Кремень FMZ Реклама
Kremen FMHM Реклама

ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ

gromozeka67
Идет загрузка
Загрузка
22.06.2018
6428
35
RepRap

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

33
Статья относится к принтерам:
RepRap
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ
Не секрет, что до сих пор эксплуатация 3D принтера имеет множество «подводных камней». Один из них, на первый взгляд самый незаметный, – бытовая пыль. Я имел «счастливую» возможность убедится в этом на личном опыте.

Из газа и пыли была рождена

Вселенная наша, планета Земля…

Но газовой пылью забилось сопло

“Темп. убегания»… Printing zero

(Шуткующий стихоплёт)



В результате глобальной индустриализации и техногенного развития человеческой цивилизации количество пыли на Земле увеличивается. Это факт. Накоплению пыли в атмосфере планеты так же способствуют климатические изменения, эрозия почвы, извержения вулканов, урбанизация и другие неблагоприятные факторы. Учёные и практики по всему миру активно занимаются изучением проблем пылевого загрязнения атмосферы. Например, доказано, что пыль собирается даже в тех квартирах, в которых хорошо заперты окна и двери. Так, в ходе проведенного исследователями эксперимента, в тестируемой квартире за 14 дней накопилось более 12 тысяч пылевых частиц на каждом квадратном сантиметре поверхностей. Данных по пылевому накоплению в офисных и производственных помещениях мне найти не удалось, но можно с уверенностью предположить, что параметры будут в разы больше.

Аппараты объемной печати, работающие по FDM (FFF) технологии – высокоточные устройства, в конструкции которых используются прецизионные детали. Например, линейные модули, состоящие из кареток и рельсовых направляющих, шаговые двигатели, зубчатые шкивы, линейные и радиальные подшипники, направляющие ролики, механизмы экструдеров и пр. Как правило, серийные образцы 3D принтеров имеют защитный кожух, который иногда является несущим корпусом. Это обстоятельство в некоторой степени снижает оседание пыли на движущихся узлах и агрегатах устройств. Но технология печати требует вентиляции внутреннего пространства принтера, и куллеры эффективно доставляют воздух рабочего помещения во все закоулки наших печатающих устройств. С этими воздушными массами внутрь попадает и вездесущая пыль.

Активно способствует накоплению пыли и статическое электричество, возникающее при непрерывном перемещении металлических узлов, а также при работе электронных компонентов. Незаметно оседая на рельсах, каретках, валах, на катушках филамента, забиваясь в радиаторы и подшипники, пыль делает своё грязное дело.

Наиболее беззащитны от воздействия мелкодисперсионных частиц открытые конструкции РепРап (RepRap) принтеров без защитного кожуха. А если вы всё же предусмотрительно изготовили внешнюю защиту механики, то, скорее всего, места для катушки с филаментом в ней не нашлось, и её, как зайчика из известной сказки про теремок, оставили пылиться на «улице». Тогда вам не стоит удивляться, что через некоторое время у вас возникнут те же сложности, с которыми столкнулся я.

А произошло следующее. В процессе построения и эксплуатации своего прототипа принтера мне не единожды приходилось наблюдать необъяснимое уменьшение экструзии при длительной работе или после долгого простоя. Эмпирическим путем я пришел в выводу, что причина кроется в недостаточном объеме подаваемого филамента. Как правило, проблема решалась прочисткой канала термобарьера и прокаливанием сопла. Порой из его «утробы» приходилось извлекать эдакие цементноподобные сгустки явно инопланетного содержания. Но в чем причина его периодического засорения? Некачественный филамент?

И вот однажды, на просторах «тудейного» портала, случайно, встретилась мне заметка о фильтре для прутка. Автора поста я, к сожалению, запамятовал, но всё равно большое ему спасибо. Внутренний голос, именуемый в народе «чуйка», перспективно забухтел… Возможно где-то здесь «собака порылась»…

Решил проверить весь филаментный тракт на предмет присутствия инородных пылевых отложений. И попал в «десяточку». Из фторопластовой трубы подачи филамента было выдуто-вымыто изрядное количество ворсо-пылевой субстанции. Почти полный напёрсток набрался. А это не мало, учитывая, что в спрессованном состоянии такая смесь из пыли, песка и мелкого ворса похожа на абразивную тёрку, и способна оказывать значительное трение в узкой фторопластовой трубе подачи филамента.

В итоге суммарное трение в тракте подачи, вкупе с засорением сопла, спечёнными в горячем хотэнде до состояния бетона, сгустками частиц мелкого песка, пыли, ворса и расплавленного филамента, увеличивается настолько, что ШД экструдера начинает пропускать шаги или буксуя, тарахтеть шестернёй по нити.

С накоплением опыта и увеличением количества публикаций на эту тему, многие пользователи, и я в их числе, пришли к выводу, что не стоит пренебрегать правилами хранения и эксплуатации расходных материалов. А для надёжной стабильной печати к экструдеру 3D принтера необходимо обеспечить подачу совершенно чистого сухого прутка.

Простое и недорогое решение – установка пылесборника, т.е. фильтра филамента. Его имеет смысл устанавливать на входе в филаментный тракт. Задача пылесборника – снимать с внешней поверхности филамента частицы пыли, волосы и прочие инородные предметы.

Среди готовых моделей в интернете есть много вариантов дизайна фильтров и «очистителей филамента». Однако ни одна из предложенных конструкций по разным причинам меня не устроила. Не будем разбирать их плюсы и минусы. Предложу свою версию.
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ

'Отлитая' в PLA первая тестовая версия фильтра филамента. Печать: сопло 0,2 мм, филамент от FD plast.

средняя скорость 90 мм/с, обдув 20%.

ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ

Отпечатанный корпус фильтра филамента без финишной обработки в разобранном состоянии. Вид 1.

ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ

Отпечатанный корпус фильтра филамента без финишной обработки в разобранном состоянии. Вид 2.



Как известно, очистка филамента достигается путем пропускания нити сквозь поролоновую губку. Некоторые пользователи предлагают смачивать её минеральным или синтетическим маслом, но я не пробовал. К тому же есть опасение - как поведут себя остатки масла в горячем хотэнде? Даже если использовать протирочную войлочную шайбу, на установленную выходе из фильтра, наверняка что-то туда доберётся. Надо экспериментировать…

Пара слов о конструкции, которую я себе разработал. Она состоит из трёх частей.

Первая (синяя) - корпус цилиндрической формы, с отверстием диаметром 1,9 мм со стороны подачи филамента.

Вторая (красная) - крышка с резьбовым креплением и ложементами под войлочную протирочную прокладку и гайку под винт М4.

Третья (желтая) – фиксирующая накладка для независимого произвольного крепления фильтра к удобной поверхности (например, при помощи уголка) и углублением для установки фитинга фторопластовой трубки путём его вкручивания в пластик.
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ
Говоря откровенно, изначально использование третьей части в конструкции фильтра не предусматривалось. Фитинг крепился на плоскость корпуса, а с другой стороны поверхности устанавливался фильтр. Но это подходило лишь для моей конструкции принтера. Доработанная конструкция фильтра более универсальна.
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ
Сборка фильтра проста. Смачиваем (в разумных пределах или не смачиваем совсем) подходящую по размеру поролоновую губку минеральным или синтетическим маслом и помещаем её в колпачок фильтра (Part 1). Навинчиваем колпачок на держатель фильтра (Part 2). Проделав тонким шилом отверстие в войлочной вставке, закладываем её в ложемент и соединяем вместе держатель и накладку крепления фитинга (Part 3).

Затем снизу вверх (от синей к жёлтой) пропускаем нить филамента. Возможно, у вас возникнут трудности с первоначальным прохождением нити в отверстие войлочной шайбы. Тогда лучше сначала надеть войлочную прокладку на нить пропущенную через Part 1 и Part 2, затем вложить шайбу в ложемент и лишь потом пропускать филамент через Part 3.
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ
Дизайн корпуса выполнен с учетом герметичности внутреннего объема и не позволяет вытекать излишкам смазочной жидкости наружу в случае её применения. Поэтому фильтр может быть закреплён в любом положении. Однако, вертикальное расположение фильтра является оптимальным.

Фильтр можно использовать и «в сухую».

Вставку из поролона легко изготовить из губки для мытья посуды. Войлочную шайбу-прокладку – из мебельных накладок под мебельные ножки.
ПЫЛЬ В ГОРЯЧЕЙ ГОЛОВЕ
Детали фильтра в STL тут.

Конструктивные предложения по доработке конструкции благожелательно принимаются.

Граждане печатники! Не допускайте попадания пыли в зону расплава филамента!

Прошу у физиков за лирику прощения.

Хоть время – деньги, а слово не порок.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

33
Комментарии к статье