Печатная голова RepRap Ultimaker и немного теории

Skrepka
Идет загрузка
Загрузка
09.02.2020
2448
38
печатает на Ender 3
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.

12
Статья относится к принтерам:
UlTi v1.2 RepRap

Здравствуйте уважаемые печатающие и сочувствующие.  

В процессе разработки принтера потребовалась то, что будет держать радиатор хотенда и вентиляторы для обдува (голова). Естественно она должна быть печатная.

    

Были рассмотрены следующие виды голов:

  1. Собственно Ultimaker. Когда пришел в себя после цен, то продолжил поиск других решений. Как раз после этого и было принято решение о печатной голове.
  2. Понравилась печатная голова от ivilol. И в общем то она бы и была использована если бы выложенные автором модели не были бы в 2019 solidworks. Ради одной головы устанавливать его не хотелось. Вдобавок к этому кто-то запостил видео о недостатках осевых вентиляторов, а может скинул в комментах (прости меня автор не запомнил). Из-за вышесказанных аргументов пришлось искать другую голову .
  3. Похожую на классический Ultimaker голову предложил Пластмаска Но ввиду использования на ней осевых вентиляторов на обдув области печати от нее тоже пришлось отказаться.
  4. Очень понравилась следующая голова. Она на самом деле интересная, однако мне не понравилось, что она немного тяжелая. Еще смутил недостаток, выраженный, в паразитном обдуве печатной зоны. При этом, повторюсь, она очень понравилась и было решено использовать некоторые решения в своем проекте.

    

Поискав головы еще некоторое время не смог найти что-нибудь стоящее. Было решено проектировать собственную.

   

Какие требования мной предъявляются к голове (не своей, а принтера).

1. Должна быть легкой. Чем меньше масса тем меньше импульс, а значит выше допустимые ускорения, и как следствие меньше время остановки при равных величинах заноса на поворотах

2. Центр масс головы должен быть как можно ближе к точке крепления. Чем больше расстояние от центра масс до крепления головы, тем больше она (собственно голова) будет раскачиваться. Опять же потому что M=ma*L (Крутящий момент равен произведению силы на плечо)

Для примера конструкция охлаждения зоны печати (в данном пункте способ крепления самой головы на валах не рассматривается):

Голова раскачивается сильнее, при прочих равных:

Голова раскачивается меньше, при прочих равных:

3. Должен быть исключен паразитный обдув печатной зоны.

4. Обдув области печати должен быть двусторонний или круговой и мощный, так как убавить всегда успеем.

5. Сопла обдува не должны, ни при каких обстоятельствах, цепляться за печатаемую деталь.

     

В результате не хитрого моделирования получилась следующая конструкция (взаимное расположение осей такое какое мне надо):

Взамен гаек были использованы вплавляемые латунные резьбовые фитинги. Всего использовано два типоразмера М3х3х4 и М2х3х3. За счет использования вплавляемых резьбовых фитингов удалось снизить габариты и массу изделия. Расчетная масса всех печатных деталей около 25 грамм. Расчетная масса головы с установленными радиатором, нагревательным блоком, вентиляторами, крепежом, подшипниками линейного перемещения около 142 грамм (массы всех покупных элементов подогнал по справочным данным).

    

Печатные детали на картинке сделаны прозрачными а вентиляторы невидимыми:

Как можно видеть поток от осевого вентилятора направляется шторками. За это решение спасибо еще раз автору данного видео, и человеку, который это скинул на портал.

      

Расстояние между перекрещивающимися осями 18 мм.

Обдув спроектировал согласно исходных пожеланий. Проверил его работу в flow simulation solidworks. В результате нескольких итераций и переделок формы каналов подачи воздуха получились следующие результаты.

Далее гифка с вращением, где можно посмотреть обдув со всех сторон:

Если кому-то понравилась данная голова, то напишите об этом в комментариях, и я выложу исходники solidworks 2016 и STEP на портале. Пока выкладывать особого смысла не вижу так как она не испытана.

     

Конечно же не откажусь от конструктивной критики.

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.

12
Комментарии к статье

Комментарии

09.02.2020 в 12:51
0

Сопла обдува выложи.) 

09.02.2020 в 13:32
1
09.02.2020 в 18:21
1

спасибо..)

12.02.2020 в 08:57
0

Спасибо огромное, забрал в копилку!

09.02.2020 в 13:53
2

Когда симулируете движение воздуушных потоков, то необходимо стол тоже учитывать, рядом с соплом, печатаемую деталь - да хоть кубик какой нибудб. Ато в воздухе красиво потоки вниз уходят.

09.02.2020 в 14:12
0

Когда симулируете движение воздуушных потоков, то необходимо стол тоже учитывать, рядом с соплом, печатаемую деталь - да хоть кубик какой нибудб. Ато в воздухе красиво потоки вниз уходят.

Спасибо за совет. Когда проектировал подставлял под деталь кубик 20х20х20. Однако данный способ ничего не дает. Вне зависимости от того как Вы сфокусировали воздух на результатах моделирования будет жуткий хаос, в котором черт ногу сломит. подставливание детали не помогает понять как лучше спроектировать.

09.02.2020 в 16:06
0

Слишком близко печатные детали и турбина к нагревательному блоку. Потекут...

09.02.2020 в 16:47
0

Возможно если не ставить силиконовый носок и не проклеивать фольгой поверхности со стороны нагревательного блока (по ссылке одной из рассматриваемых голов там так и рекомендуют) тогда может быть что-то и потечёт. А если нормально все сделать и распечатать детали из ABS то ничего не потечёт. 

Для примера на моем эндере с самого начала стоит такой обдув из PETG. На выделенной участке он вплотную прилегает к носку. И ничего нигде не потекло. При том что это PETG, а не ABS. Кстати отвратительный обдув. Думаю его переделывать, но пока что жду вентиляторы 3010. 

Всё вентиляторы в предлагаемой конструкции расположены либо за корпусными деталями из ABS, либо напротив радиатора охлаждения. Радиатор никогда не бывает горячий. 

09.02.2020 в 18:41
2

крышечка с водой и дым - отличный визуализатор потоков, самый реальный, не виртуальный. 

Классная работа! Грамотно.

Жаль что у меня не ультимейкер :-)

09.02.2020 в 18:44
0

Когда приедут от дядюшки ляо недостающие запчасти, то обязательно соберу эту голову и буду проверять) 

09.02.2020 в 21:54
0

поделитесь пожалуйста исходниками в солиде, как раз собираю принтер именно с таким расположением втулок

09.02.2020 в 22:16
2
09.02.2020 в 22:45
0

Спасибо

10.02.2020 в 00:22
0

еще бы куллер обдува радиатора не 3010 а 4010 было бы очень здорово :)

10.02.2020 в 08:46
0

Не вижу особых проблем в установке вентилятора на 40, взамен 30. Надо немного поработать с держателем обдува. Или использовать эту деталь. Однако я не вижу надобности в этом. Стандартный вентилятор на E3D радиаторе 3010. И он должен справляться. Если вентилятор ставить больше, то и масса головы вырастет.

10.02.2020 в 13:01
0

просто исторически сложилось, что нет 3010 в наличии) только 4010 и все...

немного смутило вплавленные втулки для крепления радиатора(вверхушки), что то мне по тестам в видео показалось что они не настолько хорошо держат нагрузку на вырывание, хотя скорее всего еще и от самих втулок зависит, их то тоже разнообразие вариантов есть.

10.02.2020 в 15:47
0

Любые вплавляемые латунные резьбовые фитинги держат настолько прочно насколько крепкий материал куда они вплавляются. Для того чтоб хорошо держались необходимо предварительно делать отверстие куда будем вплавлять и стенки этого отверстия должны быть не очень тонким иначе не за что будет держаться самому фитингу. В общем случае они держаться на вырывание хуже гаек, но таких нагрузок на голову не бывает. Так что если затягивать винты очень сильно, то можно, наверное, вырвать. В связи с этим вспоминается присказка о том что сдуру еще можно сломать)

10.02.2020 в 08:40
3

Все круто, но в нагревательном блоке не учтены отверстия под термистор и нагревающий элемент. Ну и вообще не понятно, как проводка будет устроена в данной голове...

10.02.2020 в 08:51
0

Под теримистор и нагревательный блок отверстия есть. расстояние от нагревательного блока до вентилятора 4,5 мм. этого достаточно на изгиб кабеля нагревателя и термистора. При этом кабель и термистор обычно в термостойкой оплетке с кембриками на конце и могут соприкасаться с нагревательным блоком.

По проводке планировалось выводить ее сзади и фиксировать стяжками за отверстия сверху головы.

10.02.2020 в 09:17
0

Я за больший запас, так как пережмутся провода и невозможно будет это все обслуживать. Ну либо блок другой использовать и развернуть его, к сожалению сталкивался с такой проблемой, пришлось все потом переделывать

10.02.2020 в 09:23
0

Тут надо выбирать. Либо компактная и легкая голова, либо легкость в обслуживании. 

Для того чтобы заменить термистор или нагревательный блок на данной голове необходимо открутить один вентилятор обдува области печати. Я готов терпеть такие неудобства, но не уменьшать зону печати и не увеличивать массу головы.

10.02.2020 в 09:48
0

А если повернуть нагревательный блок на 90 градусов? Взять немного меньшего размера, например?)

10.02.2020 в 11:36
0

А если повернуть нагревательный блок на 90 градусов? Взять немного меньшего размера, например?)

Кто-то на портале делал самодельные нагревательные блоки. Но зачем? Стандартный нагревательный блок E3D асимметричный, менять его на другой не вижу смысла, если честно.

10.02.2020 в 08:48
1

Хорошая работа.

Но в защиту головы от ivilol скажу, что на моем стоит уже полтора года распечатанная из PETG, и никаких проблем с качанием не замечал

10.02.2020 в 08:57
0

Голова от ivilol отличная. Мне она очень нравится. И если бы она была бы сделана в более младшей версии solidworks, то она бы и пошла на принтер, но так как надо было проектировать, то решил сделать именно так. 

На счет качания при таком расположении. Не обязательно что качание может быть заметно так как жесткости крепления может хватать на удержание без качания. Но при прочих равных этот недостаток может проявится в других конструкциях. То есть на это надо обратить внимание при проектировании.

10.02.2020 в 09:34
2

"И если бы она была бы сделана в более младшей версии solidworks, то она бы и пошла на принтер, но так как надо было проектировать, то решил сделать именно так." - тоже напрягало, поэтому по STL-модели восстановил в своей версии solidworks и уже внес несколько изменений)

10.02.2020 в 09:41
0

Какие изменения вносили?

10.02.2020 в 10:02
2

Обдув для вулкана и вентилятор 4010 для охлаждения хотэнда

10.02.2020 в 11:37
0

Спасибо за идеи. Клон ультимейкера, напечатал простой держатель хотэнда, без обдува, т.к. печатаю только петг. Хотэнд смещен относительно точки перекрестия, из-за этого скрадывается рабочая зона. Поэтому и потому, что когда-то нужно будет начинать печатать другими пластиками, подумываю о новой голове. Как считаете, будет иметь смысл ставить вентилятор наверху головы, воздухопровод вести к зоне обдува и располагать его внизу полукругом?

10.02.2020 в 11:51
1

Почему бы и нет?) Есть даже варианты конструкций (на дельту), когда воздух подводится к голове по трубочкам от отдельного компрессора

10.02.2020 в 15:03
0

Трубочки это интересно. По сути, нужно крепление вентилятора наверху, трубочка и рассеиватель внизу.

10.02.2020 в 14:26
0

Да, есть много решений с расположением вентилятора над головой. Большинство таких решений, из тех что я видел, предназначены для дрыгостолов. Главное чтоб места хватало. Ну и так как каналы воздуха добавляют чуть веса, то будет увеличение массы печатной головы (не сильно, но будет). Место сэкономить поможет)

10.02.2020 в 15:35
1

Утащил в закладки, спасибо.

Но меня интересует версия на Вулканическую Химеру. Буду рисовать дальше.

25.02.2020 в 16:02
1

Воооот это то, что я искал. Сам задался идеей в растянутой версии Ulti до высоты 360мм поставить другую голову (тк распечатанная стандартная из АБС-а решила согнуться при печати, Не умел я тогда ещё АБСом печатать)

Хорошо придумано, на следующей неделе придут запчасти недостающие, но возьму Ваш вариант за основу своей переделки. После - покажу что в итоге получилось!

25.02.2020 в 16:17
0

Всегда пожалуйста) Сюда скинете Ваш вариант?

26.02.2020 в 22:09
1

Простой способ проверить обдув на практике

27.02.2020 в 06:11
0

Спасибо. Крышки с водой и дым - это все обязательно проверить после сборки. Но и стимуляция очень сильно помогает на этапе проектирования. 

28.02.2020 в 08:26
0

Полностью с Вами согласен. Обдув, что показан на фотографии, также был сначала смоделирован автором программно 

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Обдув охлаждение CR-8 (Tronxy XY-2)

3D-печать: три с половиной дома за четыре дня

TPU от ФДпласт - краткая инструкция или победа "резинки"

Плафон для люстры

3D-печать в создании самолета Boeing 777

Колеровка полимеров Hardlight