dysza

Jak widać społeczność RepRapowa w Polsce rośnie w siłę z dnia na dzień, na blogach pojawia się coraz więcej wpisów, a ilość aukcji wyskakująca na allegro po wpisaniu ‚RepRap’  już od dawna przekracza dwie strony :-) Od dłuższego czasu funkcjonują też dwa ciekawe miejsca do dyskusji : http://www.reprapforum.pl/  oraz http://www.mojreprap.pl/board/ (to drugie dostępne tylko po zalogowaniu). Wydaje mi się w takim razie, że pisanie o budowie/rozbudowie RepRapa mija się już z celem (informacje na ten temat są wszędzie), więc postanowiłem się podzielić kilkoma dość ważnymi spostrzeżeniami dotyczącymi tak zwanej ‚praktyki drukowania’.

O co chodzi ? Otóż głównym tematem będzie dziś ekstruder (znowu!;-). O ile o elektronice można powiedzieć ‚mózg maszyny’, to ekstruder będzie jej sercem – bo kiedy nie działa sprawnie, nawet najlepiej ustawiona elektronika/firmware nie pomoże. Aby działał dobrze, nie wystarczą tutaj dobre chęci i szybkie rozwiązania ‚ad hoc’, bo prowizorki zawodzą prawie zawsze. Widzę także (między innymi na Allegro), że pojawiają się rozwiązania wyglądające na solidne, ale niestety nie sprawdzone ‚w bojach’, a tym samym nie zawsze niezawodne. Aby zweryfikować, co (moim zdaniem) w ekstruderze jest najważniejsze, wykonałem w ciągu dwóch lat sporo testów. Na podstawie tych doświadczeń (kilka zniszczonych ekstruderów, dysze rozpadające się na części, palące się kable i wycieki plastiku) wypunktowałem najsensowniejsze założenia, które powinny być spełnione:

- strefa topienia plastiku powinna być krótka , nie długa. W starych dyszach tego typu  strefa topienia jest średniej długości, co może być pożądane przy wydrukach na dużych prędkościach – można ją stosować z powodzeniem, ale zazwyczaj wymaga dłuższych retrakcji (zasysów) plastiku przy przemieszczaniu dyszy. Przy dłuższych strefach topienia zaczynają się problemy, takie jak wypływ plastiku do góry ekstrudera – to skutkuje wyciekami lub jego zastyganiem, co może zablokować dyszę.

Najprostszym sposobem na skrócenie strefy topienia jest zaprojektowanie dyszy tak, żeby miała w środku teflonową rurkę prowadzącą plastik. Filament będzie się wtedy lepiej ślizgał po ściankach, i roztopi się dopiero na samym końcu, kiedy dotknie gorącej końcówki dyszy przy wylocie.

- teflon jako materiał konstrukcyjny nie sprawdza się. W ekstruderach inspirowanych tym wymyślonym przez Adriana Bowyera (twórcę RepRapa) działa on z powodzeniem dla PLA (niższe temperatury), ale przy ABSie i podgrzaniu do 240-250 stopni staje się elastyczny. Jeśli w tym momencie działa na niego jakaś siła/naprężenie, odkształci się. To tyczy się także sytuacji, gdzie jest on przytrzymywany przez blok PEEK i dociskany do góry – jeśli nie będzie dociskany odpowiednio mocno, bądź pojawią się jakieś luzy pomiędzy dyszą a gwintem na teflonie, istnieje duże ryzyko, że plastik wypłynie na zewnątrz i zastygnie (duży problem, jeśli blob plastiku pochłonie kable i termistor).

W praktyce sytuacje takie nie zdarzają się często (np tylko wtedy gdy dysza zablokuje się jakimś śmieciem), ale jak to się już stanie, to ciśnienie w środku wzrasta na tyle, że plastik szuka ujścia gdzie tylko może – między innymi pomiędzy teflonem a mosiężną dyszą. Pomaga okręcenie gwintu taśmą do uszczelniania rur (też teflonową).

Generalnie, wniosek jest taki :

- najlepszym materiałem do budowy bariery termalnej w dyszy jest PEEK. Fakt, jest nieziemsko drogi (ponad 1000zł za kilogram), ale na szczęście bariera termalna za wiele nie waży. PEEK (polieteroeteroketon) w porównaniu do teflonu nie odkształca się pod wpływem wysokich temperatur (do 300 stopni), więc może również pełnić funkcje strukturalne. Jednym z najlepszych designów dyszy z PEEK jakie widziałem jest (moim zdaniem oczywiście, bo to subiektywny artykuł :-)  J-head.

(ja sam używam z dużym powodzeniem dyszy zaprojektowanej przez 7h7, o dość podobnej konstrukcji).

Istnieją też dysze z barierą termalna zrobioną z aluminium, ale zazwyczaj zwiększa to jej gabaryty i długość, co nie jest najlepsze, bo zmniejsza rozpiętość osi Z.

- plastik po opuszczeniu dyszy musi mieć możliwość się schłodzić. Projekty bloków grzejnych, które wiszą bardzo nisko nad wydrukiem i mają dużą powierzchnię nie sprawdzają się przy drukowaniu małych obiektów. Blok grzejny oddaje ciepło w dół, nie pozwalając plastikowi zastygnąć, co skutkuje jego deformacją i podwijaniem się na rogach. Najlepsze są tutaj małe bloczki grzejne zawieszone trochę wyżej i pozwalające na swobodny przepływ powietrza pod spodem. Bardzo pomaga też odpowiedni kąt ścięcia dyszy (ok 40-45 stopni), i dodatkowy ‚dziubek’ na jej końcu – przez niego plastik układa się lepiej, szczególnie podczas drukowania tzw. ‚mostków’ (bridges). Poniższe zdjęcie ilustruje te założenia dość dobrze:

Można też próbować jakoś zaizolować spód bloku grzejnego, albo dodać wentylator – ale tak, żeby chłodził tylko plastik, nie dyszę. Bardzo fajne rozwiązanie wymyślił Wulfnor na swoim blogu (oraz opublikował pliki na thingiverse – sprytny pomysł na chłodzenie).

————————-

Tyle zatem a propos dyszy. Ale to jeszcze nie koniec… wiem, że do pełni szczęścia i długiego, bezawaryjnego drukowania potrzebna jest jeszcze cała reszta ekstrudera, tzn silnik+zębatki, no i oczywiście szeroko dyskutowany ‚hobbed bolt’, czyli ‚radełkowana’ śruba z dociskowym łożyskiem i sprężyną.

Najczęstsze problemy z powyższymi elementami to :

- za duża lub za mała moc silnika. Można ją regulować potencjometrem na driverze (tak tak, on po to tam jest:-) . Jeśli jest za mała, silnik nie będzie się wyrabiał przy retrakcjach i dużych prędkościach druku. Jeśli jest za duża, to śruba będzie wrzynać się w plastik gdy napotka duży opór (np przy szybkich fragmentach wydruku) i może wyżłobić w nim rowek, który zablokuje dalsze przesuwanie filamentu.

Co zrobić ? Najlepiej wyregulować potencjometr tak, żeby znaleźć punkt ‚graniczny’ i dać silnikowi tylko tyle mocy ile potrzebuje. Jeśli zgubi raz na jakiś czas kilka kroków, ale pracuje i wypluwa plastik normalnie, jest to dobry znak – chodzi głównie o to, że nie będzie na siłę pchał plastiku, jeśli nie ma na to warunków. Wyobraźmy sobie, że na chwilę spadnie temperatura głowicy, albo do środka dostanie się jakiś paproch i zablokuje wypływ. Jeśli silnik ma pełną moc, wryje się wtedy ząbkami śruby w plastik i wydruk przepada. Jeśli zamiast tego zgubi trochę kroków i przeczeka trudny moment – za chwilę będzie drukował dalej, a nasz wydruk dotrwa do końca.

Mimo, że sytuacje te nie zdarzają się często, warto się w powyższy sposób zabezpieczyć – przydaje się to bardzo, szczególnie podczas długich wielogodzinnych wydruków bez naszego dozoru.

- niewłaściwe przygotowanie śruby tłoczącej plastik (hobbed bolt). Śruba najlepiej tłoczy głębokimi zębami (radełkowaniem?) wykonanymi gwintownikiem M4 albo M5 (M4 jest lepszy, bo powierzchnia styku z obwodem plastiku jest większa).  Łuk gwintowania M5 jest większy, więc powierzchnia styku mniejsza. Z kolei przy wykorzystaniu gwintu M3 – zęby są zbyt płytkie i plastik będzie się ślizgał.

- za słaby docisk sprężyny na ekstruderze. To akurat trudno opisać obiektywnie, ale można by powiedzieć, że da się to wyczuć kręcąc kołem ekstrudera ręką (przy wyłączonych silnikach – Gkod M84, ale przy nagrzanej głowicy). Docisk sprężyny powinien być bardzo silny, ale na tyle, żeby kołem można jeszcze było kręcić ręcznie. U mnie śruba dociskająca sprężynę jest tak ustawiona, że ze sporym wysiłkiem jestem jeszcze w stanie odgiąć blok dociskowy (Idler) na 1-2mm do tyłu, ale nie więcej. Jeśli docisk jest za słaby, to śruba będzie się ślizgać po filamencie.

- zapychanie się śruby zerwanym plastikiem (wiórki). Zdarza się to wtedy , gdy notorycznie drukujemy za szybko lub na za niskiej temperaturze. Może też się wydarzyć, gdy głowica dotyka stołu, a my próbujemy ekstrudować plastik (zatkany wylot). Rezultat wygląda mniej więcej jak na poniższych fotkach :

Przy takim stadium zapchania śruby trzeba ją poprosty wyciągnąć i wyczyścić. Z praktyki jednak wiem, że jeśli usuniemy przyczynę (np zwiększymy temperaturę lub zmniejszymy prędkość druku – na Marlinie można to zrobić ‚na gorąco’) – śruba potrafi stopniowo oczyścić się sama. Można też próbować czyścić ją podczas druku – ale potrzeba trochę gimnastyki (da się! :-)

A na koniec najgorszy z możliwych problemów, czyli :

- zapchanie wylotu głowicy. Ojjj… to chyba jeden z najbardziej niefajnych przypadków , gdzie potrzebna będzie czasem kompletna reanimacja ekstrudera. Zdarza się to bardzo bardzo rzadko – ale jak już się zdarzy, to trudno to naprawić. Symptomy :

- wiórki na śrubie

- bardzo powolny wypływ plastiku

- kiedy próbujemy wepchnąć plastik ręką do komory topiącej, czujemy duży opór (możemy to sprawdzić kręcąc ręcznie kołem ekstrudera – po uprzednim wyłączeniu silników – Motors Off w Pronterface , lub odpinając docisk i wpychając filament dłonią).

Wydarza się to wtedy, gdy w środku dyszy jest jakiś obiekt, który jest większy niż jej wylot. Może to być śmieć/paproch który przykleił się wcześniej do szpuli filamentu, albo (według niektórych bloggerów) przypalony fragment plastiku, który się ‚zwęglił’.

Jak sobie z tym poradzić ? Są dwie metody. Pierwsza to kompletne rozłożenie głowicy na części i oczyszczenie jej ręcznie (niektórzy polecają przepalenie jej palnikiem, jak tutaj ). Druga – przepchanie otworu igłą. Można to zrobić przy nagrzanej głowicy używając kombinerek jak na fotografii poniżej, czasem się udaje :-) Trzeba próbować do skutku.

A generalnie najlepszą metodą zapobiegania takim sytuacjom jest ‚filament cleaner’, czyli poprostu kawałek szmatki ściągającej kurz i śmieci z plastiku, zanim wejdzie on do ekstrudera.

W tym odcinku ‚pamiętnika’ to już tyle, następnym razem postaram się napisać już więcej o samym drukowaniu i kilku ciekawych trickach (będzie też trochę o nowych slicerach – m.in. Slic3r i Cura)

  4 Odpowiedzi do “Pamiętnik znaleziony w szafie, czyli podróży ciąg dalszy : Przygody z Ekstruderem”

  1. Po walkach ze śrubą extrudera moim faworytem jest poprzeczne nacięcie linii na śrubie z pełnym gwintem. Robią się wtedy jakby kolce. Dzięki temu, że na śrubie nacięty jest gwint poprzeczne podcięcia nie mają tendencji do zapychania się. Ogólnie z tego rozwiązania jestem najbardziej zadowolony. Fakt, że trochę wtedy należy przerobić otwór w obudowie extrudera bo filament idzie trochę po łuku, ale „co Ciebie nie zabije to Cię wzmocni: :)

  2. Racja, to jest też bardzo dobre rozwiązanie – nawet próbowałem taką śrubę zrobić, ale gwintownik na nic tu się nie zda, trzeba to nacinać dremelem. Powstały nawet fajne urządzenia do robienia takich śrub, indeksujące rowki : http://www.thingiverse.com/thing:10110

    a co do łuku, to polecam nowy ekstruder Grega Frosta, z guidlerem ( http://www.thingiverse.com/thing:17030 ) – fajnie prowadzi filament, i ma inny otwór.

  3. No właśnie ja dremlem i frezem rzeźbiłem :)
    amatorka podzielnica z Thingiverse – fajna sprawa – muszę coś podobnego do mojej frezarki zmotać

  4. there are many caveats to consider with Scotiabank. There is a huge housing bubble swirling in Canada. Some analysts fear that this bubble may create an issue for Canadian banks. If Canada’s housing bubble bursts Scotiabank holds 16% of modern mortgage book. CEO Rick Waugh said that Canada’s housing marketplace is suffering a soft landing. „Our amount you are behind rates with our customers are showing slightly elevated, But not good deal (spikes) Are well within check,

 Zostaw odpowiedź

(required)

(required)

Możesz użyć również HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

   
© 2011 Suffusion theme by Sayontan Sinha