Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать

Тепловая ползучесть 3D-принтера не должна быть нормой. Узнайте все о радиаторах и предотвратите проблемы, связанные с нагревом 3D-принтера!

Если вы когда-либо настраивали 3D-принтер или работали с ним, то, вероятно, знаете, сколько отдельных компонентов входит в правильную работу машины. Многие из этих компонентов ориентированы на движение машины на Х-, Y- и Z-оси.

Некоторые детали предназначены для хотэнда экструдера, то есть узла вашего принтера, в котором нить нагревается и выдавливается через сопло. Детали сопла экструдера 3д принтера довольно маленькие и обычно включают в себя муфту из ПТФЭ, терморазрыв (горловину фильеры), блок нагревателя с патронным ТЭНом, сопло и многое другое.


Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать


Важно отметить, что эти детали находятся на большинстве «стандартных» экструдерах 3D-принтеров, например, на Ender 3 и Prusa i3 MK3. Однако некоторые экструдеры имеют немного отличные конфигурации, например машины от XYZPrinting, в которых сопло, нагревательный блок и горловина являются одними основным компонентом.

Радиаторы для остановки ползучести

 

Важной частью экструдера 3д принтера является радиатор. Радиатор - это конструкция, обычно сделанная из металла, которая распространяется и рассеивает тепло на наконечнике, чтобы предотвратить перегрев в определенных областях. Радиаторы жизненно важны для хорошей работы 3д принтера, так как если они отсутствуют или неисправны, могут возникнуть замятия нити.

По внешнему виду большинство радиаторов имеют набор тонких стенок, направленных в одном или двух направлениях, что часто приводит к образованию ребер. Однако у некоторых более продвинутых радиаторов есть точные изменения направления или изгибы стенок для повышения производительности. Радиаторы расположены на печатающей головке над соплом и блоком нагревателя, чтобы эффективно охлаждать область, где проходит нить, прежде чем она достигнет блока нагревателя.

В этой статье мы детально рассмотрим компонент радиатора и нагрева на 3D-принтерах. Во-первых, чтобы предоставить некоторую предысторию, мы рассмотрим, как работает экструдер 3д принтера, а затем перейдем к роли радиатора; после мы рассмотрим некоторые проблемы, решения и примеры этой части. Наслаждайтесь и оставайтесь с нами!

Как работают хотэнды 3д принтеров

Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать
Для начала изучение того, что такое хотэнд 3д принтера и как он работает, может помочь вам понять важность радиатора. Если вы не знакомы с этим термином, «хотэнд 3д принтера» относится к сборке нагревательных и связанных с нитью компонентов, которые облегчают процесс плавления.

Как и те типы экструдеров, которые можно увидеть на Ender 3 или Prusa i3 MK3S, стандартный экструдер 3д принтера включает большое количество деталей. Обычно это трубка из ПТФЭ (трубка Боудена) , трубная муфта, термобарьер (обычно с покрытием из ПТФЭ), блок нагревателя, термистор, патронный ТЭН, сопло и, конечно же, радиатор.

Пройдя хотэнд, нить проходит внутрь трубки из ПТФЭ, которая соединяется с экструдером через соединитель трубки из ПТФЭ. Трубка из ПТФЭ фактически продолжает свой путь, минуя муфту и термобарьер - металлическая трубка, обычно с футеровкой из ПТФЭ (если у вас нет цельнометаллического хотэнда) для дополнительной температурной изоляции.

Термобарьер почти всегда окружен нашей интересующей частью, радиатором, который используется для пассивного охлаждения теплового перерыва и проходящей через него нити накала. Продолжая этот процесс, тепловой разрыв соединяется с верхней стороной блока нагревателя, куда вставляются провода термистора и нагревательного элемента (патронного ТЭНа). Путь трубки из ПТФЭ заканчивается, когда она касается основания сопла, которое ввинчивается на нижней стороне блока нагревателя.


Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать


Когда необходимо экструдировать нить, патронный ТЭН нагревает металлический блок, пока он не достигнет желаемой температуры. Затем экструдер проталкивает нить через трубку из ПТФЭ, мимо муфты и через тепловой разрыв.

В идеале нить накала остается (относительно) холодной на хотэнде, когда она заключена в трубку из ПТФЭ, пока она не покинет трубку и не встретится с соплом. Как только нить достигает сопла, она плавится внутри, и давление выталкиваемой нити выдавливает материал из сопла.

Там, где нить касается сопла и ниже, она достигла «зоны плавления», что означает, что она должна плавиться только в этой области. Если материал расплавится до этого момента, у пластика есть шанс снова остыть и затвердеть, тем самым блокируя дальнейшую экструзию. Эта проблема известна как тепловая ползучесть и является разновидностью заедания горячей зоны хотэнда.

Цельнометаллические хотэнды

Цельнометаллические хотэнды 3д принтера - это особый тип горячих наконечников, у которых тепловой барьер не имеет футеровки из ПТФЭ. Хотя этот тип горячего конца  может быть более подвержен тепловой ползучести и заеданию горячей зоны, он может достигать более высоких температур сопла. Это связано с тем, что футеровка из ПТФЭ внутри теплового разъединителя может плавиться, когда нагревательный блок становится слишком горячим, с выделением токсичных паров.

По этой причине радиатор еще более важен для цельнометаллических хотэндов, поскольку лишний слой температурной изоляции для нити накала, который обеспечивает лайнер, отсутствует. Итак, если у вас есть этот тип хотэнда, убедитесь, что у вас есть радиатор и что он должным образом обеспечивает качественное охлаждение вашего теплового барьера.

Радиатор


Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать

Радиаторы рассеивают тепло, предотвращая перегревание нити накала


Радиаторы, как правило, представляют собой метод пассивного охлаждения, который отводит тепло от объекта, такого как видеокарта или чип процессора в компьютере. Радиатор будет поглощать тепло от объекта, к которому он прикреплен, без активного устройства, такого как вентилятор или устройство водяного охлаждения. Эффективность радиатора зависит от его размера: чем больше площадь поверхности радиатора, тем больше у него места для рассеивания тепла, что делает его более полезным.

Основная роль радиатора на хотэнде 3д принтера - отвод тепла от пути нити накала, когда пластик находится за пределами «зоны плавления». Как уже упоминалось, радиатор окружает теплоотвод, а его пассивное охлаждение помогает предотвратить застревание пластиковой нити из-за теплового потока. Без него нить может достичь слишком высокой температуры до или во время теплового барьера, что приведет к застреванию пластика.

Одна из проблем заключается в том, что радиатор и почти все остальные компоненты хотэнда сделаны из металла, поэтому тепло проходит очень легко. По сути, решение для предотвращения ползучести тепла также является причиной проблемы, потому что тепло все еще может пройти. Несмотря на это, радиатор эффективно охлаждает нить накала и в некоторой степени предотвращает тепловую деформацию - в большей степени, чем если бы вы его не использовали.

В большинстве конфигураций печатающих головок другая роль радиатора состоит в том, чтобы снабдить хотэнд прочной конструкцией и соединить муфту из ПТФЭ с термобарьером, нагревательным блоком и соплом. Без радиатора потребовалась бы другая соединительная конструкция, чтобы можно было собрать все различные мелкие компоненты хотэнда.


Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать

V6 All-Metal HotEnd от E3D включает вентилятор для охлаждения


Другие факторы

Помимо площади поверхности и размера радиатора, другие факторы также могут играть роль, например, структура детали. Если стенки радиатора расположены точно под углом, чтобы перемещать тепло и поток воздуха определенным образом, это лучше охладит деталь. Вот почему такие компании, как E3D, продают специально разработанные радиаторы, которые работают лучше, чем более обычные, такие как радиаторы на принтерах Creality.

Чтобы более эффективно использовать радиатор, вам следует подумать об установке  вентилятора, который опирается на боковую часть радиатора так, чтобы воздушный поток был направлен в сторону теплоотвода. Это охладит блок, позволяя ему продолжать поглощать тепло от нагревателя. Вентилятор также будет напрямую охлаждать сам нагреватель, если поток воздуха достигнет его.

В целом, радиаторы являются жизненно важной частью горячего узла любого 3D-принтера, главным образом потому, что они рассеивают тепло, предотвращая возникновение теплового потока. Однако это не единственная причина, по которой необходимы радиаторы, поскольку они также используются для соединения всех мелких частей хотэнда.

Проблемы и решения


Радиатор для 3D-принтера и проблемы нагрева нити: все, что вам нужно знать


Убедитесь, что вы очистили радиатор и что он совместим с другими компонентами хотэнда

Поскольку не все радиаторы идеальны и могут возникнуть проблемы, мы перечислили несколько распространенных проблем и их решения ниже:

  • Ползучесть при нагревании:  ползучесть при нагревании происходит, когда тепло поднимается вверх от блока нагрева (радиатор не блокирует его) и расплавляет материал до зоны плавления. Чтобы исправить это, вы можете добавить управляемый вентилятор к радиатору, чтобы активировать и пассивное охлаждение предотвращать тепловыделение.
  • Пыльный радиатор: известно, что загрязненные радиаторы менее эффективны в пассивном охлаждении хотэнда. Обязательно очищайте радиатор от пыли, грязи и сажи, чтобы он оставался максимально функциональным и эффективным.
  • Несовместимость:  несовместимость радиаторов обычно возникает, когда радиатор не помещается в каретку печатающей головки принтера или такие элементы, как соединитель трубок Боудена или терморазрыв, не прикручиваются должным образом. Чтобы решить эту проблему, вы можете либо изменить другое оборудование, чтобы оно подходило к вашему новому радиатору, либо получить другой совместимый радиатор.

Компания ТЭН 24 занимается сборкой 3д принтеров на заказ. Также мы производим разные типы нагревательных элементов, в частности патронные ТЭНы для 3д принтеров.

Звоните нам по телефону или свяжитесь с нами через форы на сайте для получения дополнительной информации по расценкам или техническим параметрам 3д принтеров и патронных ТЭНов.





Возврат к списку


Задать вопрос

Логотип ТЭН 24
Для того, чтобы купить нагреватели или задать вопрос специалисту заполните форму или просто позвоните по телефонам