Система водяного охлаждения радиатора E3D V6 для принтеров с кинематикой Ultimaker

             Здравствуйте, коллеги!

   Хочу вынести на ваш суд свой вариант системы водяного охлаждения, которую я установил и успешно эксплуатирую уже довольно долгое время. Сразу хочу сказать, что проект коммерческий, однако настолько прост, что в принципе любой, кто владеет навыками работы в программах САПР, сможет при желании создать подобную систему для себя самостоятельно. Тем более что использовались уже готовые решения.

Задача, которую я себе поставил, когда решился на подобную серьезную, в общем-то, доработку была такова: создать систему, которую можно было бы сразу установить на принтер, не занимаясь экспериментами на нем самом. Конечно же, испытания проводились, но все они велись на столе, а принтер все это время находился состоянии готовности. 

   В основе лежит доработанная модель рубашки  для радиатора E3D V6 предложенная Philip Charlesworth (Barnabybear) и установленная на каретку  разработанную E3D Online для принтеров Ultimaker 2. 

Должен сказать, что поначалу у меня были сомнения в надежности напечатанного корпуса для радиатора, однако никаких проблем за все время эксплуатации (порядка полутора лет) не возникло. Нынешнее состояние рубашки хорошо видно на фотографии.

Ниже описаны параметры, с которыми велась печать деталей СВО с комментариями.   

    Материал – ABS от BestFilament (2,85). 

Качество пластика неплохое, но вот диаметр прутка, к сожалению, может гулять очень сильно. Вплоть до невозможности использования в системе bowden. 

Сопло - 0,5мм.

    Можно печатать соплом диаметром 0,4мм (возможно даже лучше), но так как разные слайсеры режут модели по-разному, то при любом диаметре сопла и настройках следует предварительно просматривать слои в слайсере на отсутствие явных щелей и дырок. Например, программа Simplify3D где “продырявила” (водится за ней такой грешок) штуцеры при подготовке в слайсере, так там потом эти дырки принтер и “напечатал“, а старенькая Cura 15.04 успешно нарезала модель с первого раза.

    Градус сопла: первый слой - 235, последующие – 225, обдув - 20% со второго слоя.

    Высота слоя для штуцеров - 0,12мм.

 При печати корпуса можно выставить слой – 0,2мм

    Толщина дна, стенки корпуса для сопла 0,5мм - 2мм (качество нарезки стенок перед печатью опять же следует проверить в слайсере и при необходимости подобрать лучший параметр).

    Скорость - 30мм/с.

    Заполнение - 100 %.

    Масштаб - 100,2 % (подбирается по плотной посадке нижнего ребра радиатора на обрезанной в слайсере модели).

Поддержки

  Штуцеры отлично печатаются без поддержек. После печати с поддержками при их отламывании повреждается слой пластика. Это хорошо было видно при просвечивании фонарем напечатанной половинке штуцера.   

  Конечно же, нужна постобработка деталей имеющих отношение к воде парами ацетона, однако детали установленной на данный момент и хорошо работающей до сих пор системы обрабатывались перед склейкой только лаком Plastik 71 и растворенным в ацетоне ABS. 

  После склеивания деталей нужно выдержать паузу в несколько дней для полного высыхания клея (ацетон + ABS), так как его слой может оказаться довольно большим, ведь при обработке детали надфилем можно и ошибиться немного.

 Перед сборкой каждую склеенную деталь следует проверить на герметичность путем наполнения водой и создания небольшого давления. Очень маленькие протечки при тесте можно расшить и запаковать тем же клеем и лаком (проверено временем). Но если деталь явно течет (это может касаться плохо напечатанных штуцеров), то нужно подготовить ее с другими настройками или в другом слайсере и перепечатать.

   Герметичность корпуса радиатора достигается за счет 2-х силиконовых колец (22х1,5мм и 19х1,5мм). Герметик при сборке не применялся. Резиновые кольца использовать не рекомендую, так как они сохнут со временем и в дальнейшем возможны протечки.

   Конечно идеален был бы фрезерованный корпус из алюминия, однако и напечатанная модель доказала свою надежность. Главное преимущество, что все можно собрать дома “на коленке“. Вес головы увеличился примерно на 110-120гр по сравнению с обычной версией с вентилятором.

  Принтер не разгонял. Я печатаю со скоростью не превышающей 70мм/сек, так как во главу ставлю качество печати. Высокотемпературными пластиками печатать не пробовал. 

 Также потребуется небольшая доработка радиатора для возможности сборки блока и свободной циркуляции ОЖ внутри корпуса: диаметр верхнего ребра следует уменьшить до 19мм, нижнее ребро оставить без изменения, остальные сточить до диаметра 13мм (у автора они убраны совсем). 

    В конструкции применены силиконовые трубки диаметром 6мм. В качестве ОЖ использована дистиллированная вода с небольшим добавлением спирта (за полтора года тестов вода чуть-чуть помутнела). Как поведут себя “фирменные” ОЖ в этой системе я не знаю. Нужно пробовать. О состоянии алюминиевого радиатора внутри корпуса на данный момент ничего сказать не могу, так как систему не разбирал и делать это в ближайшее время не планирую. Разве что буду менять охлаждающую жидкость. Советую предусмотреть краник для слива ОЖ. Я этого, увы, не сделал…

   Тему насоса, радиатора охлаждения воды и пр. я не затрагиваю, так как здесь вариантов может быть масса. Отмечу лишь, что производительность насоса установленного на моем принтере и подключенного напрямую к 12V пока кажется мне избыточной, но так как я планировал ставить радиаторы охлаждения и на двигатели, то и насос брал с запасом.

   Все выше написанное – результат практических опытов. Но как вы видите, система очень проста и на самом деле ничего сложного ни в подготовке, ни в печати деталей нет - главное, чтобы принтер изначально печатал более или менее качественно.

  Сам переход на СВО занял у меня по времени чуть более часа. Все что потребовалось – это установить на каретку новый хотэнд, закрепить поворотный стакан сзади корпуса принтера, подключить шланги к заранее установленному насосу, подключить его разъем питания и заполнить систему ОЖ.

Есть небольшое видео работы принтера с СВО. Если будет интерес, то выложу на файлообменник.

   Возможно, будет важным дополнением: у меня изначально были установлены подшипники типа igus и практически отсутствовали люфты на валах 6мм. Думаю, что с обычными линейными подшипниками кабель-канал раскачивал бы голову так, что о качественной печати можно было бы забыть.

   Главное - я наконец-то получил тихую (фанерный ультик по-умолчанию тот еще “барабан Страдивари”) работу принтера, возможность нахлобучить на него сверху крышку исключающую сквозняки на столе и открыть, наконец, широко форточку или окно, дабы бы не дышать всем тем, что выделяет разогретый пластик при печати…