3 डी प्रिंटर सिर। तीन घटक और तीन स्रोत। उत्कृष्टता के लिए सड़क पर

3D प्रिंटर हेड्स और हेड्स को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों पर एक छोटी समीक्षा, यह स्पष्ट करने के लिए कि वे ऐसा क्यों कर रहे हैं, J- हेड, मेकरबॉट, अल्टीमेकर।



यह प्रिंटर सिर के बारे में महाकाव्य श्रृंखला से मेरा दूसरा लेख है। एक मजाक - लेकिन अभी भी कुछ कहना बाकी है। पहला लेख यहाँ है । RepRap पर सभी सामग्रियों की तरह - प्रिंटर ओपन-सोर्स को संदर्भित करता है, इसलिए यदि आपको किसी भी विवरण की आवश्यकता है, तो कृपया संपर्क करें।



हॉटेंड - सिर के गर्म हिस्से में आमतौर पर तीन भाग होते हैं:



- वास्तविक सिर, नोजल, नोजल;

- थर्मल बैरियर, जिसे नोजल होल्डर भी कहा जाता है, रेडिएटर के साथ एक बोतल में हो सकता है;

- रेडिएटर।



इन भागों की सामग्रियों की आवश्यकताएं काफी भिन्न हैं। हालाँकि, मैंने उन वेब लोगों पर देखा, जिन्होंने इन सभी भागों को एल्यूमीनियम से बनाया है। और वे सफल नहीं हुए। लेकिन प्रयुशा - वही, प्रसिद्ध, जिसके नाम से प्रूसा प्रिंटर मॉडल का नाम है, उसने सब कुछ स्टेनलेस स्टील से बना दिया। यह भी लिखा जाएगा।





प्रूसा नोजल का प्रमुख



तो - सिर, नोजल, यह आमतौर पर पीतल का बना होता है, कभी-कभी एल्यूमीनियम का, मैंने कांस्य का उल्लेख सुना है और तांबे से बना कभी नहीं देखा है। ऐसा क्यों? शायद इसलिए कि सिर में, बेशक, सामग्री की अच्छी तापीय चालकता मायने रखती है, लेकिन यह मूल्य बहुत बड़ा नहीं है, सामग्री के प्रसंस्करण की सुविधा अधिक महत्वपूर्ण है।



तो, आइए तांबे, एल्यूमीनियम, पीतल और कांस्य के लिए तापीय चालकता के मूल्यों को देखें:



- तांबा - 395 डब्ल्यू / एम के

- एल्यूमीनियम - 220

- पीतल - 150

- कांस्य - 58.7 - यह एल्यूमीनियम कांस्य के लिए है, जो पीतल की तुलना में काफी मजबूत है।



कांस्य, जैसा कि आप देख सकते हैं, पीतल की तुलना में लगभग तीन गुना कम तापीय चालकता है, जो एक रोकनेवाला-हीटर का उपयोग करने के मामले में फर्क कर सकता है।



अत्यधिक कोमलता के कारण शायद एल्यूमीनियम को छोड़ दिया गया था। बेशक, काफी मजबूत एल्यूमीनियम मिश्र हैं, लेकिन उन्हें अभी भी खोजने और प्रतिष्ठित करने की आवश्यकता है ... इसलिए ...



कॉपर को संसाधित करना मुश्किल है और बहुत नरम है।



मेरे लिए, पीतल (कांस्य समान है) की एक महत्वपूर्ण और उपयोगी संपत्ति यह भी है कि यह ठोस चांदी मिलाप के साथ अच्छी तरह से मिला हुआ है - जिसका उपयोग रेफ्रिजरेटर की मरम्मत के लिए किया जाता है। यह बहुत अच्छा है, उन्हें स्टेनलेस स्टील के लिए कांस्य में मिलाया जा सकता है और इसकी अस्थिरता बस उत्कृष्ट है, अर्थात, यह संयुक्त के चारों ओर पूरी तरह से बहती है, केवल एक बिंदु पर मिलाप किया जा रहा है। इसलिए हम आसानी से थर्मल बैरियर पर आगे बढ़ते हैं। यह एक ऐसा हिस्सा है जो सिर के यांत्रिक भार का सामना करना पड़ता है और डिवाइस के शरीर में कम गर्मी को स्थानांतरित करता है। पहले गर्म-अंत वाले मॉडल ने इसके लिए फ्लोरोप्लास्टिक का उपयोग किया - यदि रूसी में, या टेफ्लॉन, पीटीएफई। वास्तव में, एक अद्भुत सामग्री, विशेष रूप से इसकी उल्लेखनीय फिसलन के कारण। उसके पास कुछ भी नहीं है, जैसा कि वह था, और उसकी तापीय चालकता छोटी है। हालांकि, एक दोष है। शक्ति। ताकत कम है, और यहां तक ​​कि यह सबसे खराब नहीं है, यह बुरा है कि इसमें तरलता है। तरलता का मतलब लोड के तहत है, यहां तक ​​कि हल्के हीटिंग के साथ, यह अपना आकार बदलना शुरू कर देता है। वह सब है। इस विशेषता ने उन्हें केवल सिर में लाइनर्स का कार्य छोड़ दिया, जो फिलामेंट के घर्षण को कम करता है। उसके बहने के लिए कहीं नहीं है। यह सभी पक्षों पर समर्थित है - या तो धातु या उपयुक्त प्लास्टिक द्वारा।



आइए अब उन सामग्रियों के गुणों को देखें जिन्हें हम एक थर्मल बैरियर के रूप में आपूर्ति कर सकते थे। तापीय चालकता - डब्ल्यू / एम के (अर्थ - वाट, मीटर, डिग्री, और कौन, केल्विन या सेल्सियस - यह कोई फर्क नहीं पड़ता) और परम तन्य शक्ति - मेगापास्कल्स में।



- टेफ्लॉन 0.25 26

- PEEK 0.29 165

- स्टेनलेस स्टील ग्रेड 304 9.4 580 580-600

- स्टेनलेस स्टील ग्रेड 316 9.4 680

- स्टील 3, सबसे आसान 55 380



हम देखते हैं, दूसरी पंक्ति PEEK है, यह एक बल्कि विदेशी प्लास्टिक है। एक प्रभावशाली मूल्य के साथ। ताकत पर ध्यान दें, यह स्टील 3 की तुलना में केवल दो गुना कम है।



कम तापीय चालकता, अच्छी फिसलन और अच्छी तापीय स्थिरता के साथ, यह नोजल धारकों के लिए एक लोकप्रिय सामग्री बन गई है।





शास्त्रीय जे-हेड नोजल एमके 5 बी



दो नुकसान हैं, और गंभीर हैं: - कीमत और थर्मल स्थिरता। 250 तापमान सीमा है, अक्सर आप अधिक चाहते हैं, थर्मिस्टर्स (कई) 300º तक काम करेंगे - बढ़ने के लिए जगह है।



अब स्टेनलेस स्टील्स को देखो - उनकी तापीय चालकता साधारण स्टील की तुलना में 5 गुना कम है! और ताकत लगभग दो गुना अधिक है! ये हमारे 08X18H10 और 08X17H13M2 के अनुरूप पश्चिम में स्टील ग्रेड लोकप्रिय हैं। पहला आम तौर पर एक क्लासिक खाद्य स्टेनलेस स्टील, क्रोमियम-निकल है। सच है, तापीय चालकता टेफ्लॉन की तुलना में 40 गुना अधिक है, लेकिन ताकत में अंतर को देखते हुए, टेफ्लॉन के साथ अंतर केवल 30 प्रतिशत होगा। PEEK, हालांकि, एक अप्राप्य प्रतियोगी बना हुआ है। लेकिन गर्मी का प्रतिरोध ... और चांदी की मिलाप के साथ एक स्टील ट्यूब में पीतल नोजल को मिलाप करने का एक और अच्छा अवसर है और प्लास्टिक के रिसाव के बारे में भूल जाओ। सिल्वर सोल्डर में न केवल 800 ° C का गलनांक होता है, बल्कि इसमें उत्कृष्ट शक्ति और विक्रेता पूरी तरह से होते हैं - बहुत अच्छी तरलता और wettability। स्टेनलेस स्टील टयूबिंग के 8-12 मिलीमीटर पहले से ही हमारी जरूरतों के लिए एक पर्याप्त बाधा है। यह 8 मिमी के व्यास और 1 मिमी की दीवारों के साथ एक ट्यूब के मामले में है। यदि आप पतले ट्यूबों का उपयोग करते हैं, तो प्रभाव और भी बेहतर होगा। 0.3 मिमी की दीवारों के साथ ट्यूब पर्याप्त मजबूत है। यहां अन्य कारकों का मुख्य प्रभाव होगा: - सिर से विकिरण द्वारा हीटिंग, संवहन प्रवाह द्वारा हीटिंग, जो, हालांकि, प्रशंसक द्वारा उड़ा दिया जाना चाहिए।



Pruši का सिर स्टेनलेस स्टील के एक टुकड़े से प्रूसा नोजल है, यह वास्तव में थोड़ा अलग स्टील संरचना है - दो बार के साथ ज्यादा तापीय चालकता, ग्रेड 303, यह संभवतः थर्मल बैरियर और नोजल की आवश्यकताओं के बीच एक समझौता है। उत्पाद का निर्माण करना बहुत मुश्किल था, और यह बहुत सफल नहीं लगता है, हालांकि इसने किसी भी प्रकार के प्लास्टिक के साथ मुद्रण की अनुमति दी है। लोग उसकी शिकायत करते हैं। हां, और अब इसे खरीदना आसान नहीं है। नया संशोधन - एक एल्यूमीनियम रेडिएटर के साथ, और, मेरी राय में, विशेष रूप से सफल नहीं होना चाहिए। थर्मल बैरियर द्वारा कम तापमान ढाल।



शास्त्रीय जे-हेड नोजल एमके 5 बी एक अच्छा मॉडल, खासकर अगर यह सरलीकरण और हानि के बिना बनाया गया था जो कुछ चीनी साथियों ने जोड़ा था। धारक PEEK प्लास्टिक से बना है। प्रिंटों की कड़ाई। लेकिन हर कोई नहीं। तापमान सीमा सीमित है और इसे अधिक नहीं करना बेहतर है - प्लास्टिक धारक और नोजल के जंक्शन के माध्यम से ऊँघना शुरू कर देता है। हीटर के रूप में, एक अवरोधक का उपयोग किया जाता है, रेटेड शक्ति लगभग 25 वाट है। Teflon पीतल नोजल के लिए सम्मिलित करें।



मेकरबॉट - मेकरबॉट स्टेपस्ट्रूडर एमके 7 - संरचनात्मक रूप से सरल, ठोस धातु और बताए गए मापदंडों से देखते हुए, बहुत अच्छा। थर्मल बैरियर - स्टेनलेस स्टील से बना, बहुत छोटा खंड, जटिल विन्यास, धारक के अंदर कोई फ्लोरोप्लास्टिक लाइनर नहीं। सिरेमिक टेप का उपयोग करके हवा से बड़े एल्यूमीनियम हीटिंग ब्लॉक को थर्मल रूप से अछूता किया जाता है। शक्तिशाली रेडिएटर द्वारा देखते हुए, एक बड़ा गर्मी प्रवाह सिर से आता है। थर्मल बैरियर की एक छोटी लंबाई का मतलब उच्च तापमान प्रवणता है। यह क्यों अच्छा है, मैं अगले पोस्ट में संख्याओं पर दिखाने की कोशिश करूंगा।





हेड मेकरबॉट स्टेपस्ट्रूडर एमके 7



Ultimaker HotEnd v2 PEEK से थर्मल बैरियर का उपयोग करता है। इसलिए तापमान सीमा में कुछ भी आश्चर्यजनक होने की उम्मीद न करें। एक हीटिंग कारतूस, 40W का उपयोग करता है। बस स्टेपस्ट्रूडर एमके 7 की तरह। डिजाइन दिलचस्प है। Teflon का उचित उपयोग किया। तैरते हुए भाग की एक बहुत बड़ी सीमा। जाहिरा तौर पर यहाँ से एक रिकॉर्ड प्रिंट गति। विस्तृत विश्लेषण के लिए, कोई चित्र या विवरण नहीं हैं।









अल्टिमेकर पर मुझे क्या मिला, और यह ओपन सोर्स है।



घर का बना - BASS - अच्छी तरह से और जल्दी से प्रिंट करता है। 140 मिमी / एस जब कैप्रॉन / ट्रिमर मछली पकड़ने की रेखा के साथ मुद्रण। निर्माण में समय लगता है। एक घुमावदार हीटर इसके लायक है। स्टेनलेस स्टील 304 की एक ट्यूब से थर्मोबारियर। टर्निंग - सरल। सिल्वर सोल्डर के साथ सोल्डरिंग का इस्तेमाल किया। घाव रेडिएटर के कारण - हीटिंग की अच्छी एकरूपता, कम वजन और उच्च विश्वसनीयता। पीतल नोजल से पहले, एक टेफ्लॉन डालने का उपयोग किया जाता है, जिनमें से अंतिम 5 मिलीमीटर लोड को कम करने के लिए, एक स्टेनलेस स्टील की अंगूठी द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। पावर - वही, लगभग 40 वाट।



माउंट में, हीटिंग मजबूत नहीं है, पंखे कमजोर पड़ते हैं।









हम कह सकते हैं कि एफडीएम-प्रिंटर के विकास की पहली अवधि समाप्त हो गई है, अच्छी तरह से काम करने वाले सिर अब असामान्य नहीं हैं। हालाँकि यह मुझे यह महसूस नहीं होने देता कि उनके डिज़ाइन के सिद्धांत बहुत स्पष्ट रूप से तैयार नहीं हैं। अगली पोस्ट में मैं प्रिंटर हेड के थर्मल कैलकुलेशन के बारे में बात करना चाहता हूं कि उन्हें इस तरह क्यों बनाया गया है और ट्रैफिक जाम के गठन से कैसे बचा जाए। मुझे यह भी आभास हो गया था कि अब मैं जानबूझकर आकार, रेडिएटर, थर्मल बैरियर और बहुत कुछ चुन सकता हूं। मुझे खुशी होगी अगर समुदाय संभावित त्रुटियों और गलतफहमी की तलाश में भाग लेता है। आप सभी को धन्यवाद।