Семь лет с системой жидкостного охлаждения термобарьера. Точки над «i» и к чему привела неработающая помпа во время печати на моём принтере

Главное преимущество СЖО — это тишина в доме и эффективное охлаждение термобарьера. Эти железные (без кавычек) аргументы уже не перебить никакими теориями от теоретиков :). Надёжная работа системы (включая отсутствие протечек) зависит исключительно от прямоты рук человека, её собиравшего. Только собрав систему можно воочию увидеть все её достоинства или недостатки. Кстати именно поэтому я не пишу спорных или критикующих комментариев, а просто с интересом изучаю опыт других авторов, примеряя его на себя.

Разговор, конечно, пойдёт только о системе, установленной на моём принтере. Что это за система, можно узнать, если перейти по выделенной ссылке. Читать статью необязательно, а вот для лучшего понимания описываемого во второй и третьей части статьи события стоит ознакомиться с фотографиями принтера (кое-что я заменил и убрал с тех пор, но расположение элементов системы осталось прежним).

Часть первая (факты).

Печатную версию рубашки водоблока я выбрал исключительно потому, что изготовить её можно дома «на коленке» (в смысле напечатать на принтере). Эта весьма простая и рабочая версия для моего принтера подходила идеально, да и высокотемпературными пластиками я печатать не собирался.

За семь лет эксплуатации не было ни одной протечки из-за напечатанной рубашки. Не появилось и никаких следов перегрева на корпусе рубашки от расположенного в непосредственной близости нагревательного блока (много позже я на всякий случай прикрыл рубашку снизу большой силиконовой шайбой).

Лишь однажды пришлось ликвидировать образование мелких капелек жидкости на шве одного из напечатанных штуцеров. Для решения проблемы просто протёр место протечки салфеткой и нанёс клеевой состав на основе ABS (охлаждающую жидкость при этом из системы не сливал).

По поводу «тяжести головы». Честно сказать, мне не очень хочется всё это комментировать. «Голова» с водоблоком, установленная на мой принтер по давно уточнённым данным, весит всего на 5 «миллилитров» больше, чем классическая с воздушным охлаждением. Остальное — это незначительный вес кабель-канала, относительно тонких силиконовых трубок и находящейся в них жидкости (это «остальное» присутствует в каждой системе ЖО). Любая движущая система этот маленький довесок «переварит» без всяких проблем (в том числе и директ-экструдерная с тяжёлым мотором на борту). Этот вопрос я для себя закрыл окончательно, поскольку больше не считаю нужным тратить время на бессмысленное занятие по взвешиванию деталей.

Живность в системе стало отчётливо видно примерно через полгода после сборки. Но когда после очередной промывки залил обычную автомобильную охлаждающую жидкость (разбавленную дистиллированной водой), то об этой проблеме я позабыл надолго (с момента последней заправки прошло уже почти 2 года).

Первую помпу «спалил» сам. Это произошло после того, как убрал второй контур, который планировал использовать для охлаждения двигателей (на фотографии в статье он скручен в кольцо за радиатором). Хотя я снизил напряжение питания помпы, из-за малого диаметра трубок оставшегося контура нагрузка на насос всё же значительно возросла. Пластины статора двигателя нагрелись настолько, что герметичный стакан, в котором вращался ротор, «поплыл».

Повреждённый насос

Принципиальная схема платы управления двигателем насоса (снял с «печатки»)

Тогда мне, можно сказать, повезло, что вовремя обнаружил эту неисправность (так, по крайней мере, я тогда думал). Помпу заменил; напечатал и поставил байпас для снижения нагрузки на насос; немного понизил напряжение питания помпы, проблема была устранена.

Провода, тефлоновая и силиконовые трубки уложены в кабель-канал. Длина тефлоновой трубки, по которой подаётся пруток (работаю с пластиком Ø 2,85 мм), составляет порядка 820 мм. Настроенный ретракт (помню, кто-то сильно переживал по этому поводу :) при диаметре прутка 2,87 мм (всегда прописываю в слайсере близкий к реальному диаметр прутка) составил ровно 7 мм.

На этом, пожалуй, всё. «Детские болячки» СЖО давно устранены, всё обслуживание системы сейчас заключается лишь в периодической доливке ОЖ.

Думаю, что буду прав, если скажу, что те, кто установил себе нормально работающую систему ЖО, уже вряд ли вернутся к воздушному охлаждению.

Ну а теперь, пожалуй, пора перейти к самой интересной части. А именно, к каким же последствиям для принтера привела печать с неработающей помпой.

Часть вторая (быль)

Я давно хотел сделать автоматику отключения нагрева сопла (прекращения печати) в случае аварийной остановки насоса, но хотеть — не значит сразу сделать (принцип «работает — не трогай» в интерпретации «и так сойдёт» :).

В тот день всё было как обычно: подготовил файл, «залил» его на карту памяти и запустил печать. Понаблюдал немного за тем, как укладывается первый слой, и вышел из комнаты, решив заняться другими делами.

Проходя по коридору, изредка бросал взгляд на принтер, всё было нормально. Принтер был повёрнут боковой стенкой к двери, и сам процесс печати я не видел, однако тихая работа принтера не вызывала никаких опасений, и потому в комнату я не заходил.

Прошло ещё какое-то время, и, когда я не торопясь манипулировал бритвой, стоя перед зеркалом в ванной комнате, меня словно током ударило: я вспомнил, что после «предполётной» подготовки принтера к печати не подключил разъём питания насоса. В голове мгновенно возникли «красивые» кадры оплавленного и отвалившегося водоблока с экструдером, висящего на трубках, а также прочие «весёлые» картинки от последствий отсутствия охлаждения термобарьера.

Однако паника немного улеглась, когда прикинул, что экструдер точно бы «поплыл» ещё на стадии разогрева и печати первого слоя, однако этого тогда не произошло. В надежде на то, что я всё же ошибся, быстро метнулся из ванной в комнату, где стоял принтер.

Ругая себя за забывчивость, забегаю в комнату, краем глаза вижу, что принтер шевелится, но не дымит, быстро осматриваю расположенную сзади плату (чёрт!) и подключаю разъём помпы (ошибка, опасно было это сразу делать). Потом осторожненько так заглядываю в «топку» и что же я вижу? А вижу я то, что принтер спокойно и размеренно допечатывает мне модель, негромко шевеля механикой. На таймере дисплея было 1 ч. 10 мин. До конца печати оставалось минут пятнадцать…

Часть третья (разбор «полётов»)

Вряд ли найдётся человек, который бы добровольно согласился отключить помпу на своём принтере ради подобного эксперимента, поэтому написал так, как всё происходило на самом деле (ну, если только приукрасил чуток :).

Какова была ситуация: температура 230°; помпа стояла, но при этом печать шла; рубашка пластиковая, но ничего не поплыло, не расплавилось и не вытекло на стол. Возник вопрос, почему это стало возможным?

Думаю, что когда я запустил печать с отключенной помпой, система ЖО стала работать как гравитационная (самотёчная) система отопления, но с обратным эффектом.

То есть в самотёчной системе отопления в главной роли выступает котёл, и его задача — нагреть радиатор, а тут получается, что в системе охлаждения принтера всё работало наоборот: главным элементом стал вентилируемый радиатор, задачей которого стало охлаждать «котёл».

Впервые самотёчную систему с угольным котлом я увидел еще будучи пацаном в доме у родственников в конце 70-х годов прошлого столетия. Наверно, поэтому мысль о «гравитационке» мне и пришла в голову в первую очередь.

Других объяснений данному «феномену» у меня нет. Для проверки теории необходимо будет собрать стенд с правильно расположенными элементами системы, а также установить датчики температуры в зоне охлаждения и определения скорости движения теплоносителя (ну и снять перед этим не до конца обработанные рёбра радиатора).

Что потребует подтверждения (навскидку):

• Система жидкостного охлаждения продолжит некоторое время работать, позволяя экструдеру плавно остывать и в случае отключения электропитания (питания охлаждающего радиатор вентилятора).
• Водоблок с рядным расположением штуцеров не будет работать в подобной системе.
• Реальность отказа от установки помпы в систему (самого слабого звена).

 В сети полно материалов по гравитационной системе отопления. Вот, например одна из ссылок: Мифы «гравитационки» 

Схема системы отопления, почти что повторяющая мою систему охлаждения. :)

Факты, имеющиеся на текущий момент:

• Запуск печати с остановленной помпой не привёл к поломке принтера.
• Напечатанная рубашка водоблока выдержала жёсткое испытание на применимость в системе ЖО.
• При остановке помпы можно продолжать печать, по крайней мере, ABS-пластиком.

Вот, собственно, и всё.

Ах да, чуть не забыл написать о последствиях :). Ну, в общем, я потом просто включил принтер и, наклонив его на бок, выгнал из радиатора системы образовавшийся в нём небольшой объём воздуха (воздухоотводчика у меня по понятным причинам установлено не было).

Всем удачной печати!