Proč by si nadšenci 3D tisku měli všímat nového hot endu E3D Revo

Prostor pro 3D tisk existuje ve dvou paralelních vesmírech: v profesionálním, uzamčeném za patenty, kde tiskaři pracují magicky, ale stojí několik set tisíc dolarů za pop a ten, který obývají my spotřebitelé, kteří musí čekat desítky let, než vyprší platnost směšných patentů, jen aby mohli tisknout cokoli jiného než nejjednodušší plasty.

Nestává se to strašně často, ale prostor pro 3D spotřebitelský tisk má důvod být nadšený díky novému horkému konci Revo společnosti E3D sídlící ve Velké Británii. Pojďme se ponořit do systémů vytlačování 3D tisku, abychom pochopili, o co jde.

Co je to Hot End?

Je snadnější porozumět konceptu 3D tisku, pokud si to představíte jako pekařské potrubí, které poleje na dort. Stejně jako pekař manévruje sáčkem na potisk jmen na narozeninové dorty, 3D tiskárna pohybuje tryskami a položí plast na povrch stavby.

Extruzní systém 3D tiskárny je ve skutečnosti velmi podobný pekařskému sáčku.

Ruční stlačení polevy na koláč se nijak neliší od extruderu vytlačujícího vlákno tryskou. 3D tiskárna je však o něco složitější. Protože plast při pokojové teplotě neteče jako poleva, musí být každá 3D tiskárna vybavena vyhřívanou tryskou.

Jedná se v podstatě o high-tech potrubní vak skládající se z extruderu, který protlačuje vlákno skrz a vyhřívaná sestava trysky, přičemž se řídí teplota a tlak trysky, aby se reguloval tok vlákno.

Problém se stávajícími hot endy

Protože spotřebitelský průmysl 3D tisku omezil průkopnickou práci, kterou provádí open-source Projekt RepRap, spotřebitelské 3D tiskárny využívají stejný přístup, jaký si každý může udělat sám, jako používání off-the-shelf díly.

Moderní horký design je skvělým příkladem tohoto jevu.

Tradiční horký konec obsahuje trysku, která se zašroubuje do ohřívacího bloku, který je zase ohříván samostatnou válcovou topnou vložkou. Blok také obsahuje odnímatelný termistor pro měření teploty. Nakonec oddělený tepelný rozklad tepelně izoluje horký konec od přívodní dráhy vlákna, čímž brání jeho roztavení na cestě k horkému konci.

Bohužel se jedná o vysoce neefektivní systém.

Přítomnost vzduchové mezery mezi ohřívacím blokem a termistorem, jakož i ohřívacími patronami znemožňuje účinný přenos tepla a přesné řízení teploty. Zvětšená vzdálenost mezi těmito prvky a tryskou také nepomáhá.

Výsledkem jsou vytlačovací systémy, které nejsou schopné regulovat teplotu trysek s jakoukoli znatelnou rychlostí nebo přesností.

To je hlavní handicap, protože 3D tisk s různou rychlostí a objemem vytlačování není možný bez rychlých změn teploty trysky potřebných k udržení kroku s kolísavým tokem vlákna hodnotit.

To se zase projevuje jako a Gremlin pro 3D tisk vystaveny všemi 3D tiskárnami spotřebitelské třídy a zůstávají dodnes nevyřešeny.

Inspirováno moderními páječkami

Pájecí průmysl vyřešil tento problém před mnoha desetiletími odstraněním vzduchové mezery mezi hrot, topný článek a teplotní senzor spojením těchto tří prvků do jednoho kompozitu část. Takové páječky by se mohly rychleji zahřát a spojit spoje s vysokou tepelnou hmotností s naprostou lehkostí.

Revo hot end využívá stejný přístup tím, že integruje ohřívač a termistor do menšího jádra kompozitního ohřívače. To řeší řadu problémů se stávajícími hot endy.

Příbuzný: Pochopení základů úspěchu při pájení

A oprava pomalého zahřívání trysek je jen začátek, což dokazuje prototyp E3D Revo dosahující provozních teplot za zlomek času, který zabere konkurenční hot-end s vyšším výkonem.

Vyšší tepelná účinnost jádra ohřívače Revo umožnila E3D vyrábět výrazně menší hot-end. Jeho malá stopa snižuje překážky proudění vzduchu z chladicího ventilátoru součásti. To následně zlepšuje kvalitu tisku komplikovaných dílů vyžadujících přemostění a strmé převisy.

I když by někdo mohl tvrdit, že nižší tepelná hmotnost malého ohřívacího jádra Revo by vedla ke zvýšení teploty tvrdší regulace, moderní páječky využívající stejný přístup se také rozhodují pro provedení se sníženou tepelnou hmotou.

E3D by tady mohlo na něco být.

Vysoce účinná sestava ohřívače nemusí ukládat velké množství tepla. Ve skutečnosti nižší tepelná hmotnost horkého konce Revo také umožňuje rychlejší ochlazení.

Existuje dobrý důvod, proč byste chtěli, aby tento hot end rychleji vychladl. Důvodem je možnost výměny trysek E3D Revo bez použití nástrojů. To je dar z nebes pro prostor, kde je frekvence ucpávání trysek překonána pouze následným narušením, které uvolní.

Až dosud byla výměna trysky herkulovským úsilím zahrnujícím četné cykly zahřívání a ochlazování přerušované tryskou vyžadující utažení za tepla při maximální přípustné teplotě. Pokud tak neučiníte, dojde k dalšímu ucpání.

Napěňte, opláchněte, opakujte.

Příbuzný: Jak upgradovat 3D tiskárnu Ender-3 a odstranit bezpečnostní obavy

Trysky E3D Revo lze naopak jednoduše přišroubovat a sejmout holými prsty. Jakmile horký konec samozřejmě vychladne. Protože tryska a tepelná izolace jsou jedna jednotka, nemusíte se starat o utahování za tepla a s tím spojené riziko ucpání nebo úniku plastu.

A není to jen o prevenci ucpání trysek.

Různé velikosti trysek vám také umožní dosáhnout jemné rovnováhy mezi rychlostí tisku a kvalitou. Chcete vytisknout malý předmět s přísnější tolerancí? Vylomte trysku 0,2 mm. Potřebujete v krátké době položit spoustu plastů? Místo toho použijte trysku 0,8 mm.

Pokud trysky pro rychlou výměnu ekosystému Revo skutečně fungují tak, jak jsou inzerovány, nakonec to přinese změny nástrojů v prostoru 3D tisku téměř na stejné úrovni jako jeho špičková subtraktivní CNC výroba protějšky.

Integrovaná bezpečnost a rychlá akcelerace

Nebezpečí požáru je u 3D tiskáren skutečným problémem, když poruchy regulace teploty vedou k přehřátí dráha, která následně způsobí, že se topné těleso roztaví přes topný blok a spustí se požáry.

Horký konec Revo obsahuje topný článek s kladným teplotním koeficientem (PTC), který zvyšuje svůj vnitřní odpor, jak se zahřívá. Jak se tryska postupně ohřívá, automaticky se snižuje dodávaný výkon (výkon ohřívače). Na papíře by to mělo výrazně snížit šance, že vaše 3D tiskárna spálí dům.

Konstrukce za tepla se sníženou tepelnou hmotou má příjemný vedlejší účinek - je pozoruhodně lehká. Hot end Revo váží pouhých 30 gramů, což umožňuje vytočit hodnoty zrychlení krokového motoru bez obav z vibrací.

To by mělo tiskárnám umožnit dosáhnout jejich maximálních rychlostí po delší dobu skutečných pohybů tisku a současně omezení vyzvánění a dalších artefaktů 3D tisku, které snižují kvalitu a jsou spojeny s pohybem kolem těžších horkých konců na vysoké úrovni rychlosti.

Na přední straně jsou kabely topení a termistoru vyztuženy odlehčením tahu s ocelovým pancéřováním. To by se mělo hodit při boji s masivními tiskovými poruchami, které vyžadují vypuštění roztaveného plastu z horkého konce. Pouze tentokrát je méně pravděpodobné, že byste nechtěně odtrhli kabely.

Patenty E3D: Dobrá zpráva…

Společnost se sídlem ve Velké Británii se zavázala k filozofii open-source a uvolňuje technické prostředky nezbytné pro komunitu 3D tisku upravit a integrovat své nabídky do jiných DIY a open-source projekty.

Zatímco Revo Micro je nový hot end design, Revo Six je náhradou za všudypřítomné hot endy E3D V6, které se nacházejí ve velkém počtu 3D tiskáren pro spotřebitele a kutily. To znamená, že prakticky každý, kdo provozuje hardware E3D, má cestu k upgradu na nový extruzní ekosystém Revo.

Příbuzný: Průvodce pro začátečníky k 3D tiskárnám Voron pro kutily

Tato tradice bude s Revem pokračovat, protože E3D se rozhodl udělat ze studeného rozhraní rozhraní open source. To by mělo pomoci nadšencům 3D tisku při navrhování vlastních chladičů a držáků trysek a jader ohřívačů Revo.

Jinými slovy, 3D tiskárny s otevřeným zdrojovým kódem, jako jsou Rat Rig, HevORT, HyperCube, řada Voron a ostatní lze snadno aktualizovat a integrovat tyto potenciálně měnící se horké konce v blízkém okolí budoucnost.

… A špatné zprávy

Na druhé straně, E3D argumentuje ta nekontrolovatelná krádež IP ji donutila podat přihlášku a (v budoucnu) vymáhat patenty na blíže neurčené aspekty vytlačovacího systému Revo. Slibuje však také, že upustí od soudních sporů proti jednotlivcům, výzkumným pracovníkům, akademické obci a neziskovým organizacím využívajícím její návrhy k další technologii 3D tisku.

Jelikož patenty E3D nebyly v době psaní tohoto článku publikovány, lze jen hádat, zda bude se týkají sjednoceného jádra topného tělesa nebo kompozitní šroubovací trysky s integrovaným tepelný rozklad.

Oba hypotetické patenty by bohužel byly v rozporu se slibem společnosti vyhnout se podávání „nejširších a nejširších patentů, které lidem zabraňují také přispívat k technickému pokroku“.

Sjednocené topné jádro kombinující ohřívač a teplotní senzor do jedné jednotky se v pájecím průmyslu používá již několik desetiletí. Mezitím a Patent na 3D tisk již existuje pro docela podobný šroubovací tryskový design s integrovaným tepelným lomem.

Kontaktovali jsme společnost E3D s žádostí o vysvětlení k tomuto tématu a tento článek budeme aktualizovat, jakmile se o nich dozvíme. Potenciálně revoluční vytlačovací systém plný čtyř velikostí trysek za 120 dolarů si každopádně zaslouží humbuk před jeho uvedením na trh.

Proměňte každodenní objekty na 3D modely bez 3D skeneru

Od objektu k 3D tisku v pěti jednoduchých krocích.

Číst dále

O autorovi