleisti naudojant peristaltinį siurblį.Kadangi siurblys yra savisiurbis, jums nereikia iš anksto užpildyti siurblio galvutės. Kol kilpoje yra vandens, kuris gali pasiekti vamzdį, siurblys stums vandenį ir orą. Burbuliukai palaipsniui kaupiasi rezervuare ir išeina. Švelnus spausdintuvo pakratymas arba pakreipimas padeda išstumti įstrigusias oro kišenes.
Atkreipkite dėmesį į vandens bloko kryptį.Kai kuriuose vandens blokuose yra įleidimo ir išleidimo angos; juos apversdami gali padidėti pasipriešinimas arba visiškai užblokuotas srautas. Prieš prisijungdami dar kartą patikrinkite bloko duomenų lapą.
Pakeiskite aušinimo skystį ir periodiškai tikrinkite vamzdelius.Naudokite distiliuotą vandenį su biocidu arba specialiai sukurtą aušinimo skysčio čiaupo vandenį, kuriame yra mineralų ir mikrobų, kurie ilgainiui užkemša mikrokanalus. Skysčių keitimas kas šešis mėnesius ar metus yra gera praktika. Tuo metu suspauskite siurblio vamzdelį, kad patikrintumėte, ar neprarado elastingumo; Jei jis jaučiasi minkštas arba nesvyruoja, pakeiskite jį.
Pritaikytos rekomendacijos skirtingiems naudotojams
Atsitiktinis mėgėjas (daugiausia PLA ir PETG)
Oro aušinimo dažnai pakanka, tačiau jei norite tyliau dirbti arba gyventi šiltame klimate, paprastas vandens kontūras su 12 V peristaltiniu siurbliu ir vienu 120 mm radiatoriumi yra puikus patobulinimas, nepažeidžiant banko.
Dažnas ABS / ASA / nailono naudotojas
Būtinai aušinkite vandeniu ir įsitikinkite, kad radiatorius yra išorinis. Dėl nuoseklumo ir patikimumo padidėjimo verta stengtis. Peristaltinio siurblio atsparumas dalelėms yra didelis pliusas – ilgiems spaudiniams (20+ val.) reikia siurblio, kuris neužstrigtų nuo mikroskopinių šiukšlių.
Mažos dirbtuvės su keliais spausdintuvais
Stabilumas ir mažai priežiūros tampa pagrindiniais prioritetais. Standartizuokite vieną siurblio modelį ir turėkite atsarginių pakaitinių vamzdelių. Kadangi pats siurblio korpusas retai sugenda, tereikia sukeisti vamzdelius – tai vienos minutės darbas, kuriam nereikia ištuštinti visos kilpos. Keliems vienu metu veikiantiems spausdintuvams taip pat bus naudingas mažesnis gerai suprojektuotų peristaltinių siurblių triukšmo lygis.
Dažnai užduodami klausimai
Kl.: Ar kilpa nenutekės ir nesugadins mano spausdintuvo?
Tai visų pirmas rūpestis. Dėl kokybiškos jungiamosios detalės ir tinkamo montavimo nuotėkis yra labai retas. Naudokite spygliuotas jungtis su žarnų spaustukais arba stumdomomis jungtimis ir švelniai traukite, kad įsitikintumėte, jog jos saugios. Net jei atsiranda nedidelis nuotėkis, aušinimo skystis yra nelaidus (distiliuotas vanduo arba specializuotas aušinimo skystis), o tiesiai po karštuoju įrenginiu paprastai nėra atvirų PCB. Taip pat galite padėti nedidelį sugeriantį įklotą po vandens bloku, kad būtų ramiau.
K: Ar galiu reguliuoti srauto greitį?
Taip – keičiant siurblio įtampą arba naudojant PWM greičio reguliatorių. Tačiau kol jūsų srautas išlieka 20–50 ml/min., važiuoti visu greičiu yra gerai; siurblys yra pakankamai tylus, ir jūs gaunate maksimalią aušinimo erdvę.
Kl.: Ar galiu maitinti siurblį iš savo spausdintuvo pagrindinės plokštės?
absoliučiai. 12 V siurblys naudoja tik nedidelę srovę (daugeliu atvejų mažiau nei 200 mA), neviršijančią įprastos ventiliatoriaus galvutės arba papildomos išvesties.
Kl .: Kaip dažnai turėčiau pakeisti vamzdelį?
Tai priklauso nuo naudojimo. Jei spausdinate kasdien kelias valandas, vamzdelis gali trukti apie metus. Savaitgalio mėgėjams įprasta dveji metai ar daugiau. Paprastas patikrinimas: patikrinkite sekciją, kuri liečiasi su ritinėliais. Jei jis nuolat suplokštėja, jaučiasi minkštas arba prarado apvalią formą, laikas naujam kūriniui.
Paskutinės mintys
Vandens aušinimo pridėjimas prie 3D spausdintuvo nėra privalomas pakeitimas, tačiau tik nedaugelis tai išbando. Didesnis sėkmės rodiklis, geresnė paviršiaus apdaila, mažesnis triukšmas ir laisvė nuo nuolatinių užsikimšimų – šie gyvenimo kokybės patobulinimai greitai didėja.
Ciklo viduje peristaltinis siurblys nusipelno ypatingo dėmesio dėl savo unikalių pranašumų: savaiminio įsiurbimo, atsparumo dalelėms, paprastos priežiūros (tiesiog pakeiskite vamzdelį, o ne visą siurblį) ir pastovų, valdomą srautą. Tai patikrintas, prieinamas pasirinkimas, tinkantis 3D spausdinimo bendruomenės „pasidaryk pats“ etosui.
Jei jūsų spaudiniai perkaito, apsvarstykite galimybę aušinti vandeniu su peristaltiniu siurbliu. Išsamias tinkamų siurblių specifikacijas ir kainas rasite mūsų gaminių puslapiuose. Ir jei turite klausimų dėl diegimo, mūsų techninės pagalbos komanda visada mielai padės.