Kaip pasirinkti skystą sistemą 3D spausdintuvams? Išsamus peristaltinių ir krumpliaračių siurblių palyginimo vadovas

Tiesioginis atsakymas: atitikkite pareigą, o ne siurblio kategoriją

Pasirinkite siurblio tipą iš pareigos, o ne iš įpročio. Naudokite mikro peristaltinį siurblį, skirtą mažo klampumo, šlyčiai jautriems arba užteršimui svarbiems skysčiams, esant žemam ar vidutiniam slėgiui, ir mikro krumpliaračių siurblį klampiems skysčiams, didesniam tiekimo slėgiui arba be impulsų dozavimui. Prieš užsakydami patvirtinkite įtampą, srovę ir susidėvėjusių dalių kainą.

Abi šeimos yra tūriniai siurbliai, todėl abu sukuria srautą, kuris iš esmės nepriklauso nuo pasipriešinimo pasroviui. Viskas, kas juos skiria, išplaukia iš vieno dizaino sprendimo: kaip siurblys užsandarina tarpą tarp įleidimo ir išleidimo angos.

Praktinė pasekmė yra ta, kad siurblio pasirinkimas 3D spausdinimo skysčio tiekimo sistemoje nėra prekės ženklo ir kainos klausimas. Tai pareigos klausimas, į kurį atsakoma penkiais kintamaisiais, kuriuos galite išmatuoti arba nuskaityti duomenų lape. Beveik kiekvienas rinkoje esantis 3D spausdinimo skysčio valdymo sprendimas sumažinamas iki vienos iš šių dviejų siurblių šeimų, skirtų skirtinguose korpusuose ir skirtingose ​​įtampos klasėse.

Ko 3D spausdintuvas iš tikrųjų prašo siurblio?

3D spausdintuvas turi keturias sklandžias užduotis ir jos skiriasi labiau, nei pripažįsta dauguma atrankos patarimų. Karštas aušinimas nuolat veikia esant mažam srautui, dervos papildymas su pertrūkiais didesniu kiekiu, plovimo cirkuliacija vyksta partijomis su agresyviais skysčiais, o dozuojama tiksliai esant mažais kiekiais.

Pirmiausia sukūrus darbo profilį, statybininkas neleidžia pirkti siurblio, kuris išsprendė kažkieno problemą. Aušinimo kilpa ir dozavimo linija gali dalytis tuo pačiu skysčiu ir vis tiek reikalingos priešingos siurblio charakteristikos.

Šilumos šliaužimas yra gedimo režimas, kuris dažniausiai stumia FDM gamintoją link aušinimo skysčiu. Kaitinamasis siūlas suminkštėja virš lydymosi zonos, o išspaudimas sustoja spaudinio viduryje. „Prusa Research“ dokumentai rodo, kad tai yra aiški spaudinio vidurio išspaudimo gedimo priežastis.

Aušinimas skysčiu laimi fiziką, o ne madą. Vanduo perneša maždaug keturis kartus daugiau nei savitoji oro šiluma vienam kilogramui: apie 4,18 kJ/kg·K, palyginti su maždaug 1,0 kJ/kg·K. Todėl mažas aušinimo skysčio srautas pašalina daug daugiau šilumos nei didelis oro srautas, o radiatorius gali išmesti šilumą už šildomos kameros.

Dervos užpildymas yra kitokia problema su tuo pačiu įrangos sąrašu. Kadangi pristabdžius spausdinimą, kad būtų galima papildyti baką, iš naujo paleidžiant paliekama žymė, papildymo siurblys turi veikti be priežiūros, todėl lygio jutimas ir kartojamas nedidelio kiekio pristatymas yra projektiniai apribojimai.

Dozavimas yra sunkiausia pareiga. Įklijavimo ir rašalo išspaudimas yra slėgio veikiamas, teigiamo poslinkio procesas, o siurblio variklio dydis paprastai nustatomas pagal sukimo momentą, o ne srautą, todėl šios sistemos yra sukurtos kaip judėjimo ašys su savo vairuotojais.

Konstrukcijose, kuriose skysčio kilpa yra tik viena mašinos dalis, rinkitės siurblį kartu su likusia technine įranga, o ne pritvirtinkite varžtais pabaigoje. Gamintojo3D spausdintuvo siurblio programospuslapyje pateikiamos siurblių šeimos, jau įdiegtos spausdintuvų platformose.

Kaip peristaltiniai ir krumpliaračių siurbliai skirtingai judina skystį?

Abu yra tūriniai siurbliai ir skiriasi sandarinimo būdu. Mikro peristaltinis siurblys suspaudžia vamzdelį, uždarytą voleliais, todėl sandariklis yra mechaninis, o skystis lieka vamzdelio viduje. Mikro krumpliaračių siurblys sulaiko skystį tarp susiliejančių dantų ir užsandarina skysčio plėvelę savo tarpais.

Peristaltiniame siurblyje ritinėliai arba batai suspaudžia vamzdį, kai jie sukasi, sukurdami vakuumą, kuris įtraukia skystį. Visiškas vamzdžio uždarymas užsikimšimo taške suteikia siurbliui teigiamą poslinkio veiksmą: jis neleidžia tekėti atgal be jokio atbulinio vožtuvo ir niekas, išskyrus vamzdelį, neliečia skysčio.

Inžinerijos pasekmė yra ta, kad peristaltinio siurblio pirkimas tikrai yra vamzdžio pasirinkimas. Silikono ir kitų elastomerų vamzdeliai nustato cheminį suderinamumą, temperatūros diapazoną ir priežiūros intervalą, o vamzdžio keitimas yra sunaudojamas įvykis, o ne remontas.

Krumpliaračio siurblio sandarinimas vyksta siurbimo kameros viduje. Mikrosiurblys apibūdina tris dinaminio sandarinimo sritis: krumpliaračio dantų antgalius prie ertmės sienelės, tašką, kur dvi krumpliaračiai susilieja ir užsidaro, ir krumpliaračių, korpuso ir galinio dangtelio sutampančius paviršius.

Kadangi šios dalys turi judėti, turi būti tarpų ir skystis nuteka atgal iš aukšto slėgio išleidimo angos į žemo slėgio įleidimo angą. Šis atgalinis nuotėkis vadinamas slydimu ir yra pagrindinis krumpliaračio siurblio tūrinio efektyvumo veiksnys.

Perskaitykite abu mechanizmus kartu, o likusi palyginimo dalis seka automatiškai. Klampumas dominuoja krumpliaračio siurblio veikime ir beveik neveikia peristaltinio sandarinimo. Iškrovimo slėgis dominuoja peristaltikoje ir pasiekia krumpliaratinį siurblį tik slysdamas. Sudrėkintos medžiagos klausimas vienoje šeimoje susitraukia iki vieno elastomero vamzdelio, o kitoje – per kelias metalines ir polimerines dalis.

Komerciniai diapazonai atspindi tą padalijimą. Skoocom'smikro peristaltinio siurblio asortimentassukurtas pagal mažo srauto, žemo slėgio, neužteršimo tiekimą, o jo krumpliaračio siurblio konstrukcijos yra išdėstytos aplink reguliuojamą srautą esant didesniam slėgiui.

Kuris siurblys tvarko jūsų skystį? Klampumas, šlytis ir dilimas

Tai lemia klampumas. Mikro peristaltinis siurblys toleruoja beveik bet kokį klampumą, nes jo sandarumas nepriklauso nuo skysčio. Mikro krumpliaračių siurbliui reikia pakankamai klampumo, kad skysčio plėvelė užsandarintų tarpus, o skysčiui plonėjant jis praranda tūrinį efektyvumą.

Pavarų siurbliai apima labai platų klampumo diapazoną kataloge: Viking Pump normos reguliuojamo tarpo modeliams nuo 1 iki 440 000 cSt. Bet kurio vieno siurblio naudojimo diapazonas yra daug siauresnis, nes jo tarpai yra fiksuoti vienai skysčio juostai. Slydimas didėja didėjant slėgio perkryčiui, mažėjant klampumui ir susidėvėjus pavaroms, todėl du identiški siurbliai gali tiekti skirtingą tūrį dviem skirtingais skysčiais.

Šlytis yra antrasis filtras. Krumpliaračio tinklelis sukelia didelį šlytį įpjovoje, o tai nekenksminga užpildytai pastai ir gali pakenkti šlyties praskiedimo fotopolimerui, emulsijai ar biologiniam reagentui. Peristaltinio siurblio vamzdžio kelias iš prigimties yra švelnesnis ir jis niekada nepadeda skysčio į karštą arba greitai judantį metalinį paviršių.

Abrazija yra trečia. Kietos keramikos ar metalo dalelės dėvisi krumpliaračių antgalius ir ertmių plokštes, o susidėvėjimas rodomas kaip mažėjantis tūrinis efektyvumas, kurio negalima iš naujo kalibruoti. Peristaltiniame siurblyje tos pačios dalelės trina vamzdelį, tačiau vamzdis skirtas pakeisti ir kainuoja tik dalį siurblio galvutės.

Cheminis suderinamumas užbaigia vaizdą. Peristaltiniame siurblyje vienintelė sudrėkinta dalis yra vamzdis, todėl suderinamumo klausimas yra vienas iš esminių sprendimų. Krumpliaračio siurblyje skystis susilieja su krumpliaračiais, velenu, guoliais ir korpusu, todėl agresyvus skystis gali išstumti krumpliaračio siurblį net neįvertinus jo veikimo.

Visai lentelei galioja vienas įspėjimas. Klampumas turi būti nurodomas pagal šlyties greitį, kurį iš tikrųjų sukuria siurblys, ir esant darbinei temperatūrai, nes dauguma šių skysčių nėra Niutono ir jų išmatuotas klampumas kinta abiem atvejais. Viena figūra, paimta netinkamu šlyties greičiu, gali perkelti skystį per dvi šios lentelės eilutes.

Pulsavimas ir matavimo tikslumas: kuris siurblys turi nustatytą tašką?

Mikro krumpliaračių siurblys geriau išlaiko nustatytąją vertę. Jo srautas yra proporcingas greičiui ir iš esmės nepriklauso nuo slėgio pasroviui, todėl tiekiamas tūris seka apskaičiuotą tūrį. Peristaltinis siurblys tiekia tą patį vidutinį srautą, bet su impulsu kiekvienam ritinėlio praėjimui.

Pulsavimo dažnis nustatomas iš ritinėlių skaičiaus, padauginto iš sukimosi greičio, todėl dešimties ritinėlių galvutė, dirbanti 60 aps./min., sukuria dešimt impulsų per sekundę. Daugiau ritinėlių sumažina kiekvieno impulso amplitudę, bet padidina kiekvienos vamzdžio dalies nuovargį.

Slydimas, o ne pulsavimas, yra krumpliaračio siurblio tikslumo riba. Tiekiamas tūris yra lygus geometriniam poslinkiui per apsisukimą, atėmus skystį, kuris nuteka atgal, o nutekėjusi dalis didėja esant slėgio skirtumui. Todėl krumpliaratinis siurblys yra tiksliausias prieš žinomą ir stabilų priešslėgį.

Paraiška nusprendžia, kuris poveikis yra svarbus. Aušinimo kilpos toleruoja ir pulsavimą, ir nedidelę srauto paklaidą, nes karšto vandens šildytuvo ir radiatoriaus šiluminė masė išlygina bet kokius pokyčius. Dervos papildymui rūpi tiekiamas tūris, o ne pulsacija, nes 50-100 ml papildymas 20-50 ml/min. užtrunka nuo vienos iki dviejų su puse minutės ir niekas nemato srauto bangos formos.

Įklijavimas ir rašalo dozavimas rūpinasi abiem. Slėgio impulsas rodomas kaip paviršiaus defektas arba pėdsakų pločio kitimas. Pateikto tūrio klaida parodoma kaip matmenų klaida baigtoje dalyje. Štai kodėl šios sistemos paprastai yra sukurtos aplink tūrinį siurblį, varomą kaip judesio ašis.

Kuris siurblys tinka jūsų spausdintuvo plokštei ir galios biudžetui?

Patikrinkite įtampą, tada srovę, tada vairuotojo pakopą. Nė vienas siurblys neprisijungia prie MCU kaiščio: kaištis perjungia vartus, o srovė tiekiama iš spausdintuvo bėgio. Abu geriausiai veikia naudojant PWM išvestį, kuri gali būti apribota saugia veikla.

Pasirinkimo elektrinė pusė priklauso nuo to, kuris bėgis gali vežti krovinį. Spausdintuvo plokštėje yra sunkus nuolatinės srovės bėgis, tiekiantis lovą, karštąjį galą ir ventiliatorius, ir silpnos srovės loginį domeną MCU ir jutikliams. Tik sunkiasvoris bėgis turi pakankamai vietos 3D spausdintuvo vandens siurbliui paleisti, o MCU kaištis niekada nėra energijos tiekimo dalis.

Įtampos klasė nenumato srovės suvartojimo. Galia yra įtampa, padauginta iš srovės, todėl 5-6 V peristaltinis siurblys, tiekiantis iki 100 ml/min., sunaudoja apie 500 mA, o tos pačios srauto klasės 12 V siurblys – 200-300 mA. Pasirinkus žemesnės įtampos siurblį, kad jis būtų švelnesnis elektronikai, elektros problema paprastai tampa sunkesnė, o ne lengviau.

PWM yra įprastas abiejų šeimų greičio reguliatorius. Laikykite ciklo trukmę milisekundžių diapazone ir nustatykite paleidimo vertę, kad siurblys negalėtų užstrigti esant žemai komandai. Klipper savo išvesties ir ventiliatoriaus sekcijose rodo ciklo_laiką, kick_start_time ir off_below, o Marlin valdo ventiliatoriaus tipo išėjimus per M106.

Pridėkite apsaugą kaip savaime suprantamą siurblio atšaką. Skrydžio diodas per variklį, saugiklis, pritaikytas šakai, o ne siurblio veikiančiai srovei, ir vairuotojas, skirtas užstrigimo srovei, kainuoja labai mažai. Kartu jie neleis užstrigusiam siurbliui kartu su juo nuimti lentą.

Kiek kainuoja kiekvienas siurblys per savo eksploatavimo laiką?

Palyginkite susidėvėjusią dalį, o ne pirkimo kainą. Peristaltinio siurblio periodinės išlaidos yra vamzdeliai; krumpliaračio siurblys neturi sunaudojamųjų vamzdžių, tačiau jo sudrėkintas krumpliaračių komplektas turi išlaikyti skystį visą tarnavimo laiką, o jo tikslumas priklauso nuo abrazyvų susidėvėjusių tarpų.

Vamzdžio tarnavimo laikas priklauso nuo pareigų. Greitas siurblio veikimas, darbas prieš aukštą slėgį ir agresyvaus skysčio siurbimas jį sutrumpina, o plokščias arba minkštas vamzdis užtikrina mažesnį srautą, kol jis akivaizdžiai sugenda. Pati techninės priežiūros užduotis yra paprasta ir be įrankių, todėl peristaltiniai dizainai yra populiarūs neprižiūrimose mašinose. Neprižiūrimi 3D spausdinimo skysčio valdymo sprendimai į techninės priežiūros grafiką įtraukė susidėvėjusią dalį, o ne siurblį.

Nurodytas tarnavimo laikas turi būti perskaitytas kartu su bandymo sąlygomis. Gamintojai nurodo nutrūkstamo ciklo tarnavimo laiką, paprastai 5 sekundžių įjungimo, 3 sekundžių išjungimo modelį, būtent taip veikia papildymo siurblys, o ne aušinimo siurblys. Ciklų konvertavimas į metus yra vienintelis sąžiningas palyginimas:

Siurblys, kurio nominalioji vertė viršija 300 000 ciklų esant 5 s įjungtam ir 3 s išjungtam, naudojamas dešimt kartų per dieną, yra įvertintas maždaug 30 000 tokio veikimo dienų – gerokai ilgiau nei įrenginio, kuriame jis sumontuotas, tarnavimo laikas.

Tas pats siurblys, kuris nuolat veikia kaip aušinimo siurblys, turi daug trumpesnį tarnavimo laiką, nes nuolatinis veikimas yra tai, kas dėvi vamzdį, o ne paleidimų skaičius.

Paskelbti to paties modelio skaičiai gali nesutikti; kur jie daro, suplanuokite mažesnį skaičių ir patvirtinkite jį duomenų lape, pateiktame kartu su gauta dalimi.

Pavarų siurbliai prekiauja šiomis eksploatacinėmis medžiagomis dėl kitokios rizikos. Keičiamo vamzdžio nėra, o su švariu, suderinamu, pakankamai klampu skysčiu siurblys gali veikti daugelį metų. Tačiau abrazyvinės kietosios medžiagos sumažina tarpus, o kartu ir tūrinį efektyvumą, o susidėvėjęs pavarų komplektas yra siurblio pakeitimas, o ne techninė priežiūra.

Veiktas pavyzdys: SC2201RPW parametrai ir SC2301CPW našumas

Du paskelbti duomenų rinkiniai rodo, kur priimamas sprendimas. SC2201RPW yra mažo srauto mikro peristaltinis siurblys, skirtas dervos papildymui, aušinimo skysčiui ir valikliui dozuoti; SC2301CPW yra didesnio srauto 24 V siurblys, skirtas karšto oro vėsinimui ir didesnėms papildymo kilpoms.

Pradėkite nuoSC2201RPW mikro peristaltinis siurblys, kurio publikuoti skaičiai apibūdina kompaktišką dozavimo siurblį, o ne cirkuliacinį siurblį.

SC2301CPW našumo rodikliai priklauso kitai klasei, o skirtumas yra sąmoningas, o ne laipsniškas.

Vienas praktinis įspėjimas galioja abiem modeliams ir kiekvienam šios rinkos dalies numeriui. Siurbimo principas yra duomenų lapo laukas, o ne tai, ką galite iššifruoti iš modelio numerio.

Produkto puslapyje SC2201RPW apibūdinamas kaip peristaltinis siurblys, tačiau kai kuriuose trečiųjų šalių sąrašuose tas pats modelis apibūdinamas kaip krumpliaratinis siurblys. Paskelbtoje medžiagoje apie SC2301CPW naudojami abu aprašymai skirtinguose straipsniuose.

Prieš kurdami skysčio kilpą aplink dalies numerį, patvirtinkite tris dabartinio duomenų lapo laukus: siurblio tipą arba struktūrą, sudrėkintas medžiagas ir bandymo sąlygas, susijusias su srauto ir slėgio normomis. Nurodytas srauto skaičius be slėgio ir įtampos nėra specifikacija.

Atrankos procedūra penkiais etapais

Atlikite šiuos penkis veiksmus iš eilės ir siurblio klasė pasirenka pati. Parašykite darbo tašką, apibūdinkite skystį, nuspręskite, ar pulsacija yra svarbi, suplanuokite elektros energiją, tada pasirinkite susidėvėjimo strategiją.

Parašykite pareigos tašką. Užrašykite skysčio, per ciklą perkeltą tūrį, leistiną laiką ir slėgį, reikalingą tiekimo vietoje. Reikalavimas, nurodytas kaip pakankamas srautas, negali būti išbandytas.

Apibūdinkite skystį. Išmatuokite klampumą esant darbinei temperatūrai ir siurblio šlyties greičiui, atkreipkite dėmesį į kietųjų medžiagų kiekį ir dalelių kietumą ir patikrinkite cheminį suderinamumą su kiekvieno kandidato sudrėkintomis medžiagomis.

Nuspręskite, ar pulsacija yra svarbi. Aušinimo ir papildymo pareiga to nepaiso; pastos, rašalo ir bet kokios dozės, kuri rodoma baigtoje dalyje, ne.

Į biudžetą įtraukta elektros pusė. Patvirtinkite bėgio įtampą, esamą srovę, vairuotojo pakopą ir ar reikalingas PWM greičio reguliavimas, tada pridėkite saugiklį ir grįžtamąjį diodą.

Pasirinkite nusidėvėjimo strategiją. Nuspręskite, kas ir kaip dažnai keis vamzdelį, arba patvirtinkite, kad skystis yra švarus ir pakankamai suderinamas, kad pavarų siurblys veiktų be jo.

Tada pirkite siurblį, kurio duomenų lapas atitinka, o ne tą, kurio funkcijų sąrašas yra ilgiausias. Themikro nuolatinės srovės vandens siurblių asortimentasapima abi šeimas, o įtampos klasės ir slėgio reikalavimų suderinimas su darbo tašku yra greitesnis nei lyginant rinkodaros kopiją.

Dažnai užduodami klausimai

Ar peristaltinis siurblys ar krumpliaratinis siurblys yra geresnis 3D spausdintuvo aušinimui?

Peristaltinis siurblys yra saugesnis numatytasis aušinimo kontūras. Jis yra savaime užsipilantis, jis negali nutekėti per veleno sandariklį, nes skystis niekada nepalieka vamzdžio, o jo srautui neturi įtakos aušinimo skysčio klampumas. Krumpliaračio siurblys taip pat gali veikti, kai aušinimo skystis yra švarus, jame nėra abrazyvinių dalelių, o kilpos atgalinis slėgis yra stabilus, o tai užtikrina tiekimą be impulsų.

Ar galiu paleisti 3D spausdintuvo vandens siurblį iš pagrindinės plokštės ventiliatoriaus prievado?

Dažnai taip, jei uosto reitingas tai leidžia. Ventiliatoriaus prievadas yra MOSFET perjungiama išvestis ant pagrindinio maitinimo bėgio, kuri yra teisinga architektūra, tačiau prievadas gali būti skirtas mažam ašiniam ventiliatoriui, o ne siurbliui, kuris sunaudoja kelis šimtus miliamperų. Patikrinkite prievado įvertinimą, pridėkite saugiklį ir naudokite prievadą su PWM valdymu, jei norite valdyti greitį.

Kiek srauto iš tikrųjų reikia vandeniu aušinamam hotend?

Mažiau, nei tikisi dauguma statybininkų, bet su slėgiu. Vieno karšto tipo kilpa paprastai patenkinama 20–50 ml/min., todėl siurblys, kurio vardinė vertė yra 100 ml/min., suteikia atsargų dviejų karštų įrenginių įrenginiui ir atsparumui ilgo vamzdžio eigoje. Slėgis yra svarbesnis nei didžiausias srautas, nes vandens blokas ir greito atjungimo jungiamosios detalės nustato priešslėgį.

Kurį siurblį turėčiau naudoti SLA dervos papildymui?

Mikro peristaltinis siurblys tinka be priežiūros pripildyti dervos, nes derva lieka vamzdžio viduje, todėl iš siurblio nereikia išvalyti sukietėjusios dervos, o vamzdžio keitimas yra trumpa, be įrankių. Mikro krumpliaračių siurblys laimi, kai derva yra klampi ir be impulsų, svarbu pasikartoti nedideli kiekiai – su sąlyga, kad sušlapusios medžiagos atsparios fotopolimerui, o įleidimo anga lieka užtvindyta.

Kodėl krumpliaračių siurblys praranda tikslumą esant ploniems skysčiams?

Nes skystis yra sandariklis. Krumpliaračio siurblys remiasi plona skysčio plėvele, esančia tarpuose tarp krumpliaračio antgalių, ertmės sienelės ir galinių plokščių. Mažo klampumo skystis per tuos tarpus išbėga greičiau, todėl daugiau išstumto tūrio nuteka atgal į įleidimo angą, o tiekiamas tūris nesiekia apskaičiuoto tūrio.

Kokios priežiūros reikia kiekvienam siurbliui?

Peristaltinio siurblio vamzdį reikia pakeisti pagal grafiką, nustatytą pagal greitį, slėgį ir skystį, taip pat patikrinti, ar ritinėliai ir bėgiai yra švarūs ir nepažeisti. Krumpliaračio siurbliui nereikia sunaudotų vamzdžių, tačiau jam reikia filtro ant įleidimo angos, užtvindyto įleidimo angos arba vieno pripildymo ir periodiškai tikrinti tiekiamą tūrį, kad būtų galima nustatyti vidinį susidėvėjimą.

Siųskite savo darbo tašką – skystį, darbinį klampumą, tūrį per ciklą, tiekimo slėgį ir bėgio įtampą – persusisiekite su mumisir siurblio klasė bei vairuotojo pakopa gali būti patvirtinta prieš perkant.