3Д печать воском - WaxL3D

chocol3d
Идет загрузка
Загрузка
08.04.2020
4192
11
печатает на Anet A8
3D-печать

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.

11

Эволюция- естественный процесс развития, который останавливается лишь после смерти. При чём не важно говорим мы о живых организмах, или о технологиях. 

Именно этим словом я бы назвал появление новой версии экструдера. Для многих до сих пор является не понятным само название первой шоколадной версии.

Так вот, оно складывается из слова и аббревиатуры Choco и L3D.

Choco - подразумевает под собой использование в качестве рабочего материала шоколад.

L3D - расшифровывается как "Liquid 3d", что означает использование материала в жидком виде, а не в виде прутка, если мы рассматривает технологию послойного выдавливания.

То есть экструдер был разработан для работы с жидкими материалами. Жидкими они могут становиться в следствии нагрева, либо изначально находящиеся в этом состоянии.

Соответственно думаю теперь стало понятно название новой версии WaxL3D

Практически сразу после запуска производства шоколадных экструдеров, стало понятно что у технологии есть потенциал с другими материалами схожими по консистенции. Проблемой являлась лишь температура. 

Как многим известно - стандартный шаговый двигатель имеет в своей конструкции не только обмотки из проводов залитых лаком, которые боятся перегрева, но и ротор с неодимовыми магнитами, которые теряют свои свойства при нагреве выше определённого предела. В литературе сказано что шаговый двигатель может выдерживать нагрев до 80 градусов, а после начнётся процесс деградации магнитов. 

Конструкция экструдера использует прямой привод от мотора. То есть мотор входит прямо в насосную нагреваемую часть и приводит в движение ведущую шестерню. Соответственно вал имеет такую же температуру, как и корпус экструдера. 

Сначала мы пытались убрать так называемы "мостики тепла" между экструдером и мотором. 

Вал мотора, а также площадка при помощи которой  экструдер крепится к принтеру были изготовлены из инженерного материала PEEK. Попытка была достаточно затратной, но результата увы не дала. Пластик хоть и переваривает высокую температуру без проблем, но проводит тепло достаточно хорошо. В итоге мотор начинал перегреваться, а пластиковый вал не обеспечивал идеальной жесткости, что порой приводило к пропуску шагов.

Также были испробованы другие материалы в качестве термоизоляторов и ничего не подошло. Либо конструкция вырастала до неприличных размеров, для отдаления мотор от экструдера настолько, чтоб материал между ними не проводил тепло. 

В итоге появилась концепция активного охлаждения вала двигателя, ведь он и был самым слабым звеном. Вал нагреваясь до температуры плавления воска (110-130) градусов нагревал магниты закреплённые на нём. И когда корпус мотора был всего 60 градусов, на валу уже было 100+ на входе в мотор.

В итоге рабочей оказалась версия с активным охлаждением вала.

Идея активного охлаждения заключается в том, чтобы обдувать вал и переднюю часть мотора в процессе работы, но таким образом чтоб не остужать сам экструдер. 

Крепёжную площадку (между мотором и экструдером) выфрезеровали на чпу в форме туннеля, а нагнетает в неё воздух вентилятор, который закреплён с задней части мотора. Таким образом, даже не смотря на то что вал мотора выполнен из нержавейки и мотор прикручен жестко к экструдеру нержавеющими винтами М3 - температура мотора не превышает 60 градусов при печати на 130 градусах на протяжении 15 часов (на ночь пока эту сборку не оставляем).

Сама площадка выполнена из полиамида, который тоже с легкостью выдерживает такие температуры и проводит тепло достаточно слабо.

Теперь давайте перейдём к самому материалу - воску. Сразу скажу что пока работаем только с ювелирным воском, который продаётся практически во всех странах и который купить в случае необходимости не составит труда. Его разделяют на модельный и инжекторный. Отличия в температуре плавления, твёрдости и вязкости в расплавленном виде. 

Инжекторный воск размягчается при 68-70 градусах, а при 90 он уже почти как вода. 

Модельный воск более твёрдый, размягчается при 100-105 градусах, а при 115-125 имеет консистенцию жидкого мёда, что позволяет печатать мосты и нависающие части.

Пример печати модельным воском с использованием поддержек.

По итогу на сегодняшний день могу сказать следующее:

- печатать можно и инжекторным и модельным воском, но надо понимать что инжекторный воск более текуч и меньше способен создавать нависающие элементы.

- качественный воск спокойно проходит через сопло 0,25 мм (меньше пока просто нет для тестов)

- ретракт работает с модельным воском, с инжекторным всё же даёт перелив при возврате. Но даже при ретракте остаются небольшие нити. Возможно установка обдува сопла сможет помочь в этом вопросе.

Ну и несколько фотографий напоследок, всех благодарю за внимание

С ув.  Павел Чернышов

P.S. Все образцы напечатаны на Анет А8, который уже несколько лет вообще без обслуживания несёт доблестную службу...

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.

11
Комментарии к статье

Комментарии

08.04.2020 в 16:19
1

почему бы просто не сделать на валу "муфту терморазрыва", что займет примерно 30 мм длины?

Ее (сами цапфы), кстати, можно и напечатать из чегонибудь болееменее термостойкого), а сам диск термопроставки выполнить из какогонибудь вспененного керамического термоизолятора (очень жосток, прочен, теплопроводности почти нет вообще). По виду напоминает пемзу. Пемза, наверное, тоже подойдет. 

Веса такая шайба вообще не имеет (ибо вспенена крупными пузырями, очень низкая плотность. Легко режется, пилится, сверлится. Усилия там на валу мотора практически никакого нет - думать о прочности даже и нет необходимости. Но термопереноса тепла от хотенда на мотор не будет вообще (он просто не будет греться). 10 мм такого материала создадут термоизоляцию с запасом, даже для долговременной печати. 

08.04.2020 в 16:25
0

идея не плохая, но возникает ряд вопросов:

- соосность валов;

- уплотнение вала который выходит из экструдера, он должен быть полированным чтоб не давать утечек;

- лишние детали в конструкции и производстве. 

Но возможно для достижения температур выше...

Планируется достичь 160 градусов для печати изомальтом, вот там возможно придётся к новым решениям 

08.04.2020 в 16:55
0

если нормально засверливать детали - никаких проблем быть не может. 

Я, кстати, на этот ваш проект обратил внимание (в плане головоломки в самоизоляции), тоже подумал насчет печати расплавом. 

Только у меня (пока в мыслях) пока тупо шнек вертикальный, мотор вверху, через упомянутую термомуфту. И сам стакан - очень малого диаметра (думаю, достаточно будет и 10мм, а может даже и 6мм хватит), а в качестве шнека - тупо сверло)))

Прекрасная спираль (у сверла), сам материал мягкий - в случае чего не заклинит и не застрянет даже и без нагрева. 

Материал (пруток филамента) подается по мере расхода прямо в стакан сверху и плавится. Можно и для гранул сделать насыпатель - будут подсыпаться по мере печати и падения уровня в зоне расплава. 

08.04.2020 в 17:32
0

я смотрел когда-то на такую технологию, но мне не совсем понятно как удаляется воздух из расплава? Ведь это чревато пропусками в подаче, а соответственно и запоротой печатью

08.04.2020 в 17:52
0

а там будут пузыри в расплаве? (я не знаю, думаю сам попробовать для понимания). 

Но, даже если они там и будут - воск в расплаве весьма жидок и текуч. И можно, раз такое дело, из тогоже 8мм поликарбоната на алюминиевой раме соорудить ваккумную камеру  и печатать после откачки. 

Силиконы\полиуретаны весьма густые, прекрасно вакуумируются. И открытый стакан с расплавом прекрасно отвакуумируется. (а нагрев камеры - не нужен, чай, воск - не АБС или чтото там такое). 

Ну, и уж если такая пьянка (печать в разряжении, с непосредственным вакуумированием стакана с расплавом и шнековой подачей), то и второй стакан - с расплавом для поддержек. Чтото там водорастворимое, недорогое и тоже с небольшой температурой плавления (чтобы успевало остыть, когда свержу начнет вос ложится). 

И тогда будет полная супертехнология в комплекте. 

08.04.2020 в 16:36
0

Носом чую, будет конфликт из-за названий :) Вроде бы целая буква, да и суть разная (одно филамент, другое экструдер/ПГ), но всё же сфера-то одна (конкуренты?).

Интересный проект, у мейкеров не самое популярное направление. Не задумывались аналогичный для гранул разработать? 

08.04.2020 в 17:30
0

Гранулы это уже слишком далеко от нашего направления. Суть заключается в работе с данной технологией и развитием её насколько это возможно

10.04.2020 в 19:39

Комментарий удалён

11.04.2020 в 23:37

Комментарий удалён

13.04.2020 в 23:10
0

Вариант использования понижающего редуктора рассматривали?

Сам редуктор довольно таки просто охлаждать, особенно если сделать большую шестерню максимально  тонкой , но оребренной.

Вес редуктора в этом случае легко компенсируется уменьшением "толщины" мотора с 40мм до 23мм (т.н. pancake motor).

Лишнего габарита там тоже не много будет.

13.04.2020 в 23:22
0

С редуктором варианты не рассматривались серьезно по причине сильного усложнения конструкции и процесса производства в следствии. 

Для шестерни-вала выходящего из корпуса экструдера нужно сделать минимум одну, а лучше 2 точки опоры для ровного вращения. Мотор нужно сместить в сторону, для этого тоже надо будет сделать место крепления. 

Пробовали цеплять мотор 23 мм напрямую, он тоже справляется, но такое ощущение что на грани, по этому сделан небольшой запас по крутящему моменту. На вес и габариты влияет не критично, а вот на стабильность очень даже

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Обзор интраорального 3D-сканера Medit i500

Элайнеры из HARZ labs dental peach.

ХВАБС-джус. Состав для адгезии.

Mini Bow.

Miele-ый Open Source...

Сборка 3Д принтера Ulti Steel. Часть 7. Кинематика