Почему энтузиастам 3D-печати стоит обратить внимание на новый хот-энд E3D Revo

Пространство 3D-печати существует в двух параллельных вселенных: профессиональная, запертая патентами, где принтеры творят чудеса, но стоят несколько сотен тысяч. долларов за штуку, и тот, который населен нами, потребителями, которым приходится десятилетиями ждать, пока истечет срок действия нелепых патентов, только для того, чтобы напечатать что-нибудь, кроме простейшего из пластмассы.

Это случается не так уж и часто, но у рынка потребительской 3D-печати есть повод для волнения благодаря новому хот-энду Revo британской компании по 3D-печати E3D. Давайте углубимся в экструзионные системы для 3D-печати, чтобы понять, о чем идет речь.

Что такое горячий конец?

Понять концепцию 3D-печати проще, если представить ее как пекарь, наносящий глазурь на торт. Подобно тому, как пекарь перемещает кондитерский мешок, чтобы напечатать имена на праздничных тортах, 3D-принтер перемещает сопла, чтобы положить пластик на поверхность сборки.

Фактически, экструзионная система для 3D-принтера очень похожа на кондитерский мешок.

Выдавливание глазури на торт рукой ничем не отличается от экструдера, выталкивающего нить через сопло. А вот с 3D-принтером все немного сложнее. Поскольку при комнатной температуре пластик не течет, как глазурь, каждый 3D-принтер должен быть оснащен соплом с подогревом.

По сути, это высокотехнологичный кондитерский мешок, состоящий из экструдера, который проталкивает нить через узел сопла с подогревом, контролируя температуру и давление сопла для направления потока нить.

Проблема с существующими горячими концовками

Потому что индустрия потребительской 3D-печати использовала новаторскую работу, проделанную с открытым исходным кодом. В рамках проекта RepRap 3D-принтеры потребительского уровня используют тот же подход DIY-esque, что и стандартные части.

Современный дизайн хот-энда - отличный пример этого явления.

Традиционный горячий конец состоит из сопла, которое ввинчивается в блок нагревателя, который, в свою очередь, нагревается отдельным цилиндрическим картриджем нагревателя. В блоке также находится съемный термистор для измерения температуры. Наконец, отдельный тепловой барьер термически изолирует горячий конец от тракта подачи нити, тем самым предотвращая его плавление на пути к горячему концу.

К сожалению, это крайне неэффективная система.

Наличие воздушного зазора между блоком нагревателя и термистором, а также картриджами нагревателя делает невозможным эффективную теплопередачу и точное регулирование температуры. Не помогает и увеличенное расстояние между этими элементами и соплом.

В результате получаются экструзионные системы, которые не способны контролировать температуру сопла с какой-либо заметной скоростью или точностью.

Это серьезный недостаток, потому что 3D-печать с разными скоростями и объемами экструзии невозможна. без резких изменений температуры сопла, необходимого для того, чтобы не отставать от колеблющегося потока нити темп.

Это, в свою очередь, проявляется как 3D-печать гремлина выставляется на всех 3D-принтерах потребительского уровня и остается нерешенным по сей день.

В духе современных паяльников

Паяльная промышленность решила эту проблему много десятилетий назад, устранив воздушный зазор между наконечник, нагревательный элемент и датчик температуры путем объединения этих трех элементов в один композит часть. Такие паяльники могли быстрее нагреваться и с непревзойденной легкостью паять соединения с высокой тепловой массой.

Горячий конец Revo использует тот же подход, объединяя нагреватель и термистор в меньший композитный сердечник нагревателя. Это решает ряд проблем с существующими хотэндами.

Связанный: Понимание основ для достижения успеха в пайке

И исправление медленного нагрева форсунки - это только начало, о чем свидетельствует опытный образец E3D Revo, достигающий рабочих температур за долю времени, необходимого для конкурирующего хотэнда с более высокой мощностью.

Более высокий термический КПД сердечника нагревателя Revo позволил E3D создать хот-энд значительно меньшего размера. Его крошечные размеры уменьшают препятствие для воздушного потока от охлаждающего вентилятора. Следовательно, это улучшает качество печати сложных деталей, требующих перекрытия и крутых выступов.

Хотя некоторые могут возразить, что меньшая тепловая масса крошечного сердечника нагревателя горячего конца Revo сделает температуру более жесткое регулирование, современные паяльники, использующие тот же подход, также выбирают конструкции с уменьшенной тепловой массой.

E3D может здесь что-то зацепить.

Узел высокоэффективного нагревателя не требует хранения большого количества тепла. Фактически, более низкая тепловая масса горячего конца Revo также позволяет ему быстрее остывать.

Есть веская причина, по которой вы хотите, чтобы этот горячий конец остыл быстрее. Причина в том, что E3D Revo имеет возможность замены сопел без инструментов. Это находка для пространства, где частота засорения форсунок превосходит только последующие нарушения, которые они вызывают.

До сих пор замена сопла представляла собой титанический труд, включающий в себя многочисленные циклы нагрева и охлаждения, перемежающиеся тем, что сопло требовало горячей затяжки при максимально допустимой температуре. Несоблюдение этого правила приведет к большему количеству засоров.

Вспенить, промыть, повторить.

Связанный: Как обновить 3D-принтер Ender-3 и устранить проблемы с безопасностью

Форсунки E3D Revo, с другой стороны, можно просто прикручивать и снимать голыми пальцами. Конечно, когда хот-энд остынет. Поскольку сопло и термозащитный кожух представляют собой единое целое, вам не нужно беспокоиться о горячей затяжке и связанном с этим риске засорения или утечки пластика.

И дело не только в предотвращении засорения форсунок.

Различные размеры сопел также позволяют добиться идеального баланса между скоростью печати и качеством. Хотите напечатать небольшой объект с более жесткими допусками? Выломайте сопло 0,2 мм. Необходимо за короткое время уложить много пластика? Вместо этого используйте сопло 0,8 мм.

Если насадки с быстрой заменой экосистемы Revo действительно работают так, как рекламируется, это, наконец, приведет к смене инструментов в области 3D-печати почти на одном уровне с его высококлассным субтрактивным производством с ЧПУ аналоги.

Интегрированная безопасность и быстрое ускорение

Опасность возгорания является серьезной проблемой для 3D-принтеров, когда сбои в регулировании температуры приводят к термическому взлетно-посадочная полоса, которая впоследствии вызывает плавление нагревательного элемента через блок нагревателя и запуск пожары.

Горячий конец Revo включает в себя нагревательный элемент с положительным температурным коэффициентом (PTC), который увеличивает его внутреннее сопротивление по мере того, как он нагревается. Это автоматически снижает подаваемую мощность (мощность нагревателя) по мере того, как сопло постепенно нагревается. На бумаге это должно значительно снизить вероятность того, что ваш 3D-принтер сожжет дом.

Конструкция хотэнда с уменьшенной тепловой массой имеет приятный побочный эффект, заключающийся в том, что она очень легкая. Горячий конец Revo весит всего 30 граммов, что позволяет набирать значения ускорения шагового двигателя, не беспокоясь о вибрации.

Это должно позволить принтерам достичь максимальной скорости в течение более длительного времени фактических перемещений печати, а также уменьшение звона и других ухудшающих качество артефактов 3D-печати, связанных с перебрасыванием более тяжелых горячих концов на высоких скорости.

Что касается прочности, кабели нагревателя и термистора усилены устройством для снятия натяжения в стальной арматуре. Это должно пригодиться при столкновении с массовыми сбоями печати, из-за которых необходимо оторвать расплавленный пластик от горячего конца. Только на этот раз у вас меньше шансов случайно оборвать кабели.

Патенты E3D: хорошие новости ...

Британская компания придерживается философии открытого исходного кода и выпускает инженерные ресурсы. необходимо сообществу 3D-печати, чтобы модифицировать и интегрировать свои предложения в другие DIY и с открытым исходным кодом проекты.

В то время как Revo Micro - это новый дизайн хот-энда, Revo Six - это прямая замена вездесущим хотэндам E3D V6, которые можно найти в большом количестве потребительских и DIY 3D-принтеров. Это означает, что практически каждый, кто использует оборудование E3D, может перейти на новую экосистему экструзии Revo.

Связанный: Руководство для новичков по самодельным 3D-принтерам Voron

Эта традиция будет продолжена с Revo, потому что E3D решила сделать интерфейс холодной стороны открытым. Это должно помочь энтузиастам 3D-печати разработать собственные радиаторы и крепления для сопел Revo и сердечников нагревателя.

Другими словами, 3D-принтеры с открытым исходным кодом, такие как Rat Rig, HevORT, HyperCube, линейка Voron и другие могут быть легко обновлены для интеграции этих потенциально изменяющих игру горячих точек в ближайшем будущем. будущее.

… И плохие новости

С другой стороны, E3D утверждает эта безудержная кража интеллектуальной собственности вынудила ее подать заявку и (в будущем) обеспечить соблюдение патентов на неуказанные аспекты экструзионной системы Revo. Тем не менее, он также обещает воздержаться от судебных разбирательств против частных лиц, исследователей, научных кругов и некоммерческих организаций, использующих его разработки для развития технологий 3D-печати.

Поскольку на момент написания этой статьи патенты E3D не были опубликованы, можно только догадываться, будут ли они относятся к унифицированному сердечнику нагревателя или конструкции композитного ввинчиваемого сопла, несущего интегрированный тепловая защита.

К сожалению, оба гипотетических патента нарушили бы обещание компании избегать подачи «самых широких, самых широких патентов, которые не позволяют людям также вносить свой вклад в технический прогресс».

Унифицированный сердечник нагревателя, объединяющий нагреватель и датчик температуры в единый блок, используется в паяльной промышленности уже несколько десятилетий. Между тем, Патент на 3D-печать уже существует для довольно похожей конструкции ввинчиваемого сопла со встроенным тепловым барьером.

Мы связались с E3D за разъяснениями по этому поводу и будем обновлять эту статью по мере поступления от них информации. В любом случае потенциально революционная экструзионная система с четырьмя размерами сопел за 120 долларов определенно заслуживает шумихи перед ее запуском.

Превратите повседневные предметы в 3D-модели без 3D-сканера

От объекта до 3D-печати за пять простых шагов.

Читать далее

Об авторе