Какие детали обязательно необходимы для 3D-принтера?

Question

Какие детали обязательно необходимы для 3D-принтера?

printer-building

Я сам разработал механику своего 3D-принтера, потому что мне нужно печатать детали, которые действительно огромны (и по бюджетным соображениям). Итак, у меня уже есть функция 3D - перемещения.

Но что мне сейчас нужно, так это сам механизм печати. Я много читал, но мне стало ясно, что все гораздо сложнее, чем я думал.

Давайте пропустим механику и программное обеспечение, меня просто интересует, как работает печатающая головка. Кто-нибудь может мне это объяснить?

Честно говоря, я был настолько наивен, что думал, что мне просто нужно купить одну деталь с одним проводом для передачи данных (печать/печать) и проводами 5 В/GND. Но мне пришло в голову, что все гораздо сложнее.

Например, эти принтеры RepRap имеют своего рода воздушную трубку, прикрепленную к печатающей головке. Я не совсем понимаю, в чем дело, это охлаждает?

Возможно, я всегда читаю неправильные руководства (т. Е. Более продвинутые). Может ли кто-нибудь просветить меня или указать мне хорошую отправную точку?

@bvdb, 👍6

Обсуждение

Зависит от того, хотите ли вы, чтобы он работал хорошо или вообще?, @Carl Witthoft

Я думаю, что ответ @fred_dot_u превосходен. Несмотря на простоту концепции, печатающая головка представляет собой довольно сложную конструкцию, которая жонглирует несколькими противоречивыми требованиями: легкий вес, способный применять разумное давление филамента, жесткий, горячий в одном месте, а не в другом, довольно жесткий контроль температуры, способный работать последовательно в течение десятков часов безупречно и многое другое. Любая работающая система, подобная этой, - дитя сотен усовершенствований. Одна из радостей владения 3D-принтером заключается в том, что вы начинаете по-настоящему ценить такие вещи!, @SusanW

Честно говоря, чем больше я читаю о 3D-принтерах, тем больше понимаю, насколько все тонко. Я думаю, что здесь применима следующая пословица: "не трогай его, если он работает". :), @bvdb

Имейте в виду-одна вещь, с которой у вас будут проблемы по мере роста области печати, - это деформация деталей, потому что они будут охлаждаться по мере того, как вы их печатаете. -- Для более крупных декартовых роботов ЧПУ (то есть субтрактивное производство) является гораздо более привлекательным вариантом. И это намного проще контролировать, потому что вы просто используете реле, чтобы включить и выключить хорошо установленный дремель, и вы можете идти., @BrainSlugs83

2 ответа

Лучший ответ:

▲ 3

Первым пунктом для начала была бы запись вики RepRap для экструдеров:

холодный конец

"Холодным концом" обычно является основная часть экструдера. Часто это фактическая каретка на одной оси, которая поддерживает остальные детали. В некоторых конструкциях "Холодный конец" разделен на две части; одна часть управляет нитью, которая неподвижна и соединена с частью каретки, более легкой конструкции для облегчения перемещения, с помощью гибкой трубки. Привод представляет собой двигатель, который вращает рифленое, зубчатое или зубчатое прижимное колесо против прижимной пластины или подшипника с нитью, зажатой между ними. Обычно двигатель зацеплен за прижимное колесо для увеличения доступного крутящего момента и контроля экструзии (плавности). Передача может быть напечатанной на 3D-принтере шестерней и шестерней, запасным червячным колесом и шестерней или более дорогой встроенной моторной коробкой передач. Шаговые двигатели используются почти повсеместно после первоначальных испытаний с Двигатели постоянного тока не достигли требуемой повторяемости. Серводвигатели-это вариант, хотя они еще не описаны в литературе. Конечная функция, некоторая форма охлаждения, сохраняет "Холодный конец" холодным. В непосредственной близости от "горячего конца" и возможных отапливаемых строительных платформ и корпусов иногда возникает необходимость в дополнительном пассивном или активном охлаждении деталей холодного конца. Часто используются радиаторы и вентиляторы ; также обсуждается охлаждение водой и эффектом Пельтье. Большая часть этой массы обычно изготавливается из деталей, напечатанных на 3D-принтере, и температура поддерживается в безопасных пределах.

насадка на горячий конец

"Холодный конец" соединен с "Горячим концом" через тепловой разрыв или изолятор ( Трубка Боудена, если используется, находится на холодной стороне этого термического разрыва). Это должно быть достаточно жестким и точным, чтобы надежно пропускать нить накала с одной стороны на другую, но при этом предотвращать большую часть теплопередачи. Материалы на выбор обычно представляют собой прозрачный пластик с вкладышами из ПТФЭ или ПТФЭ с механическими опорами из нержавеющей стали или комбинацией всех трех. Горячий конец часто соединяется с холодным концом с помощью паза Монтируйте там, где тепловой разрыв или изолятор является частью узла горячего конца , а корпус холодного конца снабжен цилиндрическим углублением. Многие холодные концы выталкивают нить накала через большое отверстие, расположенное между 2 маленькими отверстиями на расстоянии около 50 мм друг от друга. (Есть ли название для этого стандарта де-факто?) Некоторые люди жестко прикрепляют горячий конец крепления паза к такому холодному концу с помощью адаптера монтажной пластины и двух коротких болтов. Несколько человек вставили 2 длинных болта в эти отверстия, а затем обмотали эти болты пружиной, чтобы сделать пружинный экструдер.

горячий конец

"Горячий конец" - это активная часть 3D-принтера, которая плавит нить накала. Это позволяет расплавленному пластику выходить из небольшого сопла , образуя тонкий и липкий шарик пластика, который будет прилипать к материалу, на который он нанесен. Первый горячий конец RepRap был изготовлен из латуни. Исследователи также сделали горячие концы из стекла или алюминия. Горячий конец состоит из зоны плавления или камеры с двумя отверстиями. Холодный конец проталкивает нить накала в горячий конец-в нагревательную камеру горячего конца-через одно отверстие. Расплавленный пластик выходит из нагревательной камеры через другое отверстие на наконечнике. Отверстие в наконечнике (сопле) имеет диаметр от 0,3 мм до 1,0 мм при типичном размере 0,5 мм для экструдеров нынешнего поколения. Снаружи наконечника ствола находится нагревательное средство, либо проволочный элемент, либо стандартный резистор с намоткой проволоки. Требуемое тепло составляет порядка 20 Вт при типичных температурах от 150 до 250 градусов по Цельсию. Для контроля температуры сопла с обратной связью термистор обычно крепится близко к соплу, хотя термопара может использоваться с подходящим оборудованием для управления. Здесь необходимы высокотемпературные материалы. К ним относятся металлы, цементы и клеи, материалы из стекла и минеральных волокон, лента PEEK, PTFE и Kapton.

крепление к остальной части машины

Способы установки экструдеров на остальной части машины со временем превратились в неформальные стандарты монтажа. Эти неофициальные стандарты включают стандарт вертикальной оси X, быстросъемное крепление экструдера , крепление OpenX и т.д. Такие стандарты де-факто позволяют тестировать новые конструкции экструдеров на существующих рамах принтера, а новые конструкции рамок принтера использовать существующие экструдеры. (Позволяет ли адаптер "greg-adapter.scad" в Руководстве по сборке Prusa i3 монтировать экструдер OpenX на машине с вертикальной осью X?)

Вы также можете поискать в Google экструдер и/или hotend в сочетании с 3d-печатью для первой отправной точки.

17 сен 16, @kamuro

По сути, это ответ только для ссылок. Если вы считаете, что на вопрос слишком сложно ответить ("из-за его огромной массы"), то *не отвечайте* и проголосуйте за закрытие как "слишком широкое"., @Tom van der Zanden

@*fred_dot_u* · Accepted Answer · 2016-09-17 23:34-00:00

Вы, безусловно, обнаружите, что функциональность печати на 3d-принтере немного сложнее, чем вы предполагаете. Механические части включают средство для проталкивания нити в нагретое сопло, а также программную часть для регулирования скорости движения нити. Вы не ссылались на картридж нагревателя и датчик температуры, но вы скоро обнаружите этот аспект.

"Воздушная трубка", которую, как вам кажется, вы видели, скорее всего, называется трубкой Боудена. Такие конструкции позволяют использовать печатающие головки меньшего веса, что выгодно для скорости, ускорения и точности, но имеет сложности в отношении сжатия филамента, а также соображений втягивания. Печатающие головки без Боудена будут иметь двигатель экструдера в качестве части движущегося узла, а ведущие колеса будут располагаться очень близко к отверстию сопла. Это обеспечивает гибкую нить накала и более точный контроль подачи нити.

В любом дизайне есть компромиссы, поэтому необходимо определить приоритеты для дизайна.

Охлаждение также является фактором. Нагревательный картридж предназначен для нагрева сопла до определенной температуры для используемого типа филамента, но также требует средства, предотвращающего попадание тепла на часть нити, не находящуюся в сопле. Вы узнаете такие термины, как тепловой разрыв, относящиеся к узкой резьбовой части, соединяющей узел сопла с радиатором. Также будет установлен вентилятор охлаждения для обдува воздуха над радиатором и очень часто вентилятор охлаждения для охлаждения нити, когда она выходит из сопла и прикрепляется к печатаемой модели.

Вы предлагаете игнорировать механику и программное обеспечение, но важно знать и то, и другое при рассмотрении принципов сборки печатающей головки.

Упрощенно, нить входит в трубку Боудена, затем в теплоотвод, выталкиваемая двигателем экструдера (или) нить выталкивается в теплоотвод двигателем экструдера. Нить проходит через тепловой разрыв, расплавляется в блоке нагревателя и выходит из сопла. Блин, это слишком просто.