Cравнение обычного "прямоприводного" экструдера и редукторного экструдера Титан , при печати с использованием Bowden тефлоновой трубки.

Подписаться на 3Dtoday
Lenivo
Идет загрузка
Загрузка
13.11.17
2866
32
RepRap
17
Это статья о "маленьком" сравнении обычного "прямоприводного" экструдера (алюминиевый китайский) и редукторного экструдера Титан (китайский клон) , при печати с использованием Bowden тефлоновой трубки.
Экструдер - это узел подачи пластикового прутка к нагревающей головке 3D-принтера- Hot-end (в переводе "горячий наконечник";) .

Если вам лень читать "много букв". То сразу вывод:

Для работы с тефлоновой BOWDEN трубкой с шаговым стандартным двигателем( тип 4401) или менее мощным - лучше редукторный Титан экструдер. Если имеется возможность поставить мощный двигатель, с шагом 0,9 градуса, лучше поставить "прямо приводной" экструдер.

Собираю себе второй принтер, на котором решил экспериментировать с разными комплектующими, а первый принтер выступает в качестве некого эталона - для сравнения результатов печати с "неким " стабильным вариантом.

Тестировалось на Н-боте, полностью рельсовом варианте - рельсы 9 мм с линейными подшипниками на всех осях - X,Y,Z. В приводе оси Z -стоит ШВП, плата управления 32-битная на переделанном RAMPS 1.5 и Ардуино DUE.
d062ed68bf45beee7f96babc28e53153.JPG
Экструдеры работают на E3D Hot-end:
a71cd7e72ae03cea7c291e55797296fc.JPG
Обычный "прямоприводный" экструдер с латунной шестернёй(шестерня с двумя зажимными винтами) и прижимным подшипником с канавкой для удержания прутка. Для данного экструдера были сделаны две модернизации :

1. Замена китайской прижимной пружины на Русскую пружину. Китайская пружина почти не работает, а Русская более мягкая и лучше работает - обеспечивает хороший прижим и не передавливает пруток. А значит система работает в лучшем режиме, обеспечивая лучшее качество печати и меньшую нагрузку на шаговый приводящий двигатель. Меньшая нагрузка на двигатель - более лучшее усилие на подачу прутка в Хот-енд и меньший износ подшипников двигателя.
2.Сделал пластиковый фитинг для тефлоновой BOWDEN трубки. Китайский стандартный фининг после пары сборок и разборок - просто вышел из строя , а запасного не было. Да и качество фиксации трубки у пластикового фитинга лучше. Надежность тоже хорошая - на первом принтере работает такой фитинг уже несколько месяцев и не ломается. Но лучше напечатать пару штук на запас.

Модельку фитинга выложил здесь на сайте:

http://3dtoday.ru/3d-models/detali-dlya-3d-printerov/chasti-printera/fiting_m6_dlya_teflonovoy_bowden_trubki_dlya_obychnogo_ekstrudera/
5473d9792b5563cc6c380628bc471136.JPG
Китайский клон редукторного экструдера Титан.
10b8ecd02b2dde8d95a1a344e7971acf.JPG
Мне пришёл с заводским браком. Ведущая шестерня была насажена на ось криво. Я сперва напечатал из АБС пластика замену. А потом мне пришла заказанная на замену деталь.

Также на этом экструдере поменял китайскую пружинку на РУССКУЮ и напечатал пластиковый фитинг. Модель выложена здесь на сайте:
http://3dtoday.ru/3d-models/detali-dlya-3d-printerov/chasti-printera/fiting_dlya_titan_extruder_dlya_teflonovoy_bowden_trubki_s_zazhimnoy_gaykoy_dlya_fitinga/

Устройство экструдера - на вал двигателя надета шестерня, которая крутит большую, по размерам, шестерню - поэтому количество шагов на 1 мм подачи пластика надо увеличить в 4 раза. Прижимной подшипник имеет плоскую поверхность без канавки. Удержание прутка происходит за счет направляющих отверстий в держателе прижимного подшипника. Также имеется специальная насадка для тефлоновой трубки, которая обеспечивает подход трубки вплотную к подающей пластик зубчатой шестерне. Что фиксирует положение прутка на подаюшей шестерне с другой стороны.
ef4e167d371632fb8e89af0e8206331b.JPG
Изначально экструдер Титан был разработан для работы напрямую с Hot-end , для использования более лёгкого и менее мощного двигателя. Но при использовании тефлоновой BOWDEN трубки фактор веса двигателя - ни на что не влияет.

Из-за неплотной фиксации тефлоновой трубки в фитинге на экструдере и возникают - "пупырышки" и "ямки" на модели. Поэтому сложилось мнение , что качество печати с использованием тефлоновой BOWDEN трубки хуже, но её применение дает большую скорость и большую точность позиционирования на высоких скоростях печати из-за меньшей инерции, обусловленной меньшей массой подвижной печатающего узла "Hot-end".

Применяя фитинг с более лучшей фиксацией тефлоной трубки - большую часть вышеописанных проблем уберём. Но полностью они не уберутся, так на наличие "пупырышек" и "ямок" на детали также влияют и настройки слайсера.

Три фактора , которые влияют на работу экструдера :

1. Усилие подачи прутка.

Усилие подачи прутка - это усилие , нужное для проталкивания прутка через сопло. И обеспечение равномерности в этом усилии - по этому фактору редукторный Титан в четыре раза лучше "прямо приводного" экструдера. Для улучшения этой характеристики у прямо приводного экструдера следует применить более мощный шаговый двигатель и шестерню с меньшим диаметром рабочей поверхности, например МК8:
34805aa8d1d1c83eebecdccbfa9add7f.JPG
2. Точность позиционирования.

Точность позиционирования подающей шестерни -определяет насколько точным будет поданный объём пластика в точку печати. По этому фактору Титан опять же выигрывает в 4 раза у "прямо приводного" экструдера. Для улучшения этой характеристики у "прямо приводного" экструдера следует применить шаговый двигатель большим количеством шагов (например, с шагом поворота 0,9 градуса) и также шестерню с меньшим диаметром рабочей поверхности, например МК8.

3. Скорость подачи прутка.

Скорость прямой подачи прутка не сильно важна, так как она в разы меньше скорости, требуемой при ретракте. Правильно настроенный ретракт - убирает такой дефект, как "сопли" или "усы". То есть пруток, в месте окончания выкладки пластика, перед перемещением печатающей головки на другую позицию печати необходимо убрать - оттянуть назад. Так как пластик находится в расплавленном состоянии он тянется - образуя вытянутую тонкую ниточку - "ус" или "соплю". Чтобы этого не происходило - надо РЕЗКО "дернуть" и отвести назад пластик с большой скоростью и с усилием - то есть оторвать пластик от места последней укладки пластика. При этом вся система подачи прутка должна обеспечить передачу этого импульса к месту расплава прутка - к соплу. И вот по этому фактору Титан в 4 раза проигрывает "прямо приводному" экструдеру.

Так как шаговые двигатели ограничены по оборотам - при применяемых ведущих шестернях эта скорость составляет у двигателя 4401 - где то 400 -450 мм/сек. Причем на последней "сотне" резко падает мощность. Разброс обусловлен отличиями в конструкции у двигателей разных производителей. Соответственно , у Титана этот параметр уменьшаем в 4 раза и получаем ограничение 100 мм/сек. А с учетом падения мощности 80-90 мм/сек. А упрямо приводного двигателя ограничением "выдергивания" назад прутка выступит уже только прочность самого пластикового прутка - он не должен сломаться и подающая шестерня не должна "про фрезеровать" пруток в точке соприкосновения с подающей шестернёй. Так же у экструдера "Титан" будет ускорение набора скорости меньше в 4 раза , чем у прямо приводного экструдера. Соответственно "резко" у Титана будет в 4 раза плавней, чем у прямо приводного экструдера.....

Улучшить работу Титана по этому параметру можно следующим образом - ограничить верхнюю скорость переделом скорости ретракта 85 мм/сек , так как дальше пойдет уменьшение усилия. Проверить жесткость крепления концов тефлоновой трубки - чтобы не терять усилие на паразитных движениях тефлоновой трубки в фитингах. В случае плохого крепления тефлоновая трубка будет "елозить" в фитингах, амортизирую "резкость" импульсов отката при ретракте или вообще трубку будет вырывать из крепления при подаче/откате прутка. На фото показан подобный момент при использовании стандартного фитинга из комплекта экструдера Титан.
e2762b77e58c99ab80a3046a8a3cf1a7.JPG
Кроме механики следует уделить внимание и силовой электрической части. Если сильно не вдаваться в теорию , то на импульс отдачи влияет индуктивность внутренних катушек двигателя и сопротивление проводов, которым намотан двигатель, подводящих проводов (соединяющих двигатель и плату управления) и сопротивление контактов в разъёмах. Поэтому при покупке лучше выбирать двигатель с припаянными соединительными проводами, чтобы избежать дополнительного разъёма у двигателя. Если двигатель с разъёмом, то лучше этот разъём не использовать , а припаять провода напрямую к двигателю (только нужно иметь навык пайки, чтоб двигатель не испортить или иметь запасной двигатель , на всякий случай). Подводяшие провода лучше использовать медные российского производства - обычные провода на 220 вольт 0,75 кв.мм .
А также я припаял дополнительные керамические конденсаторы на силовой вход питания драйвера - 2 штуки по 4,7 мкф.

При работе на экструдер "Титан" работает чуть более шумно - "пикает" при ретракте. А при работе прямо приводного двигателя шума двигателя не слышно, его "забивает" шум самого механизма подачи прутка.

Общий вывод:

Для работы с тефлоновой BOWDEN трубкой с шаговым стандартным двигателем( тип 4401) или менее мощным - лучше редукторный Титан экструдер. Если имеется возможность поставить мощный двигатель, с шагом 0,9 градуса, лучше поставить "прямо приводной" экструдер.

Ставил оба экструдера. Двигатель на экструдере 17Н4401. Впечатления такие - если ставить комплектацию прямо из коробки, со штатными проводами и не доработанными драйверами, то обычный экструдер с тефлоновой трубкой показывает лучшее качество печати, за счет меньшего количества "прыщей" и "ямок". Но если сделать вышеописанные доработки принтера и правильно настроить слайсер - то с "Титаном" печать лучше. На данный момент у меня стоит экструдер "Титан".
Подписаться на 3Dtoday
17
Комментарии к статье

Комментарии

13 Ноя 11:36
1
Спасибо!
Отличная статья.
13 Ноя 12:08
0
спасибо ! ожидаю титана ...... статья пригодиться ....
13 Ноя 13:00
0
Дорогой человек, ткните носом в модель вашего обдува экструдера, уж очень у вас он вкусный, а если под вулкан будет так цены вам нету:)
13 Ноя 14:50
0
Для Вулкана надо МНОГО обдува. Две тридцатки не справляются, возможно две сороковки будут чуть лучше. Я у себя хочу попробовать поставить компрессорный обдув или дистанционную турбинку, т.к. на эффекторе места нету.
13 Ноя 18:11
0
Не ставьте. У меня рядом с принтерами проходить магистраль на 6 Атм. Кинул с него трубку на обдув, задавил редуктором. Шумит так что через полчаса снял все и выкинули -))
13 Ноя 19:08
0
Спасибо за предупреждение, конечно, но я планировал использовать аквариумный компрессор или вентилятор типа «циклон» с потоком 3-7 CFM.
14 Ноя 20:07
0
Вот честно не страдаю от нехватки обдува, две тридцатки умудряются даже столик охлаждать если их "удачно" так направить, страдает целкость обдува в моем варианте принтер от SPrinter (масло масляное) :)
973f6602e930b4bc77a76ddd28cd36d9.jpg
13 Ноя 15:00
1
14 Ноя 20:19
0
Большое спасибо! Но такой именно обдув в этом наборе отсутствует. печалька
13 Ноя 13:48
3
надо РЕЗКО "дернуть" и отвести назад пластик с большой скоростью и с усилием
Наоборот, нужно не спеша вытягивать, что б пруток не порвался, а из сопла "как шприц" втянул остатки пластика. Если "дернуть", нить обрывает и в сопле остатки пластика под своим весом вытекают из сопла образуя наплывы, нити и тд. Поэтому подачу с редуктором считаю полностью оправданным, несмотря на то что, есть хорошие моторы на 400 шагов.
13 Ноя 14:57
0
У меня стояла скорость ретракта 40 мм/сек и были наплывы. Поставил 80 - наплывов не стало. Согласен, что надо пробовать и пробовать и выбрать тот вариант, который показывает лучшие результаты на твоём оборудовании.
14 Ноя 16:06
0
где хоть какие нибудь примеры распечаток? покажите хотя бы в комментах с наплывами и без ?
14 Ноя 20:48
0
Вот отладочные фигурки на настройку "гладкости" поверхности. Но тут не только конструкционные изменения, но подстройка настроек слайсера. А кот с перерезанной головой -это я пытался новую прошивку Марлин 1.1.6. попробовать - там сильно добавили функционала по смене экструдеров - короче разбираться надо. Стал у меня Хот-енд пытаться заменить - хотя он у меня один. Стал его посреди модели отводить , пластик прогонять , Z- поднимать опускать. Вдобавок нормально не финишировал - какую-то муть начинал исполнять. Короче поставил обратно Марлин 1.1.3. Всё в процессе - и точно оценить влияние какого то одного фактора трудно.

9517eb3c82d43791a144c0a28840d68f.JPG
13 Ноя 16:49
2
Добавлю еще одну проблему прямой подачи. У меня на принтере ZAV грелся двигатель экструдера, ничего криминального - пиковый нагрев не более 60. Но этого хватало что бы при долгой печати соплом от 0,4 и меньше в экструдере начинал прогреваться и немного размягчаться PLA пластик (с SBS такое тоже было). Его начинало немного клинить в боудене зубцы срезали пластик или начинался пропуск шагов. На вулкане соплом 0,6 не было такой проблемы. Стояла шестерня МК8. Пришлось поставить титан. Никаких преимуществ если честно не заметил. Шумит на ретрактах, при бытрых ретрактах может и шаги пропускать (пришлось снизить скорость), заправлять не так удобно. Но зато шестеренка подачи не контактирует с мотором и не греется. Так что титан в моем случае костыль...
13 Ноя 17:12
2
Статья отличная. Только пока дочитался... У меня фраза "прямоприводной" ассоциируется с директ экструдером, проще было бы написать безредукторный боуден экструдер и боуден экструдер редукторного типа. Что бы было четкое указание какой вид экструдера. Хотя для кого как. Обдув зачетный, под 40мм ветродуйки?
13 Ноя 18:29
0
Вентиляторы на 40 мм ссылка на модель чуть выше
13 Ноя 17:14
0
Вот это статья, вот это поворот! У меня стоит Titan с двигателем 17h4401 и я как-то не задумывался о том, что качество печати можно улучшить пайкой проводов у двигателя. Буду пробовать, спасибо!
13 Ноя 18:30
0
Начинать надо с фитингов и пружинки. А провода на потом.
13 Ноя 18:28
0
Вентиляторы на 40 мм ссылка на модель чуть выше.
13 Ноя 22:42
0
Под мощным двигателем на экструдер вы имеете ввиду NEMA23? Но ведь у мощных двигателей тоже есть недостатки...
14 Ноя 03:51
0
Я поставил минус за РУССКУЮ пружину.
14 Ноя 07:03
1
А где обоснование? Чем вам не нравятся РУССКИЕ или ЕВРОПЕЙСКИЕ пружины от авто в экструдере? Что вы ставите минус? То есть лучше Китайской пружины на этом месте ничего нет?

Посмотрел ваши посты - у вас очень высокое качество печати, а где статьи за счет каких технических "фишек" вы этого добились? Например конкретно о доработке экструдеров?
Я бы с удовольствием применил чужие наработки, если они дают результат.
14 Ноя 09:02
2
Из РУССКИХ металлоизделий знаю только скрепы :)
А так РОССИЙСКИЕ или ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ.
Если что, прекрасные пружины делают в Татарстане, директор Равиль Анварович.
Например конкретно о доработке экструдеров?
Я не покупаю откровенного дешмана, поэтому ни китайский TITAN, ни шведский BONDTECH никаких принципиальных доработок не требовали.
14 Ноя 18:40
0
То есть вас не устроило написание, а не смысловая нагрузка. Тогда ладно. Не филолог я, это точно.

А что за экструдер BONDTECH?
14 Ноя 18:52
0
14 Ноя 19:15
0
Красивая вещица, но вот только цена.........
Поставь на китайский автомобиль колёcа от Volvo или от Saab, он не станет ни тем, ни другим. Если всё остальное Китай - то один качественный узел вряд ли серьёзно поднимет качество.
14 Ноя 19:22
0
Демагогия.
Замените на Жигулях отечественную резину на импортную и разницу увидите сразу.
14 Ноя 19:25
0
Не поверите, я вчера заменил летнюю резину на зимнюю... разница ощутима ;-)
Эта вещица не столь красива, сколько у нее пара шестерен стоят этих денег... как владелец говорю.
14 Ноя 20:34
0
Возник вопрос типа "масло масляное". А 0.9 шд+редукторный боуден экструдер?
15 Ноя 08:55
0
Он будет медленным - у 0,9 ШД ограничение по скорости есть. Ну и разделите это ограничение на редукторный коэффициент. Но если вы приверженец "медленного" втягивания прутка при ретракте, то можно попробовать. Но большого смысла в этом нет.
15 Ноя 09:43
0
Спасибо, где то так и предполагал. Наметил себе редукторный экструдер, там ременные передачи и шкивы, вобщем часть печатаеш, часть на али покупаеш, часть на рынке. Братья из поднебесной уже начали его продавать по 40 вечнозеленых, хотя проэкт и открыт и все части есть в доступе. Если интересно вечером скину ссылку, может кто сваяет сие чудо и обзорчик запилит. По мне так он хоть и поболее титана, но тоже весьма не плох. Называется B2B хотя могу и ошибиться.
15 Ноя 17:33
0
Точность позиционирования подающей шестерни -определяет насколько точным будет поданный объём пластика в точку печати. По этому фактору Титан опять же выигрывает в 4 раза у "прямо приводного" экструдера. Для улучшения этой характеристики у "прямо приводного" экструдера следует применить шаговый двигатель большим количеством шагов (например, с шагом поворота 0,9 градуса) и также шестерню с меньшим диаметром рабочей поверхности, например МК8.
Не забываем, что у 3мм прутка выход в три раза больше за один шаг подачи, чем у 1.75, что тоже сказывается на точности.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Вращающаяся подставка

Зачем нужны сопла из нержавейки?

Набор юного мехостроителя

«Что цело, то и годно в дело»*.

Черная пятница: скидки до 50% на весь ассортимент!

Wanhao D7 v 1.4 Red edition. Главное - работает!