Ender 3 с директ-экструдером, водяным охлаждением и термокамерой.

alsten
Идет загрузка
Загрузка
10.09.2021
2424
31
Песочница

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.

38
Статья относится к принтерам:
Ender 3

Через восемь месяцев после покупки Ender-а я подвожу итоги его модернизаций на сегодняшний день. Сейчас этот выносливый принтер у меня работает с директ-экструдером, с системой водяного охлаждения и активной термокамерой. Он уверенно печатает ABS-ом, самым гибким Flex-ом и «Nylon.htp». Ради чего, собственно, тюнинг принтера и проводился.

Мне 60, я типичный советский кулибин и купил Ender 3 для изготовления корпусов под электронику, деталей бытовой техники и разных механизмов. Впрочем, для «беззаботной» печати всего этого мне хватило двух первых месяцев.

Потом наступил период следования советам 3D-сообщества: улучшение обдува материнки, замена пружин стола, замена пластикового фидера на алюминиевый, замены обдувов модели, удлинитель SD-карточки — всё в этом духе… Впечатления? - вроде что-то и улучшается, а WOW-эффекта нет.

А вот после установки оптронного концевика на ось Z эффект произошёл. После этого отпала необходимость юстировать стол перед каждой печатью.

Но судьбоносным для моего Ender-а стало открытие, что не все ABS пластики при печати нестерпимо пахнут. Обнаружил это при тестировании ABS-а «Первый снег». Запаха при печати нет, зато отлипание и расслоения — по полной программе, как в книжках пишут. Поэтому и задумался о термокамере.

Поэкспериментировал с разными филаментами и адгезивами, попечатал на принтере, закутанном в толстую плёнку и выяснил:

- После трёхчасовой печати в закрытом объёме принтера, при 110-градусном столе температура шаговиков оказывается недопустимо высокой. Шаговики надо охлаждать или защищать от нагрева.

- Экструдер в горячей камере обдувается горячим же воздухом. Экструдер тоже надо как-то охлаждать.

- В закрытой камере, нагревающейся от стола, неизвестны скорость прогрева камеры и распределение температуры по объёму камеры. Интуитивно так нельзя оставлять.

- Хочется иметь возможность печатать очень гибкими флексами, типа "titi FLEX SOFT".

Выводы: надо конструировать систему водяного охлаждения экструдера и шаговиков. Надо измерять температуру в нескольких точках по объёму камеры. Надо устанавливать отдельный нагреватель камеры. И, разумеется, надо делать собственно камеру. А заодно уж можно заменить родной боуден-экструдер на директ.

Звучит это всё масштабно и устрашающе сложно, но выполнимо. Только не быстро. Я управился за 3 месяца. Без спешки. Продолжая обычно печатать.

Как это происходило, и что получилось в результате.

1. Передвигаем блок с материнкой влево, а блок питания - вправо, за габариты принтера.

2. Изготавливаем термокамеру из 4-миллиметрового текстолита. Покупаем лист 1х1 метр, пилим маятниковой пилой, собираем на уголках, где уместно - склеиваем эпоксидкой. Передняя стенка - из акрилового стекла, просто опускается в боковых полозках. Шаговики Y и Z прикрываем кожухами для изоляции от горячего воздуха внутри камеры (со стороны "улицы" они остаются открытыми).

С этого момента уже без проблем печатаются высокие объёмные модели из ABS. Но нейлон всё равно коробится.

Теперь готовим для принтера всё апгрейдное, а принтером пока пользуемся, как обычно.

Покупаем директ-экструдер (Али, комплект для Ender-а с четырьмя роликами, фидером и шаговиком).

На шаговик директ-экструдера делаем водоохлаждаемый кожух. Это кубик с двойными стенками без двух граней. Паяный из листовой латуни 0.5 мм. Кожух плотно надевается на корпус шаговика.

Ender 3 с директ-экструдером, водяным охлаждением и термокамерой.

Делаем водоохлаждаемый экструдер. Это стандартное стальное горло. Оно проходит внутри латунной гильзы через шайбы в торцах этой гильзы. В гильзу впаяны 2 штуцера, всё пропаивается горелкой. Блок нагрева, нагреватель, термистор, сопло - такие же, как в Ender-е.

Ender 3 с директ-экструдером, водяным охлаждением и термокамерой.

Весь экструдер собираем на столе, юстируем, чтобы фторопластовая трубка без перекосов шла от выхода фидера до сопла и замоноличиваем "Редонтом". Получили экструдер с рубашкой водяного охлаждения.

Используем радиолюбительские запасы и навыки. Собираем (чтобы детали не валялись:) трёхканальный термометр на PIC16F877 и DS18B20. Датчики размещаем на дне термокамеры под столом, посередине оси Y сзади (датчик двигается с осью) и в верхней части термокамеры.

Покупаем алюминиевый радиатор отопителя от УАЗ-а (какой на глаза попался). Ставим его вертикально, сверху крепим акриловый органайзер для косметики (прозрачный контейнер), в который помещаем аквариумную помпу (3 или 6 Ватт) и наполняем 30-градусным водно-спиртовым раствором. В сторонке, на столе всё это (кожух, экструдер и помпу) соединяем метровыми силиконовыми трубками, включаем - заработало! Помпа из контейнера качает жидкость через рубашку экструдера, кожух шаговика и сливает обратно в контейнер. Сливаемая струйка - примерно 400 мл в минуту.

Ender 3 с директ-экструдером, водяным охлаждением и термокамерой.

Делаем нагреватель воздуха в термокамере. Из перфорированной оцинкованной полосы шириной 40 и толщиной 2 сгибаем угловой каркас. Каркас устанавливаем в правом дальнем углу камеры на расстоянии 10 мм от стенок. Берём две нихромовые спирали на 220 Вольт/400 Ватт, соединяем их последовательно, нанизываем на эти спирали керамические бусы и получившийся нагреватель зигзагами растягиваем на каркасе. Всё изолируем керамическими бусами. Мощность нагревателя получается 200 Ватт. Между каркасом и корпусом термокамеры помещаем теплоотражающую алюминиевую фольгу.Ender 3 с директ-экструдером, водяным охлаждением и термокамерой.

Покупаем популярный термостат W1209, настраиваем его на нагрев 60 градусов и подключаем к нему нагреватель.

Снаружи дальней (верхней) крышки термокамеры крепим блок питания и коммутации термостата. Здесь же крепим двигатель турбины охлаждения от микроволновки (из запасов). Сама турбина оказывается внутри термокамеры под потолком. Турбина питается напряжением около 100 Вольт и дует вправо вдоль потолка, обдувая датчик термостата и разгоняя самый горячий потолочный воздух.

Испытываем термокамеру в режиме максимального нагрева. Ставим температуру стола 110 градусов, включаем нагреватель и закрываем термокамеру. Через 20 минут получаем температуры: на дне камеры - 46, на столе - 110, на оси Y - 62, в середине камеры - 64, датчик термостата - 60. Для испытаний результат хороший, поэтому:

4. Устанавливаем на Ender директ-экструдер и систему водяного охлаждения.

Теперь начинаем новую жизнь. Настройки слайсера переписываем под директ-экструдер. Печатаем 4.5 часа нейлоном деталь диаметром 110 с фигурными стенками... Получилось. Впервые у меня такая печать успешно дошла до конца. Не безупречно, на 4+, но причина помарок понятна: просто не надо было экономить минуты и мазать адгезивом ещё не остывший стол :). К слову, мой безотказный адгезив — смесь привычного PVP-спиртового клея со спирто-канифольным флюсом. 3:1. При температуре печати стола деталь не оторвёшь, а после остывания градусов до 80 - снимается лёгким движением мизинца.

Вот так я в свои 60 стал фанатом 3D печати…

Ender 3 с директ-экструдером, водяным охлаждением и термокамерой.

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.

38
Комментарии к статье