Bagaimana untuk Memilih Sistem Bendalir untuk Pencetak 3D? Panduan Perbandingan Komprehensif Antara Pam Peristaltik dan Gear

Jawapan Langsung: Padankan Kewajipan, Bukan Kategori Pam

Pilih jenis pam dari tugas, bukan dari kebiasaan. Gunakan pam peristaltik mikro untuk cecair kelikatan rendah, sensitif ricih atau kritikal pencemaran pada tekanan rendah hingga sederhana, dan pam gear mikro untuk cecair likat, tekanan penghantaran yang lebih tinggi atau pemeteran tanpa nadi. Sahkan kos voltan, arus dan bahagian haus sebelum membuat pesanan.

Kedua-dua keluarga adalah pam anjakan positif, jadi kedua-duanya menghasilkan aliran yang pada asasnya bebas daripada rintangan hiliran. Segala-galanya yang memisahkan mereka mengikut daripada satu keputusan reka bentuk: bagaimana pam menutup jurang antara salur masuk dan salur keluarnya.

Akibat praktikal ialah pemilihan pam dalam sistem bekalan cecair percetakan 3D bukanlah persoalan jenama dan bukan persoalan harga. Ia adalah soalan tugas, dijawab oleh lima pembolehubah yang boleh anda ukur atau baca lembaran data. Hampir setiap penyelesaian kawalan cecair pencetakan 3D di pasaran mengurangkan kepada salah satu daripada dua keluarga pam ini, berpakaian dalam perumah dan kelas voltan yang berbeza.

Apa yang Pencetak 3D Sebenarnya Minta Pam?

Pencetak 3D mempunyai empat kerja lancar, dan ia lebih berbeza daripada kebanyakan nasihat pemilihan yang diakui. Penyejukan hotend berjalan secara berterusan pada aliran rendah, isi semula resin berjalan secara berselang-seli pada volum yang lebih tinggi, peredaran basuh berjalan dalam kelompok dengan cecair yang agresif, dan dos berjalan dengan tepat pada volum kecil.

Membina profil tugas dahulu adalah perkara yang menghalang pembina daripada membeli pam yang menyelesaikan masalah orang lain. Gelung penyejukan dan garis dos boleh berkongsi cecair yang sama dan masih memerlukan ciri pam yang bertentangan.

Rayapan haba ialah mod kegagalan yang paling kerap mendorong pembina FDM ke arah penyejukan cecair. Filamen menjadi lembut di atas zon cair dan penyemperitan berhenti di tengah-tengah cetakan, kesalahan Prusa Research mendokumenkan sebagai punca kegagalan penyemperitan pertengahan cetakan.

Penyejukan cecair menang dalam fizik berbanding fesyen. Air membawa kira-kira empat kali ganda haba tentu udara sekilogram: kira-kira 4.18 kJ/kg·K berbanding kira-kira 1.0 kJ/kg·K. Oleh itu, aliran penyejuk yang kecil mengeluarkan jauh lebih banyak haba daripada aliran udara yang besar, dan radiator boleh membuang haba tersebut di luar ruang yang dipanaskan.

Isi semula resin adalah masalah yang berbeza dengan senarai peralatan yang sama. Oleh kerana menjeda cetakan untuk menambah nilai tong meninggalkan tanda pada titik dimulakan semula, pam isi semula perlu berfungsi tanpa pengawasan, yang menjadikan pengesanan aras dan penghantaran volum kecil boleh berulang sebagai kekangan reka bentuk.

Dos adalah tugas yang paling sukar. Penyemperitan tampal dan dakwat ialah proses anjakan positif yang dipacu tekanan, dan motor pam biasanya bersaiz mengikut tork dan bukannya mengikut aliran, itulah sebabnya sistem tersebut direka bentuk sebagai paksi gerakan dengan pemacunya sendiri.

Untuk binaan yang gelung bendalir hanyalah satu bahagian mesin, pilih pam bersama perkakasan yang lain daripada memasangnya pada penghujungnya. milik pengeluarAplikasi pam pencetak 3Dhalaman menyenaraikan keluarga pam yang telah digunakan pada platform pencetak.

Bagaimanakah Pam Peristaltik dan Gear Memindahkan Cecair Secara Berbeza?

Kedua-duanya adalah pam anjakan positif, dan ia berbeza dalam cara ia mengelak. Pam peristaltik mikro memerah tiub yang ditutup dengan penggelek, jadi pengedapnya adalah mekanikal dan bendalir kekal di dalam tiub. Pam gear mikro memerangkap bendalir di antara gigi bersirat dan mengelak pada filem bendalir dalam kelegaannya sendiri.

Dalam pam peristaltik, penggelek atau kasut memampatkan tiub semasa ia berputar, mewujudkan vakum yang menarik cecair masuk. Penutupan lengkap tiub pada titik oklusi adalah yang memberikan pam tindakan anjakan positifnya: ia menghalang aliran balik tanpa sebarang injap sehala, dan tiada apa-apa kecuali tiub yang pernah menyentuh bendalir.

Akibat kejuruteraan adalah bahawa membeli pam peristaltik benar-benar pemilihan tiub. Silikon dan tiub elastomer lain menetapkan keserasian kimia, julat suhu dan selang penyelenggaraan, dan pertukaran tiub adalah peristiwa yang boleh digunakan dan bukannya pembaikan.

Dalam pam gear, pengedap berlaku di dalam ruang pam. Micropump menerangkan tiga kawasan pengedap dinamik: hujung gigi gear pada dinding rongga, titik di mana dua gear bercantum dan rapat, dan permukaan mengawan gear, badan dan penutup hujung.

Oleh kerana bahagian tersebut mesti bergerak, kelegaan perlu wujud, dan cecair bocor kembali dari alur keluar tekanan tinggi ke salur masuk tekanan rendah. Kebocoran belakang itu dipanggil slip, dan ia adalah faktor utama dalam kecekapan isipadu pam gear.

Baca kedua-dua mekanisme bersama-sama dan selebihnya perbandingan berikut secara automatik. Kelikatan menguasai gelagat pam gear dan hampir tidak menjejaskan pengedap peristaltik. Tekanan pelepasan menguasai keupayaan peristaltik, dan mencapai pam gear hanya melalui gelinciran. Soalan bahan basah mengecut kepada satu tiub elastomer dalam satu keluarga dan merebak ke beberapa bahagian logam dan polimer di bahagian yang lain.

Julat komersial mencerminkan perpecahan itu. milik Skoocomjulat pam peristaltik mikrodibina di sekitar penghantaran aliran rendah, tekanan rendah, bebas pencemaran, manakala reka bentuk pam gearnya diletakkan di sekitar aliran boleh laras pada tekanan yang lebih tinggi.

Pam Mana Yang Mengendalikan Cecair Anda? Kelikatan, Ricih dan Lelasan

Kelikatan menentukannya. Pam peristaltik mikro bertolak ansur dengan hampir semua kelikatan kerana pengedapnya tidak bergantung pada bendalir. Pam gear mikro memerlukan kelikatan yang mencukupi untuk filem bendalir untuk menutup kelegaannya, dan ia kehilangan kecekapan isipadu apabila cecair menipis.

Pam gear meliputi julat kelikatan yang sangat luas dari segi katalog: Kadar Pam Viking model pelepasan boleh laras daripada 1 hingga 440,000 cSt. Julat boleh guna mana-mana pam tunggal adalah jauh lebih sempit, kerana kelegaannya ditetapkan untuk satu jalur bendalir. Gelinciran bertambah apabila tekanan berbeza meningkat, apabila kelikatan menurun dan apabila gear haus, jadi dua pam yang sama boleh menyampaikan isipadu yang berbeza pada dua cecair berbeza.

Ricih ialah penapis kedua. Jaring gear mengenakan ricih yang tinggi pada nip, yang tidak berbahaya untuk pes yang diisi dan boleh merosakkan fotopolimer penipisan ricih, emulsi atau reagen biologi. Laluan tiub pam peristaltik sememangnya lebih lembut, dan ia tidak pernah mendedahkan bendalir kepada permukaan logam yang panas atau bergerak pantas.

Lelasan adalah yang ketiga. Seramik keras atau zarah logam memakai hujung gear dan plat rongga, dan haus itu kelihatan sebagai kecekapan isipadu jatuh yang tidak boleh ditentukur semula. Dalam pam peristaltik zarah yang sama melelas tiub, tetapi tiub direka untuk diganti dan menelan kos sebahagian kecil daripada kepala pam.

Keserasian kimia melengkapkan gambar. Dalam pam peristaltik satu-satunya bahagian yang dibasahi ialah tiub, jadi persoalan keserasian adalah satu keputusan penting. Dalam pam gear, bendalir bertemu gear, aci, galas dan perumah, jadi bendalir yang agresif boleh menolak pam gear sebelum prestasi dipertimbangkan.

Satu kaveat terpakai pada keseluruhan jadual. Kelikatan perlu disebut pada kadar ricih yang sebenarnya dihasilkan oleh pam dan pada suhu kerja, kerana kebanyakan cecair ini adalah bukan Newtonian dan kelikatan yang diukur berubah dengan kedua-duanya. Satu angka yang diambil pada kadar ricih yang salah boleh menggerakkan bendalir merentasi dua baris jadual ini.

Denyutan dan Ketepatan Pemeteran: Pam Mana Yang Memegang Titik Set?

Pam gear mikro memegang titik tetapan dengan lebih baik. Alirannya adalah berkadar dengan kelajuan dan sebahagian besarnya bebas daripada tekanan hiliran, jadi volum yang dihantar menjejaki volum yang dikira. Pam peristaltik menyampaikan aliran purata yang sama, tetapi dengan nadi untuk setiap laluan penggelek.

Kekerapan denyutan ditetapkan dengan bilangan penggelek didarab dengan kelajuan putaran, jadi kepala sepuluh penggelek yang berjalan pada 60 rpm menghasilkan sepuluh denyutan sesaat. Lebih banyak penggelek mengurangkan amplitud setiap nadi tetapi meningkatkan keletihan yang dilihat setiap bahagian tiub, perdagangan yang telah dibuat oleh pereka pam untuk anda.

Slip, bukan denyutan, adalah had ketepatan pam gear. Isipadu yang dihantar bersamaan dengan anjakan geometri setiap revolusi tolak cecair yang bocor kembali, dan bahagian yang bocor tumbuh dengan tekanan berbeza. Oleh itu, pam gear adalah paling tepat terhadap tekanan belakang yang diketahui dan stabil.

Aplikasi memutuskan kesan mana yang penting. Gelung penyejukan bertolak ansur dengan kedua-dua denyutan dan ralat aliran sederhana, kerana jisim terma hotend dan radiator melicinkan sebarang variasi. Isi semula resin mementingkan isipadu yang dihantar dan tidak sama sekali mengenai denyutan, kerana tambah nilai 50-100 mL pada 20-50 mL/min mengambil masa satu hingga dua setengah minit dan tiada siapa yang melihat bentuk gelombang aliran.

Tampal dan dos dakwat mengambil berat tentang kedua-duanya. Nadi tekanan muncul sebagai kecacatan permukaan atau variasi dalam lebar surih. Ralat dalam volum dihantar muncul sebagai ralat dimensi dalam bahagian siap. Itulah sebabnya sistem tersebut biasanya dibina di sekeliling pam anjakan positif yang digerakkan sebagai paksi gerakan.

Pam Mana yang Sesuai dengan Papan Pencetak Anda dan Belanjawan Kuasa?

Periksa voltan, kemudian arus, kemudian peringkat pemandu. Kedua-dua pam tidak bersambung ke pin MCU: pin menukar pintu dan arus datang dari rel pencetak. Kedua-duanya berfungsi paling baik pada output PWM yang boleh dihadkan kepada tugas selamat.

Bahagian elektrik pilihan datang ke mana rel boleh membawa beban. Papan pencetak menawarkan rel DC berat yang menyuap katil, hujung panas dan kipas, dan domain logik semasa rendah untuk MCU dan penderia. Hanya rel berat yang mempunyai ruang kepala untuk menjalankan pam air pencetak 3D, dan pin MCU tidak pernah menjadi sebahagian daripada laluan kuasa.

Kelas voltan tidak meramalkan cabutan semasa. Kuasa ialah voltan didarab dengan arus, jadi pam peristaltik 5-6 V yang menghantar sehingga 100 mL/min menghasilkan kira-kira 500 mA, manakala pam 12 V daripada kelas aliran yang sama menarik 200-300 mA. Memilih pam voltan rendah untuk menjadi lebih lembut pada elektronik biasanya menjadikan masalah elektrik lebih sukar daripada lebih mudah.

PWM ialah kawalan kelajuan biasa untuk kedua-dua keluarga. Kekalkan masa kitaran dalam julat milisaat dan tetapkan nilai kick-start supaya pam tidak boleh berhenti pada arahan yang rendah. Klipper mendedahkan cycle_time, kick_start_time dan off_below pada bahagian output dan kipasnya, dan Marlin mengawal output jenis kipas melalui M106.

Tambah perlindungan sebagai perkara yang sudah tentu pada cawangan pam. Diod flyback merentasi motor, fius bersaiz untuk cawangan dan bukannya untuk arus larian pam, dan pemandu yang dinilai untuk arus gerai semuanya menelan belanja yang sangat sedikit. Bersama-sama mereka menghentikan pam yang tersekat daripada menurunkan papan itu bersamanya.

Berapakah Kos Setiap Pam Sepanjang Hayatnya?

Bandingkan bahagian haus, bukan harga belian. Kos berulang pam peristaltik ialah tiub; pam gear tidak mempunyai tiub boleh guna, tetapi set gearnya yang dibasahi mesti bertahan dengan bendalir untuk sepanjang hayat perkhidmatan, dan ketepatannya bergantung pada kelegaan yang haus bahan pelelas.

Kehidupan tiub adalah bergantung kepada tugas. Menjalankan pam dengan pantas, bekerja melawan tekanan tinggi dan mengepam cecair yang agresif semuanya memendekkannya, dan tiub yang telah menjadi rata atau lembut memberikan kurang aliran sebelum ia gagal dengan nyata. Tugas penyelenggaraan itu sendiri adalah mudah dan bebas alatan, itulah sebabnya reka bentuk peristaltik popular dalam mesin tanpa pengawasan. Penyelesaian kawalan cecair pencetakan 3D tanpa pengawasan meletakkan bahagian haus, bukan pam, pada jadual penyelenggaraan.

Hayat perkhidmatan yang dituntut perlu dibaca bersama dengan keadaan ujiannya. Pengilang memetik hayat kitaran terputus-putus, biasanya corak 5 saat, 3 saat, iaitu cara pam isi semula berfungsi dan bukan cara pam penyejuk berfungsi. Menukar kitaran kepada tahun adalah satu-satunya perbandingan yang jujur:

Pam yang dinilaikan melebihi 300,000 kitaran pada 5 s hidup, 3 saat, digunakan untuk sepuluh isian semula sehari, dinilai untuk kira-kira 30,000 hari tugas itu - jauh melebihi jangka hayat mesin yang dipasang padanya.

Pam yang sama berjalan secara berterusan seperti pam penyejuk mempunyai hayat yang lebih pendek, kerana larian berterusan adalah yang memakai tiub, bukan bilangan permulaan.

Angka yang diterbitkan untuk model yang sama boleh tidak bersetuju; di mana mereka lakukan, rancang pada nombor yang lebih rendah dan sahkan ia terhadap lembaran data yang dibekalkan dengan bahagian yang anda terima.

Pam gear berdagang yang boleh digunakan untuk risiko yang berbeza. Tiada tiub untuk ditukar, dan pada cecair yang bersih, serasi, likat yang mencukupi pam boleh berjalan selama bertahun-tahun. Pepejal yang melelas, bagaimanapun, mengurangkan kelegaan dan dengannya kecekapan isipadu, dan set gear yang haus adalah pengganti pam dan bukannya item perkhidmatan.

Contoh Berfungsi: Parameter SC2201RPW dan Prestasi SC2301CPW

Dua set data yang diterbitkan menunjukkan di mana keputusan itu tiba. SC2201RPW ialah pam mikro peristaltik aliran rendah untuk pengisian semula resin, penyejuk dan dos yang lebih bersih; SC2301CPW ialah pam 24 V aliran lebih tinggi untuk penyejukan hotend dan gelung isi semula yang lebih besar.

Mulakan denganPam peristaltik mikro SC2201RPW, yang angka yang diterbitkan menggambarkan pam dos padat dan bukannya pam edaran.

Angka prestasi SC2301CPW berada dalam kelas yang berbeza, dan perbezaannya adalah disengajakan dan bukannya peningkatan.

Satu amaran praktikal digunakan untuk kedua-dua model, dan untuk setiap nombor bahagian dalam pasaran ini. Prinsip pengepaman ialah medan lembaran data, bukan sesuatu yang anda boleh menyahkod daripada nombor model.

SC2201RPW digambarkan sebagai pam peristaltik pada halaman produknya, namun model yang sama digambarkan sebagai pam gear dalam beberapa penyenaraian pihak ketiga. Bahan yang diterbitkan di sekitar SC2301CPW menggunakan kedua-dua penerangan dalam artikel yang berbeza.

Sebelum mereka bentuk gelung bendalir di sekeliling nombor bahagian, sahkan tiga medan pada lembaran data semasa: jenis atau struktur pam, bahan yang dibasahi dan keadaan ujian di sebalik penilaian aliran dan tekanan. Angka aliran yang dipetik tanpa tekanan dan voltannya bukanlah spesifikasi.

Prosedur Pemilihan dalam Lima Langkah

Jalankan lima langkah ini mengikut urutan dan kelas pam memilih sendiri. Tulis titik tugas, ciri bendalir, tentukan sama ada denyutan penting, belanjakan bahagian elektrik, kemudian pilih strategi bahagian haus.

Tulis titik tugas. Catatkan cecair, isipadu yang digerakkan setiap kitaran, masa yang dibenarkan, dan tekanan yang diperlukan pada titik penghantaran. Keperluan yang dinyatakan sebagai aliran mencukupi tidak boleh diuji.

Mencirikan cecair. Ukur kelikatan pada suhu kerja dan pada kadar ricih pam, perhatikan kandungan pepejal dan kekerasan zarah, dan semak keserasian kimia terhadap bahan basah setiap calon.

Tentukan sama ada denyutan penting. Tugas penyejukan dan isi semula abaikan; tampal, dakwat dan sebarang dos yang muncul di bahagian siap tidak.

Belanjawan bahagian elektrik. Sahkan voltan rel, arus yang tersedia, peringkat pemacu dan sama ada kawalan kelajuan PWM diperlukan, kemudian tambah fius dan diod flyback.

Pilih strategi bahagian haus. Tentukan siapa yang menggantikan tiub dan berapa kerap, atau sahkan bahawa cecair itu bersih dan cukup serasi untuk pam gear berjalan tanpa satu.

Kemudian beli pam yang lembaran datanya sepadan, bukan pam yang mempunyai senarai ciri terpanjang. Thejulat pam air DC mikromeliputi kedua-dua keluarga, dan pemadanan kelas voltan dan keperluan tekanan terhadap titik tugas adalah lebih pantas daripada membandingkan salinan pemasaran.

Soalan Lazim

Adakah pam peristaltik atau pam gear lebih baik untuk penyejukan pencetak 3D?

Pam peristaltik adalah lalai yang lebih selamat untuk gelung penyejukan. Ia adalah penyebuan sendiri, ia tidak boleh bocor melepasi kedap aci kerana bendalir tidak pernah meninggalkan tiub, dan alirannya tidak terjejas oleh kelikatan penyejuk. Pam gear mempunyai keupayaan yang sama apabila penyejuk bersih, bebas daripada zarah kasar dan tekanan belakang gelung stabil, dan ia menambahkan penghantaran tanpa nadi.

Bolehkah saya menjalankan pam air pencetak 3D dari port kipas papan utama?

Selalunya ya, jika penarafan port membenarkannya. Port kipas ialah output ditukar MOSFET pada rel bekalan utama, yang merupakan seni bina yang betul, tetapi port mungkin dinilai untuk kipas paksi kecil dan bukannya untuk pam yang menarik beberapa ratus miliamp. Semak penilaian port, tambah fius, dan gunakan port dengan kawalan PWM jika anda mahukan kawalan kelajuan.

Berapa banyak aliran yang sebenarnya diperlukan oleh hotend yang disejukkan air?

Kurang daripada jangkaan kebanyakan pembina, tetapi dengan ruang kepala tekanan. Satu gelung hotend biasanya berpuas hati dengan 20-50 mL/min, jadi pam berkadar 100 mL/min atau lebih memberikan margin untuk mesin dwi-hotend dan untuk rintangan larian tiub panjang. Tekanan lebih penting daripada aliran puncak, kerana blok air dan kelengkapan cabut cepat menetapkan tekanan belakang.

Pam manakah yang patut saya gunakan untuk mengisi semula resin SLA?

Pam peristaltik mikro sesuai dengan isian semula resin tanpa pengawasan kerana resin kekal di dalam tiub, jadi tiada resin yang diawet untuk dibersihkan daripada pam, dan penukaran tiub adalah tugas yang singkat tanpa alat. Pam gear mikro menang apabila resin likat dan bebas nadi, isipadu kecil yang boleh berulang - dengan syarat bahan yang dibasahi menentang fotopolimer dan salur masuk kekal banjir.

Mengapa pam gear kehilangan ketepatan dengan cecair nipis?

Kerana cecair adalah meterai. Pam gear bergantung pada lapisan cecair nipis di dalam ruang kosong antara hujung gear, dinding rongga dan plat hujung. Cecair kelikatan rendah keluar melalui kelegaan tersebut dengan lebih cepat, jadi lebih banyak isipadu yang disesarkan bocor kembali ke salur masuk, dan isipadu yang dihantar kurang daripada isipadu yang dikira.

Apakah penyelenggaraan yang diperlukan oleh setiap pam?

Pam peristaltik memerlukan tiubnya diganti mengikut jadual yang ditetapkan mengikut kelajuan, tekanan dan bendalir, serta pemeriksaan bahawa penggelek dan trek bersih dan tidak rosak. Pam gear tidak memerlukan tiub yang boleh habis digunakan, tetapi ia memerlukan penapis pada salur masuk, salur masuk banjir atau perdana tunggal, dan pemeriksaan berkala ke atas volum dihantar sebagai proksi untuk haus dalaman.

Hantar titik tugas anda - bendalir, kelikatan kerja, isipadu setiap kitaran, tekanan penghantaran dan voltan rel - melaluihubungi kamidan kelas pam dan peringkat pemandu boleh disahkan sebelum anda membeli.