Различия между алюминиевым и медным нагревательным блоком и почему следует использовать один или другой?

Как следует из названия: мне нужен новый блок обогревателя, и мне нужно решить, какой из них купить. Медь с покрытием сейчас в 10 раз дороже, по крайней мере там, где я живу (70 злотых что примерно 16 евро или 18 долларов против 7 злотых за алюминий), но в масштабе стоимости принтера, разница незначительна.

Медь обладает лучшей теплопередачей, но у нее также большая тепловая масса, поэтому она нагревается и остывает медленнее, но должна плавить пластик быстрее. Или так кажется. Я не знаю, как эти теоретические свойства преобразуются в практические плюсы и минусы 3D-печати.

Я не ищу фразу «купи это»; отвечать. Я ищу сравнение, которое позволит мне и будущим читателям принять обоснованное решение.

, 👍2


2 ответа

Лучший ответ:

4

Выбор зависит от того, какое применение вы имеете в виду, но в основном вы можете посмотреть на свойства меди и алюминия, чтобы выяснить, что лучше подходит для вашего применения.

  • Динамика
    • Медь примерно в 3 раза тяжелее, это потенциально увеличивает вес горячего конца и, как следствие, увеличивает вероятность возникновения проблем, например, со звоном для нагревательных блоков аналогичного размера.
  • Термодинамика
    • Максимальная температура меди может быть выше, температура плавления почти в два раза превышает значение температуры плавления алюминия (при печати, превышающей 320 °C, необходимо использовать медный нагревательный блок)1)
    • Теплопроводность меди почти в два раза выше, чем у алюминия, она намного лучше проводит тепло, поэтому блок нагревается более равномерно.
    • Теплоемкость меди почти вдвое меньше, чем у алюминия, поэтому для нагрева того же количества массы требуется больше энергии. Удельная теплоемкость или теплоемкость алюминия составляет 0,90 Дж/(г·°С); для меди — 0,385 Дж/(г·°С). Для нагрева того же количества массы потребуется вдвое больше энергии, либо при данном притоке потребуется больше времени. Поскольку мы можем предположить, что объем термоблоков одинаковый, масса медного блока будет выше и, следовательно, для нагрева потребуется еще больше времени.

Медь может быть никелирована, это создает поверхность, которая менее склонна к прилипанию нити накала и ее легче очистить изопропаноловым спиртом.

Медный блок нагревателя может помочь поддерживать более стабильную температуру, но это уже делается платой контроллера принтера (настройка ПИД). Как правило, при более высоком расходе это не поможет, поскольку ограничивающим фактором здесь является теплопроводность пластика, а не блока нагревателя. Для применения с увеличенным расходом вам следует использовать нагревательный блок (Super) Volcano; для меньшего увеличения объемного расхода можно использовать, например, сопла типа CHT (эффективно увеличивает площадь контакта нити с соплом/блоком нагревателя).

В основном рекомендуется использовать медный нагревательный блок при печати при высоких температурах (>320 °) в течение длительного времени.

1) Алюминиевые нагревательные блоки начинают разлагаться при температуре выше 350 °C, а медный сплав даже не начинает размягчаться до тех пор, пока температура не превысит 500 °C


,

Хороший ответ. Мой принтер медленный, поэтому механическая проблема для меня не проблема. Тем не менее приятно знать. Я не думаю, что наблюдаю какие-либо проблемы, которые потребовали бы от меня перехода на медь. У меня есть небольшие крепления для ПК и ASA, которые мне нужно печатать для проектов, но по большей части я останусь с PLA и PETG. Алюминия в силиконовой розетке должно быть более чем достаточно., @Mołot

PS Может ли медный блок компенсировать худшую теплопередачу стального или титанового сопла?, @Mołot

@Mołot Теплопроводность чистого титана составляет 17 Вт/(мК), около литра железа и около 1/23 меди. Титан легко нагревать и легко охлаждать. Странно, что греть легко, хотя теплопроводность плохая. Теплоемкость титана и стали примерно одинакова. Я только что нашел хорошее видео об использовании большего количества меди в хотэнде: https://www.youtube.com/watch?v=IjUXhg7Waqo, @0scar

Просто чтобы поставить последнюю точку: я заменил на медное ** и ** высокопроизводительное сопло в стиле CHT, и мои отпечатки ASA наконец-то добились успеха. Самой насадки было недостаточно, мой отпечаток рассыпался примерно через 10 слоев, как будто какую-то нить выдавливали слишком холодно., @Mołot

Я бы сравнил медь с алюминием как 4/9, а не 5/10, но достаточно близко. ;), @Trish

1

Добавлю из своего опыта: при печати композитными материалами при использовании сопла из карбида вольфрама при вкручивании его в алюминиевый хотблок (даже при вкручивании горячем) сопло быстро раскручивается, а затем течет пластик. В случае медного хотблока подобного эффекта не наблюдается (видимо, это объясняется разным тепловым расширением материалов).

,

Коэффициент теплового расширения в [м/м∙K]: Медь 17∙10E-6. Алюминий 23∙10Е-6, Карбид вольфрама: 5,5∙10Е-6 - медный блок не "разбухает" так сильно, как алюминиевый, карбид вольфрама имеет лишь 1/3 и 1/5 расширения сравнительно - должно быть *сжатым* обоими во время теплового цикла... однако медь имеет гораздо меньшее трение., @Trish

Смотрите также: