Удаленное охлаждение для новой каретки на Flying Bear P905

ArtemKuchin
Идет загрузка
Загрузка
25.02.2020
1170
21
печатает на RepRap
Личные дневники

Подпишитесь на автора

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

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

5

Вот так всегда, думаешь: «ща, быстренько набросаю новую каретку и начну печатать», а получается вылезают неожиданные проблемы и все растягивается на месяцы.

В предыдущем посте https://3dtoday.ru/blogs/artemkuchin/karetka-dlya-flying-bear-p905-na-vtulkakh-pod-direct-titan-stupor-s-krepleniem-okhlazhdeniya я попросил сообщество в помощи о том, как закрепить вентиляторы на каретку. По сути сообщество мне ответило: «никак». Практически все единодушно мне сообщили, что вентиляторы на каретке - это прошлый век и нормальные мужики нынче думают об удаленном охлаждении (это когда источник воздуха находится не на каретке вообще и даже не в камере принтера).

Плюсов у данного способа много:

1)    Меньше масса и габариты каретки2)    Меньше вибраций на каретке3)    Нет борьбы с гироскопами при движении каретки4)    Воздух подается холодный (ведь в камере может быть горячий или довольно теплый воздух и какой смысл обдувать горячим воздух модель)

Из минусов – нет никакой выработанной политики о том, как это реализовать.

Из особенностей: данный механизм обдува требует другого подхода к обдуву вообще. В данном случае не используется принцип «из пушки по воробьям», а, наоборот, обдув делает максимально точечным, максимально близко к точке экструзии. Это и хорошо, так как не охлаждает ни стол, но всю деталь в целом, ни сопло.

Кроме это, я обнаружил подход по охлаждению радиатора экструдера. Надо не обдувать его на выдув, а забирать воздух через него. Таким образом в камеру не поступает холодный воздух, если это актуально. В целом же можно сделать замкнутую систему обдува радиатора, когда и выброс воздуха после его обдува идет наружу. Или система с переключением направления обдува: печатаем PLA – можно обдувать, закачивания холодный воздух в камеру, печатаем нейлон - делаем забор воздух из камеры через радиатор.

Но вернемся к обдуву детали.

Существует несколько решений. Все экспериментальные. Для всех едва есть какие-то цифры. По всем есть какие-то проблемы.

1)    Аквариумный компрессор + тонкие трубки

Плюсы: Дешево. Доступно. Очень компактно. Много реализаций и есть кого спросить.Минусы: Не ясная эффективность при печати PLA соплами от 0.6 и слоями по 0.3-04., можно нарваться не неподходящий компрессор, нет плавного контроля потока (ШИП), большинство посылают поток неравномерно, а дискретными выбросами.

Примеры:https://3dtoday.ru/3d-models/detali-dlya-3d-printerov/okhlazhdenie/obduv_kompressorom_dlya_ender_3https://3dtoday.ru/blogs/sergeyr7/obduv-modeli-kompressorom-variant-s-trubkami/https://reprap.org/forum/read.php?1,735688https://www.instructables.com/id/3D-Printed-Plastic-Cooling-With-an-Aquarium-Air-Pu/

В качестве сопла многие используют иглу от шприца.2)    CPAP компрессор + гофра

Плюсы: Мощно.Минусы: Дорого. Малодоступно. Требует отдельной платы драйвера для управления через ШИМ. Гофра довольно громоздкая.Примеры:https://drmrehorst.blogspot.com/2018/01/the-mother-of-all-print-cooling-fans.html3)    Диафрагмальная помпа + тонкие трубкиПлюсы: Может быть дешево. Доступно. Компактно, как и 1. Больше поток чем в 1.Минусы: Дешевые решения (вроде berd Air) сделаны на щеточных двигателях. Они не долго живут и требуют отдельной платы для ШИМ управления. Дешевые китайские вообще могут помереть через 100 часов. Бесщеточные решения – дороги.Примеры:http://www.themakerhive.com/shop/viewitem.php?productid=46И гугл «berd air». В этой схеме используется компрессор из автоматического настольного тонометра. Очевидно, что он не рассчитан на долгую работу. Сильно греется и сдыхает относительно быстро. Есть вариант с менее мощными компрессорами, который, предположительно, для аквариума, но они тоже щеточные. Давление у них меньше, а поток в разы меньше. Есть бесщеточные варианты, но цена на али от 4000 Руб.4)    Центробежный (радиальный) вентилятор + гофраПлюсы: Дешево. Доступно. Прямое управления по ШИМ.Минусы: Эффективность не ясна. Громоздкие гофры.Примеры:https://www.thingiverse.com/thing:569044https://www.thingiverse.com/thing:3969234Примеров мало.

5)    Самодельный центробежный компрессор-вентилятор + гофраПлюсы: Дешево. Эффективность может быть близка к 2.Минусы: Нет готовых протестированных 3Д моделей достаточной эффективности для известных моторов. Отдельная плата для ШИП управления.https://drmrehorst.blogspot.com/2018/04/the-mother-of-all-print-cooling-fans.html#comment-form

Доп. ссылки:https://forum.duet3d.com/topic/5061/fans-vs-berd-airhttp://roboforum.ru/forum107/topic17334.html6)    Вакуумный насос Рутса (Roots air pump, он же кулачковый компрессор) + тонкие трубки (6-8мм)

Плюсы: Дешево. Можно сделать самому. Умеренное давление (больше улиток, но меньше мембранных). Большой объем прокачки.Минусы: Неясная эффективность. Неясная продолжительность жизни насоса. Шумно.https://reprap.org/forum/read.php?166,436985https://www.thingiverse.com/thing:585301https://www.thingiverse.com/thing:26857437)    Спиральный компрессор + тонкая трубка

Плюсы: возможно высокое давление, не требует двигателя на 10000+ оборотов, дешево, доступноМинусы: неизвестно, может быть вибрацияНи одной реализации не найденоhttps://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%80%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%BE%D1%80https://www.youtube.com/watch?v=yNgqI4XPUZcОбщие соображенияНа данный момент вообще не ясны соотношения необходимых характеристик и даже их список.  Есть параметр давления и параметр потока и есть, видимо, некий объем охлаждения. Все они сильно зависят друг от друга для эффективной работы. Например, имея малый объем охлаждения, высокое давление и малый поток можно получать такой же хороший результат, как большой объем охлаждения, малое давление и большой поток. Как зависит давление и поток от используемого шланга не ясно (от его сечения, гофрированности и длины).

Также не ясно, будет ли достаточно хорошего точечного охлаждения в принципе для, например, печати мостов соплом 0.8 и слоем 0.5. С другой стороны, именно подача из вне позволяет использоваться элементы Пельтье, чтобы подавать холодный воздух, вплоть до отрицательных температур.

Для сравнения статическое давление и поток разных вентиляторов и насосов:

Berd AIR:  70 КПа, поток не указан

Аналогичная помпа с ALI:  https://www.aliexpress.com/item/32773722193.html за 1200руб - 50 Кпа, поток не указан

Но прочитав много спецификаций, обычный поток 0.5-1.5 литра в минуту, но есть исключения.

И там, и там проблема в том, что мы не знаем, какой поток обеспечивает помпа в зависимости от давления на выходе. А также не знаем какое давление будет на выходе в зависимости от подводящей трубы и сопла.

Для сравнения 97Вт 12В радиальный вентилятор создает статическое давление около 500 Па (без КИЛО). Но поток у него при этом 1 кубический метр в минуту.

И еще данные по CPAP: 500 литров в  минуту (при нулевом сопротивлении) и до 0л/мин при 4 Кпа. Середина это 250 литров при 3000 Кпа. https://ventilatorry.ru/drugie-kategorii/brandy/ebmpapst_brand/1695_other_ebm/1787_centrifugal-fans_ebm-id1787/1998_cpap-radial-blower_ebm/cpap12vЦена CPAP вентилятора – около 40 USD, но он тихий.Для справки: 1 Кпа = 101 мм воды.Выбор вариантов на пробуМинусы варианта 1 делают его непригодным для моих целей, но может быть вариантом «на сейчас»Вариант 2 слишком недоступен и дорогой. Вариант 3 бесщеточным двигателем слишком дорогой, а с щеточным –с Али – может сдохнуть через неделю. Но может быть вариантом «на сейчас». Вариант 4: Так как нашел только две реализации, то неясно на сколько это вообще работает, надо пробовать, но веры в него мало.Вариант 5: Кажется интересным, так как дешев и может получится довольно эффективным.Вариант 6: Скорее всего нет, так как скорее всего довольно шумный. Но можно когда-нибудь сделать сам насос и послушать его работу. Вариант 7: Идея класс, но можно ли это сделать надежным на 3Д принтере. Может быть только если из нейлона. Сколько надо оборотов и какая будет при этом вибрация?Итого, на сейчас подходят 1 или 3, а вообще скорее всего хотелось бы 5.

Из аквариумных компрессоров есть интересные решения:https://www.aliexpress.com/item/32963735530.htmlВ минимальной версии заявлено 30л/мин при давлении 45Кпа. Выход на 8мм.Остальные со сравнимыми характеристиками стоят примерно так же.

Хорошая помпа https://aliexpress.ru/item/32994170502.htmlУ нее 12 л/мин при 50 Кпа и ценой в 800 руб. Среднее время работы до выхода из строя: 600 часов. Но это на полной мощности, которая, как говорят, слишком большая, поэтому можно ожидать больше часов работы. См https://forum.duet3d.com/topic/8093/pwm-possible-for-ac-aquarium-pump/25Предположительно контроллер к ней.https://aliexpress.ru/item/33038463996.htmlДля 5 нужны высокооборотистые двигатели (10000-20000 об/мин). Подходят двигатели типа 540,550, 775 + плата управления ими через ШИП. Цена мотора 700-1000. Цена платы: 300.  Всего 1000-1300 руб. Все остальное – печатное, но не из PLA, так как эти моторы греются.Еще к размышлению и информации:https://community.ultimaker.com/topic/2632-the-physics-of-cooling/

Подпишитесь на автора

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

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

5
Комментарии к статье

Комментарии

25.02.2020 в 00:35
0

Из аквариумных компрессоров есть интересные решения:https://www.aliexpress.com/item/32963735530.html

Мне этот вариант больше нравится. Если пробовать, то взять на 50 л/мин с регулятором - на меньшей мощности может меньше шума давать, чем 30 л/мин, но на полной мощности.

Когда-то хотел попробовать помпы на коллекторных моторчиках, но потом подумал и отказался из-за их малого ресурса. Из описания увидел, что срок службы у них маленький - гарантируют 30 тыс. включений на 13 секунд - это примерно 108 часов непрерывной работы и то, при условии, что нагреваться не будет.

25.02.2020 в 12:33
0

Как раз с регулятором на 50 временно недоступен. Но у меня вопрос, как на этот регулятор завести ШИМ с ноги контроллера, чтобы управлять потоком. Надо все разбирать и разбираться, как оно работает, куда должно свалится напряжение и в каком диапазоне и потом городить огород. Это и отпугивает.

Кроме этого, он сильно пульсирует, нужен буфер выходной, чтобы сгладить поток.

25.02.2020 в 13:34
0

Какой у них регулятор там - я не знаю. Там одна или две обмотки и сердечник, который мембраны толкает. На переменном токе (~220 В) там всё просто - в каждую сторону толкает 50 раз в секунду.

Для управления таким компрессором, думал перемотать обмотки на 12/24 В и управлять не ШИМом,  а частотой импульсов для регулировки скорости потока (давления). Но свободного компрессора у меня нет для переделки.

Хотя, там штатную катушку можно снять и сделать свою...

25.02.2020 в 05:31
4

Спасибо за обзор. А вот с перечня плюсов улыбался.

Плюсов у данного способа много:1)    Меньше масса и габариты каретки2)    Меньше вибраций на каретке3)    Нет борьбы с гироскопами при движении каретки4)    Воздух подается холодный (ведь в камере может быть горячий или довольно теплый воздух и какой смысл обдувать горячим воздух модель)

1) Учитывая что за кареткой дополнительно тянется непонятная сопля, подающая воздух, с ни разу не нулевой массой и ни разу не нулевой жёсткостью, то это вообще надо считать насколько уменьшаться силы сопротивления движению каретки в сравнении с установкой 5015 или пары 4010 турбинок. Если это вообще важно. (спойлер - если вашему принтеру критичны 2 турбинки - это какой-то хилый, дистрофичный принтер).

2) Вы там сами пишите что добрая половина компрессоров воздух подаёт рывками. Привет вибрациям.

3) Гироскопы сопротивляются повороту по осям перпендикулярным оси вращения гироскопа. Линейному движению они не сопротивляются вообще никак за пределми базовой инерции твёрдого тела F=ma. Грубо говоря вращающаяся турбинка 4010 сопротивляется линейному перемещению точно с той же силой, что и не работающая. Гарантия 100%. Прочитайте кого-нибудь из классиков вроде Пельпора Д.С. и уберите этот пункт.

4) Вот вообще вопрос интересный - подаётся большой поток воздуха. На пластик. В термокамере. Пусть лучше это будет воздух температуры самой термокамеры, или мы будем локально переохлаждать деталь, чтобы добавить ей температурных напряжений? Сначала сделаем термокамеру, чтобы уменьшить температурные напряжения, а потом будем локально переохлаждать.... И вообще добавим в термокамеру прикольных сквозняков комнатной температуры. Мы же делали термокамеру не для того чтобы убрать сквозняки. Ну опять-же методика имеет право на жизнь, но называть это однозначным плюсом..... Ну такое...

На мой взгляд то, о чём вы пишите это хорошее решение для активных термокамер, где каретка вообще отделена от рабочего объёма (возможно нагретого до 90-110 градусов) и организовать там обдув вентиляторами просто крайне затруднительно. Для пассивных ТК (60-65 градусов) вся эта возня с организацией вентилирования камеры нехилым потоком холодного воздуха.... ну, если вам очень хочется, то, конечно, можно.

25.02.2020 в 08:00
0

Вибрации легко убираются выносом компрессора из принтера и добавлением ёмкости на выходе компрессора (любая банка или пластиковая бутылка).

25.02.2020 в 09:48
0

При подаче воздуха рывками трубка будет дергаться. Это, скорее всего, приведет к артефактам печати.

Другое дело если использовать некое подобие гидрокомпенсатора. Как Вы сказали емкость. Но эта емкость должна находится после воздушного насосаю Но тут скорее всего будет падение давления, что не хорошо

25.02.2020 в 10:20
0

У меня слабый компрессор стоит и трубка силиконовая (мягкая) примерно 1.5 метра. Если её держать у компрессора - вибрация чувствуется, а если у выхода трубки - уже вибрация не чувствуется.

25.02.2020 в 12:43
0

Спасибо за обстоятельный ответ. Вся информация по теме полезна.

1) У меня на каретке  получается 3 вентилятора, два 5015 + один 4010. Это около 70-80 грамм. Тонкий силиконовый шланг 1 м длиной однозначно весить меньше, при этом его масса давит на каретку только частично, а оказывает ли он какое-то заметное сопротивление движению - открытый вопрос. Если брать гофру то даже толстая гофра (20мм) из ПНД весит около 60г на метр, но сопротивление от нее значительно! Кстати, вот и еще критерий отбора технического решения. На гофре тоже можно, но ее придется высоко поднимать и свешивать сверху, чтобы не было усилий на сгиб.

2) Вибрации гасит силиконовый шлаг, как буфер, на низких потоках. При значительном потоке надо ставить буферную емкость. Это не проблема.

3) Тут не подумал, конечно. Гироскоп вентилятора будет сопротивляться только наклону (вращению), а не движению в плоскостях.

4) Я же сказал, что при таком охлаждении меняется сам подход. Воздуха надо мало и очень точечно.


25.02.2020 в 12:49
0

Два 5015 это круто. На Воронах ставят два 4010 и при обычных воздуховодах, при печати ПЛА печатают нависания под 70 градусов, а при улучшенных (только недавно добавили, пока в модах висят) печатают до 85 градусов нависания на ПЛА. А два 5015 - это не только сила, но и добрых 15 грамм абсолютно лишней массы, как мне кажется. Хотя может для Вулкана нужно и столько дури в дулках.

Хорошие, нацеленные воздуховоды - вот залог правильного использования турбинок (да и канальников тоже, в общем-то).

25.02.2020 в 12:53
0

Я хотел бы качественно печатать соплом до 1мм толщиной слоя до 0.6. Принтер большого объема, елозить мелким соплом и тонким слоем можно сутками.

С другой стороны, это так. хотелки. Но проблему крепления тучи вентиляторов на каретке (все равно 3 штуки) не решает. Подвести 2-3 тонких трубки, конечно, было бы удобнее.

Проблема нацеливания турбинок - надо зауживать выходной канал. Растет давление, при росте давления падает расход. Статическое давление 4010 держат примерно никак. Решение простое везде - дуть не слишком узко и компенсировать неточность объемом потока.

25.02.2020 в 07:22
0

Хорошая помпа https://aliexpress.ru/item/32994170502.html

позволю себе  усомниться в этом движке

пользовал подобные - чисто игрушка одноразовая, сделаны так так себе

длительной работы не выдержат ИМХО

25.02.2020 в 12:51
0

Можно поподробнее. Насколько одноразовая, насколько длительной. Что именно вы пользовали (характеристики) и какой был результат.

Моя ссылка указывает на аналог помпы от BERD AIR, которая вроде как работает разумное время.  Заявлено 600 часов работы. Да, ахти сколько, но пр ее стоимости не так и критично. Если протянет, то 1час=1руб, считай.

С другой стороны, это на максимуме,а народ на BERD AIR говорит, что не надо ее на всю мощность ставить, перебор выходит, так что может и больше протянет.

Ну а вообще, если все заработает как надо, то  можно раскошелится и купить сопоставимую помпу на бесщеточном двигателе, который прослужить очень долго.

Касательно платы контроллера я ошибся. Платы на L298 плохие, так как у них падение напряжения большое. Старый чип. Реально до двигателя на 1А доходит 10В из 12В, а на 2В только 8 и нагрев большой. Лучше что-то на MOSFET-ах.

Например:

https://aliexpress.ru/item/32922299942.html

25.02.2020 в 09:30
0

Поскольку подаётся фоздух комнатной температуры, то для быстрого охлаждения расплава его требуется значительно меньше, и потока и давления, чем подогретого.

Надо попробовать обычный 5015 турбофан по аквариумным трубкам пустить.

25.02.2020 в 12:46
0

Не тратьте время. Радиальник ничего не может впихнуть в маленькую трубку, статические давление у него никакое. Люди уже пробовали. Единственное что может сработать это (2) или (5) + толстая силиконовая трубка внутренним диаметром 7-9мм.

25.02.2020 в 13:24
0

у меня работала на таком же движке помпа перистальтическая, на минимальных оборотах

по часам наверное в предела этого лимита и получилось

потом движек начал останавливаться, с пинком правда стартовал

потом накрылся когда, я посмотрел его патроха поподробнее - ну дешван одноразовый не более

хотя вам для экспериментов и отладки концепции в целом может и подойдет на первое время из-за дешевизны

25.02.2020 в 13:37
0

спасибо за подтверждение.

25.02.2020 в 16:53
0

SergeyR7, ArtemKuchin, не расскажете поподробнее, какую силиконовую трубку используете и где приобретаете ?

25.02.2020 в 17:08
0

Я взял аквариумную трубку для компрессора (зелёная) диаметр 4 мм (внутренний) - взял в тумбочке, т.к. осталась от аквариума. А так, можно купить в любом магазине, где рыбки продаются...

Толстые трубки там уже жёсткие идут - из ПВХ похоже.

Силиконовые трубки можно купить там, где продаётся оборудование водяного охлаждения для компьютеров. Разного размера трубки продаются в магазине Русский Химик как трубка силиконовая медицинская

Но силиконовая трубка передавливается в местах крепления. Возможно, лучше жёсткую взять из ПВХ. На большом радиусе изгиба легко гнётся и нагрузки головке не прибавит.

Да, ещё брал трубки от капельниц - в любой аптеке можно купить, но они слишком тонкие были.

25.02.2020 в 17:33
0

Спасибо, а то ПВХ везде есть, с силиконовой сложнее...

25.02.2020 в 18:22
1

От капельниц обычно медицинский ПВХ, довольно мягкие. Тоже такие есть OD=6, ID=4. Нормальные вполне и не заламываются

25.02.2020 в 18:21
0

Я никакую, я только делаю систему. Но для пылесоса вот только сегодня купил ID=7,OD=9 без проблем. Яндекс в помощь.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Исследуем точность и границы возможностей фотополимерного принтера VS FDM

Вчера печатали собор Святого Павла, посмотрите что получилось

Языческий храм Гарни в Армении (есть польза от самоизоляции, хоть какая-то)

LCD2004 на RepRapFirmware

Мастерская «Svetoten»

Самодельная дельта - часть 3. DeltaCube. Такие ошибки допускать нельзя!