Многосторонняя система обдува: постановка задачи, прототип

Landgraph
Идет загрузка
Загрузка
20.12.2019
6266
41
печатает на Anycubic Chiron
Техничка

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.

17
Статья относится к принтерам:
Anycubic Chiron

После покупки и сборки принтера стали терзать смутные сомнения на тему качества работы системы обдува модели. Как мне кажется обдув - это одна из тем, с которой сталкиваются все, кто начинает работать с 3D печатью.

В процессе изучения вопроса ещё и наткнулся на великолепную статью https://3dtoday.ru/blogs/maniak26/learning-how-to-blow-in-solidworks-flow-simulation/ , что позволило вывести мои теоретико-практические изыскания на совершенно иной уровень. Не совсем уверен в корректности полученных данных и с удовольствием готов услышать критику использованной методологии.

Были исследованы несколько типовых конструкций обдува, подходящих под стандартный вентилятор (турбина 40x40x10mm). Не смог найти именно эту модель вентилятора, использовал вентилятор Papst DC-Axial 405. Буду благодарен за ссылки где почитать как правильно проводить симуляцию.

Собственно на первом рисунке изображена модель стандартного обдува, который и решено было улучшить.

Теоретико-практическое изучение вопроса

На thingiverse.com были скачаны несколько моделей обдува, но по факту не была использована ни одна, т.к. практически во всех столкнулся с требованием печати поддержек, а они не очень легко отделяются при использовании PETG пластика. Ну и мысленные эксперименты не сулили ничего хорошего от предложенных конструкций: было ощущение, что они будут работать не так, как ожидается. Причина: иное поведение газа, в отличие от несжимаемой жидкости, поток газа имеет свойство сжиматься и вести себя "непредсказуемо".

Глядя на представленные модели я пришёл к умозаключению, что представленные на сайте модели для обдува будут, в лучшем случае, работать в паре с каким-то мощным вентилятором, который создаёт избыточное давление (а то и потребует использование компрессора), но никак не со стандартным. Хотя и стандартного должно хватать, в определённой мере. Ну или уж, если улучшать обдув, то вентилятор менять уже тогда, когда форма воздуховодов отточена. Либо же прибегать к грубой силе там, где уже нет шанса улучшить геометрию и аэродинамику.

Первым был осмотрен двусторонний обдув. Теоретические подозрения позже оправдались моделированием, что можно видеть на следующем рисунке.

Ситуация с ним откровенно удручающая. Судя по всему дует он непонятно куда, ещё и ослабленным потоком.

Следующим осмотру, а в последствие и моделированию, подвергся "трёхсторонний" обдув.

Лично на мой взгляд - данная форма обдува практически не отличается от одностороннего стандартного обдува, за исключением несколько искривлённого, в горизонтальной плоскости, потока по краям.

Затем под прицел попал круговой обдув (аж целых два варианта: со сплошным отверстием и множественными). Мысленный эксперимент упрямо говорил, что система не будет работать так, как ожидается. Последующее моделирование показало, что и тут ждало разочарование: поток направлен мягко говоря не в центр, плюс ещё заметно значительное замедление потока воздуха (синие стрелки), что говорит о том, что тепло будет отводиться недостаточно эффективно.

Ещё одна схема кругового обдува показала себя также не лучшим образом, представляя собой систему одностороннего обдува, только хуже, чем стандартная.

Также у всех систем есть ещё одна неприятная проблема: поток воздуха центробежного вентилятора не равномерен в выходном сечении. Т.е. в одной части его больше, в другой меньше. Как это отразить при моделировании - я не разобрался, пока. Также буду благодарен за ссылки на литературу по данному вопросу.

Собственная система обдува

Завершив мысленные эксперименты приступил к разработке собственной системы обдува. Для тестирования решил использовать гидроиспытания и аэродинамическую индикацию с точечной подсветкой рабочего объёма. Проще говоря: использовал воду из-под крана и ароматические палочки для создания дыма и фонарик ойфона для подсветки дыма.

Результат, лично меня, очень порадовал. Сейчас ведутся боевые испытания. К сожалению, пришлось пожертвовать размером: система охлаждения получилась достаточно крупная, в сравнении с существующими, плюс мешает установке датчика. И, к великому сожалению, не обошлось без поддержек, но их количество удалось значительно сократить и остатки легко дорабатываются напильником.

В финале также смоделировал систему обдува собственного проектирования, которую до этого уже прошла и гидроиспытания и окуривание ароматическим палочками (на что только не пойдешь в отсутствие системы моделирования).

Обдув получился равномерный с нескольких сторон, огибая сопло хотэнда, т.е. не охлаждает сопло. Естественно, это не снимает проблему охлаждения хотэнда, когда печатаются первые слои. Дует реально так, как показано в анимации: красивым столбом вниз, пока не придумал как заснять на видео (окуривание палочками видно только в темноте, с подсветкой дыма), но постараюсь решить этот вопрос.

Также, на мой взгляд, в пользу спроектированной системы обдува говорит то, что если ранее ароматические палочки лишь начинали светиться ярче под струёй воздуха в районе хотэнда, то с модифицированным обдувом они воспламеняются.

С более продуктивным вентилятором обдув должен вести себя ещё лучше. Опять же, как это проверить в симуляции - я не понял, пробовал менять вентиляторы, но какой-то разницы после расчёта не увидел.

Вопросы? Предложения?

Готов выслушать конструктивную критику, предложения и пожелания. А может быть у кого-то ещё есть совместимый принтер и может помочь протестировать систему? У меня пока что модель только для Anycubic Chiron есть. Ну или посоветуйте под какую ещё голову можно сделать? Вроде бы на Эндерах используется такой же стандартный вентилятор. Либо же делать под кастомную 50-60мм улитку.

Пока, честно говоря, не определился, стоит ли выкладывать модель или нет. Интересно ли вообще это кому-нибудь?

Если придумаю как это всё заопенсорсить - будет вообще великолепно. Моделировал во FreeCAD. Есть у кого опыт как это выложить на какой-нибудь гитхаб? Хотелось бы какого-то внятного контроля версий, а выход из редактора - бинарный.

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.

17
Комментарии к статье

Комментарии

20.12.2019 в 09:33
2

Модель потока мы увидели. Хотелось бы увидеть модельку самого девайса. Ну и рассмотреть возможность приаттачить на Аникубик косель))

20.12.2019 в 09:40
0

Готовлю, так сказать, сопроводительную документацию, плюс хотелось бы доснять ещё видео работы ну и дать какие-то экспериментальные результаты.

Сейчас очень интересно узнать мнение сообщества - в ту ли сторону копаю или пора бросать это грешное дело и всё уже изобрели до нас :)

20.12.2019 в 10:00
2

Из кучи обдувов, что я видел, только несколько выделяются наличием симуляции обдува. Как бы красиво не выглядела модель обдува, питать к ней доверия нельзя без симуляции. Другими словами, одобряю)

20.12.2019 в 10:28
0

Даже если как изобретение не прокатит, всегда можно как рацуху пропихнуть.)))

20.12.2019 в 11:00
0

Из альтернатив это подвод трубок к соплу, например так, был еще вариант но похоже я его не сохранил в избранное.

А еще другой форумчанен из банки "колы" вокруг сопла делал, его тоже походу не сохранил, может кто подскажет.

20.12.2019 в 10:21
0

А что если как на первом фото (самая простая), но с двух сторон и под углом градусов 160-170 друг другу.  Мне нравится такая схема простотой доступа и визуального контроля за зоной печати.

20.12.2019 в 10:32
0

Надо еще видео с дымом чтоб были видны потоки воздуха

20.12.2019 в 11:21
0

я пробовал. дунешь сигаретиной и видно. но курить вредно!

обдув двумя вентилями справа/слева.

21.12.2019 в 05:11
0

Можно использовать для этих целей туман от увлажнителя. В нём будет видно "пустые" потоки чистого воздуха из обдува.

Безусловно, нужно это делать аккуратно, чтобы не залить слишком сильно всё конденсатом.

20.12.2019 в 11:20
0

Вы расскажите куда надо дуть? Сколько не смотрел конструкций все кудато дуют. Переживают за скорость потока, за его равномерность но куда конкретно нужно дуть не понятно.  

20.12.2019 в 11:22
0

на вентиль струйку дыма.

26.12.2019 в 16:35
0

    В область печати рядом с выходом сопла.

20.12.2019 в 11:38
0

Очень классно.  у меня сейчас две улитки и все равно мало, не очень по сторонам от улиток 

20.12.2019 в 11:59
0

странный Вы. мало :-)

Мне одной 4010 турбины хватает. для ПЛА выше 80% не ставлю, нить сдувает.

Если подставить воду - разбрызгивает на полной скорости. Зачем выше то?

Обдув проектировал сам. Он хоть и односторонний, но работает даже на противоположной стороне детали.

Воздушные потоки моделировал головой, внутри. 

20.12.2019 в 12:26
0

Вот я теперь тоже начинаю переживать за сдувание нити. Если "кладка" строго вертикальная - проблем, скорее всего, не будет. А вот под углом (сужение/расширение) - подозреваю наличие подводных камней и необходимость снижать скорость вентилятора.

20.12.2019 в 11:51
0

там поток не просто неравномерен, а выходит под углом из вентилятора, согласно центробежным силам. Надо сначала это смоделировать и подумать как выровнять, например плоскими длинными рёбрами, различной длины. Либо не выравнивать, а использовать. Без учета выхода потока под углом - бесполезное занятие.

По наблюдением угол гдето 30 градусов вправо, если выход расположить к себе и крыльчатку к лицу.

20.12.2019 в 12:24
0

У себя в модели я этот вопрос по большей части решил. На практике неравномерность потока выглядит так: вместо вертикального столба я получал наклонённый в сторону меньшего давления.

На данный момент удалось добиться практически равномерного распределения потока от вентилятора и получить вертикальный поток воздуха на выходе (как в симуляции, которая, собственно, и не учитывает особенности центробежного вентилятора).

20.12.2019 в 12:09
0

Для своих машин проектировал много вариантов обдува. Прочитав несколько материалов о круговых обдувах на "страницах" Тудея в 2015 году был увлечен этой идеей. Однако, при многообразных и разноформатных вариантах моделирования и последующих "продувах", удовлетворительных решений не удалось достичь. Сейчас ожидает тестирования такой вариант 

Который "в граните" можно увидеть здесь и тут

20.12.2019 в 12:21
0

В показанной модели меня смущает быстрое падение скорости потока (синие области).

В моём понимании это значит, что может быть плохое отведение прогретого воздуха из области обдува. Могу быть не прав, пока это чисто спортивный интерес.

20.12.2019 в 14:42
0

Скорее должны пугать зелёные, т.к. возможна "пробка" :) Тут базовая скорость потока взята почти с потолка и цифры вряд ли отражают реальность. Важнее геометрия распределения воздушного "столба". Стоит учитывать, а я основываюсь только на личном опыте печати, что как правило обдув имеет критически важное значение при печати большого количества деталей малой площади сечения или же тонких стенок. Исходя из этого важно направление куда дуть. Главное не дуть прямо на сопло, термобокс и на филамент вытекающий из сопла. :)

20.12.2019 в 13:18
0

Для опенсорса (паблик домайна) стоит выкладывать в формате step.

20.12.2019 в 14:23

Комментарий удалён

20.12.2019 в 16:23
0

хм...

2 жестянки - одна от пивной банки дно, вторая от фасоли... Вот и весь обдув продуто работает огонь!)

26.12.2019 в 16:40
0

Картинка есть? Пиффная банка стандартна, а вот фасоль - она отличается

26.12.2019 в 16:46
0

хм...

Мой псто гляньте через профиль.)

26.12.2019 в 19:59
0

Прикольно, но там нет поста на тему обдува из банок

26.12.2019 в 20:26
0

хм...

Чем Ветерок не псто?) И да, продувал в симуляторе.

20.12.2019 в 17:28
0

Меня тоже интересовала эта тема. Вдобавок обычным требованиям ещё хотелось, чтобы сопло было хорошо видно. Эта очень важная фича ИМО, которая начисто отсутствует во многих моделях с тингиверса. Хочется всегда ясно видеть, как что печатается, иначе не видно, откуда проблемы и как их чинить.

В общем я пришел к поворачивающимся форсункам, типа тех, что в самолетах над сидениями. Довольно гибкое решение. 7 посадочных мест вокруг сопла, дальше ставь сколько хочешь каких хочешь форсунок, направляй куда хочешь. Планирую выложить, как будет время.

20.12.2019 в 20:46
1

Я тоже озадачивался данным вопросом. Круговой обдув даже не рассматривал - с ним толком не видно сопло и что под ним происходит, а это критично для меня. Эффективность односторонних на мой взгляд низкая - хоть обдуйся, но с противоположной стороны  практически мертвая зона получается.

 С двусторонним я "на глазок" сражался довольно долго, пока не наткнулся на вышеназванную статью по моделированию потоков (за что автору респектище). Я был достаточно сильно удивлен, насколько "глазок" отличается от смоделированных потоков. Настал момент определиться, куда конкретно направить поток и его плотность, ибо мнения на это счет расходятся. В ходе ряда экспериментов я решил для себя, что самым эффективным является точечный обдув под сопло. При этом эффективный обдув имеет и обратную сторону медали - для АБС например он может быть вреден, поэтому важно, чтобы турбины могли стартовать на малых мощностях, чтобы обеспечить "легкий" обдув. Турбины я пользую 40*10 две штуки - на мой взгляд за глаза. 

И вот, когда готовый обдув красуется на принтере, приходит момент испытаний. Танцы в лазерном дыму конечно весело, но я бы порекомендовал сразу приступать к  полевым испытаниям :) Лично я пользовал эту модельку https://www.thingiverse.com/thing:2151369  в масштабе 50% (для быстроты и пущего экшена) используя ПЛА (самый требовательный кмк к обдуву). Глядя на полученные результаты отпечатанные с разными обдувами, думаю можно получить представление о их эффективности. 

Все это чисто мое ИМХО :)

20.12.2019 в 21:26
0

Тема интересная=). Для опытов есть пруша трешка , директ. мк8.

21.12.2019 в 20:34
0

Пришлите модель, желательно чтобы ее можно было доработать в сапр программе инвентор

26.12.2019 в 13:58
0

Поддерживаю, без модели и практики это все "воздух")

23.12.2019 в 13:56
0

Какая-то странная круговая...
Я такую использовал
https://www.thingiverse.com/thing:2431261
Вроде неплохо резьбы печатались

23.12.2019 в 19:11

Комментарий удалён

25.12.2019 в 11:02
0

Интрига. Ждём продолжения :)

29.12.2019 в 03:18
0

Думаю, что направление потока воздуха и распределение скорости получится визуально наблюдать с использованием меха? 

Ворсинки будут ложиться по направлению потока и чем скорость потока (давление) больше, тем ниже лягут...

Кроме того, можно понаблюдать как будет себя вести обдув на типовых элементах модели, типа плоскость, стенка, угол и т.п. в зависимости от направления печати...

03.01.2020 в 23:34
1

картину потоков очень хорошо видно на блюдце с водой, расположенном под соплом.

просили критики? пожалуйста ))

гифка красивая, но бестолковая, как сферический конь в вакууме. у вас поток "уходит вникуда", просто рассеивается. в реальности - он упирается в плоскость (в начале печати). вот об эту самую плоскость его и надо дуть - картина сильно поменяется.

у большинства круговых обдувов (кроме подобных предложенному x_pack) это слабое место - воздуху некуда деваться и он идёт на сопло и кубик.

02.05.2020 в 08:01
0

 то закончилось?

13.08.2020 в 16:04
0

А у меня такой вопрос к отцам - импортирую модель stl в Солид (как твёрдое тело) , а Flow Simulation её не "видит" - дует сквозь неё. Что я делаю не так? SW 2018.


13.08.2020 в 16:45
0

а она точно без артефактов импортится?

14.08.2020 в 11:40
0

Да, без артефактов. "Проверка успешно завершена" - после проверки импортированной детали докладывает Солид.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Лодка

Лодка

Longer LK4Pro: Печать

Когда всё, вдруг, плохо после того, как было хорошо.

Забавный баг Simplify3d: Ooze shield и brim

3D-сканирование для бесконтактного анализа произведений искусства