Как рассчитать передаточное число экструдера с учетом желаемой максимальной скорости печати, диаметра нити и диаметра сопла?

У меня есть Printrbot LC со следующими шестернями экструдера:

Шаговый механизм справа, внутри зубчатое колесо с филаментом, такого же размера, как и у маленького шагового механизма.

У меня нет намного больше информации, кроме модели двигателя (42BYGH4807), но передаточное отношение (шаговая передача NEMA -> зубчатая передача на нити) составляет около 2:1, нить накала перемещается со скоростью, равной половине окружности шестерни шагового двигателя (маленькая на фото).

Я использую нить накаливания 3 мм с соплом 0,4 мм и могу печатать со скоростью 80 мм/с без особых проблем.

Я хотел бы переключиться на нить накаливания 1,75 мм и иногда использовать сопло 0,8 мм, что означает, что мне нужно, чтобы нить накаливания двигалась быстрее:

  • 3 мм против 1,75 мм означает в 3 раза быстрее
  • сопло 0,8 мм против сопла 0,4 мм это еще одна 4-кратная скорость
  • используя прошивку Klipper, я, скорее всего, установлю более высокую скорость линейной печати, поэтому для нити может быть еще один коэффициент скорости 1,2 x.

Однако я не уверен, насколько я сейчас далек от своей текущей максимальной скорости экструзии. Может быть, я уже близок к максимуму, может быть, у меня все еще есть запас прочности в 2-3 раза.

Поскольку мне, вероятно, потребуется сменить шестерни экструдера, чтобы продвинуть нить в 15 раз быстрее, я задаюсь вопросом, как рассчитать оптимальное передаточное отношение, учитывая ожидаемую максимальную скорость линейной печати, диаметр нити и диаметр сопла.

Поскольку шаговые двигатели получают все меньший и меньший крутящий момент при увеличении скорости шага, возможно, ответ также зависит от вязкости филамента и настроек микрошагов?

, 👍1

Обсуждение

Пробовали ли вы печатать с увеличивающейся скоростью, пока не найдете скорость, за которой экструдер не сможет угнаться, а затем выполнить обратный расчет?, @Davo

Я предпочитаю теоретический ответ, попытка и неудача отнимают много времени и неточны., @FarO

Достаточно ли этого теоретически, и что вам нужно: Каковы соответствующие диапазоны передаточных чисел для экструдеров с нитями 1,75 мм и 3 мм?, @0scar

Есть ли у вас хотенд, способный поддерживать ту скорость, которую вы хотите?, @R.. GitHub STOP HELPING ICE

@R.. хороший момент, на самом деле это ответ, не вдаваясь в сложные вычисления, как в связанном ответе. Шагатель должен быть достаточно быстрым, чтобы выталкивать достаточное количество филамента для насыщения скорости потока экструдера. Я не уверен, насколько высока скорость потока с Ubis 13S, но я думаю о 15 мм^3/с. С диаметром нити 1,7 мм это означает чуть больше 6 мм/с, что легко достижимо., @FarO

Это не будет проблемой, многие шаговые двигатели напрямую управляют нитью накала 1,75 мм, шаговый двигатель, который вы используете, довольно распространен, так зачем нужно передаточное число?, @0scar

Ну, я ожидал, что он будет адаптирован, так как он настроен на 3 мм, и это изменится, @FarO

Да, измените его на "без редуктора" (то есть 2 аналогичные передачи), если вы хотите, чтобы он работал с нитью накала 1,75 мм. Обратите внимание, что экструдеры с ременным приводом создают гораздо меньше шума и имеют меньший люфт по сравнению с экструдерами с зубчатым приводом., @0scar

@0scar хороший совет, @FarO

@0scar возможно, с планетарной передачей никаких изменений в прошивке не требуется..., @FarO

Это зависит от передаточного числа и от того, как вы его устанавливаете; например, направление вращения (при использовании ременной передачи шаговое вращение меняется на обратное). Вам очень повезло, что вы нашли передаточное число, которое точно соответствует изменениям от 3 мм до 1,75 мм. Но вы всегда можете изменить число шагов E на мм, чтобы исправить это. Тем не менее, вы должны быть в состоянии заставить это работать, удалив передаточное число при переходе с 3 мм на 1,75 мм., @0scar


1 ответ

1

Соответствующий ответ был дан в разделе Является ли разрешение по оси E/мм ограничивающим фактором качества печати?

Передаточное число имеет два основных ограничения:

  • это должно позволить вам достичь желаемой скорости печати, поэтому она не может слишком сильно уменьшаться,иначе двигатель не сможет вращаться так быстро и не сможет выдавать достаточный крутящий момент,
  • это должно позволять шаговому двигателю точно управлять экструзией, что означает вывод нескольких микрошагов на каждый миллиметр печати при печати на самой тонкой высоте слоя с помощью самого тонкого сопла.

Для определения передаточного числа необходимо выполнить следующие действия:

  • выберите количество микрошагов на миллиметр, или, другими словами, какой длины будет линия, эквивалентная одному микрошагу, для заданной толщины слоя и ширины линии (которая зависит от сопла). Например, 0,2 мм (экструдер не сможет выдавливать меньше, чем нужно для линии длиной 0,1 мм, что разумно).
  • на основе радиуса зубчатого болта или зубчатого колеса (того, которое захватывает нить) и, следовательно, количества нити, выталкиваемой за один оборот, количества шагов на оборот двигателя, желаемой длины на микрошаг, диаметра нити, рассчитайте коэффициент уменьшения
  • основываясь на этом коэффициенте уменьшения и на имеющемся у вас двигателе с кривой крутящего момента, основанной на напряжении питания, проверьте, на какой скорости он может выдавать максимальный крутящий момент.
  • проверьте, какой максимальной скорости экструзии вы можете достичь с помощью этого двигателя и этого коэффициента редукции.
  • если максимальная скорость слишком низкая, либо уменьшите передаточное число и снизьте точность для небольших перемещений, либо поищите двигатель, который может вращаться быстрее
  • если максимальная скорость печати намного выше, чем реально необходимо, увеличьте передачу, чтобы увеличить мощность нажатия. В идеале вы хотите, чтобы двигатель вращался почти как можно быстрее при максимальной скорости печати (которая, по сути, обычно составляет 30-60 мм^3/с, если предположить, что Mosquito magnum или Dragon HF hotend).

Например, я взял несколько выборочных данных и произвел расчеты для различных экструдеров и коэффициентов восстановления. Смотрите изображение с результатами. Максимальная частота вращения была ОЧЕНЬ консервативной, в целом она может составлять также 500 об / мин.

Вы можете видеть, что орбитальный аппарат (последняя строка) был спроектирован со скоростью около 80-90 мм^3/с, что немного больше, чем реально возможно, чтобы он мог достичь лучшей силы толчка.

Смотрите также этот график отсюда, на котором сравниваются различные экструдеры. Вы можете видеть, что между Sherpa mini 8t и 10t (10 имеет меньший коэффициент уменьшения, поэтому для одинаковой скорости печати ему нужно вращаться медленнее) у первого больше крутящего момента. Поскольку максимальная желаемая скорость экструзии все еще достижима, имело смысл увеличить коэффициент сжатия с помощью двигателя 8 т.


,
Смотрите также: