Рис.0 КДПВ – мой мой стенд для испытания головок

Когда я начинал разрабатывать хотэнды для принтеров, первой из трудностей являлась систематизация и упорядочивание данных и измерений. Также важной проблемой является то, что в описаниях чаще всего приводятся параметры, которые очень трудно хоть с чем-то сравнить. Данная статья написана для того, чтобы разобраться в различных способах описания скорости принтера и показать методику измерений, дающих, на мой взгляд, достаточно стабильно воспроизводящиеся результаты.

Если Вам это интересно — прошу под кат.

Получилось! На основе расчетов было изменено 2 параметра и печать нейлоном/капроном удалась очень хорошо.

Как вы знаете, я занимаюсь изучением и конструированием головок для hotend – то есть головок FDM 3D-принтеров. Есть такое направление конструирования этих принтеров как RepRap. Суть идеи — конструирование 3Д принтеров, которые могут делать детали для воспроизводства самих себя, что собственно и означает сокращение RepRap.

Так вот, время от времени я посматриваю на reprap.org/wiki/Hotend_theory – статью о теории этих самых головок. Раньше было совсем мало. Теперь больше, но в основном вопросы. Некоторые из них (оба) я закрыл для себя год- полтора назад. Правда возникло много других. Значит мне есть что написать.

Это предварительное сообщение, без формул, расчётов, картинок (картинки есть, но мало) и графиков. Чистая лирика, без формул, одни выводы. Без конкретных советов и схем головок — последний вариант очень даже ничего, но суть в полученном знании. Сейчас я более уверен в своих расчетах и они даже, кажется работают, почему и пишу. На радостях. Кое-что ещё предстоит проверить, особенно это касается Турбулятора. Это штучка, в головке, которая может увеличить производительность головки по жидкому пластику в разы при прочих равных параметрах.

Приветствую всех! Статью про взгляд на проблему жиров с моей, химической точки зрения я обещал написать уже давно, да больно уж вопрос непонятен. Однако, попробуем разобраться. Хотя на эту тему существует громадное количество публикаций — ясности они не приносят — так как часто противоречат и друг другу и здравому смыслу. Так что, собравшись с духом, решил рыться в материалах до момента понимания. Вас же приглашаю ознакомиться с моими изысканиями. Нам придётся копать несколько глубже обычного, постараемся разобраться с этим вопросом «с точки зрения банальной эрудиции»… в смысле — логики. На вход — факты, только факты. Причём, моя цель просто выяснить для себя этот вопрос, каких-либо других целей не имею. Меня интересует — какие жиры более полезны, какие вредны, сколько их употреблять и каких, на чём жарить, как сохраняются, разъяснить странности с маргариновыми транс-жирами(для меня объяснения изготовителей выглядят туманными и неполными). Всё это в рамках официальных рекомендаций ВОЗ и российских уполномоченных органов — то есть никакой конспирологии. Если Вам это интересно — прошу под кат.

Старинная форма фасовки сахара — «сахарная голова»
Выкладываю продолжение, как обещал. Первый пост был про соль.
Про сахар. Какие бывают сахара. Про кленовый сахар и сахар ли он? Сосульки из кленового сока — ценный дар природы. Моно- и много- сахариды. Что общего у омара, тарантула, ёлки, гриба, мёда и ракеты «Кассам». Ставим химический опыт по превращению крахмала… Как блеснуть эрудицией. Фруктоза — польза и вред, две стороны вопроса. Кто виноват в том, что от молока болит живот. Как получается, что кислое варенье меньше засахаривается. Из чего делают мёд. Из чего делают сахар. Про тростниковый сахар — едим ради его вкуса.
Всем привет! Что-то после рассказов про «белую смерть», захотелось поговорить про «сладкую». Это такой каламбур, шутка юмора. Вопрос вреда, и в данном случае, как Вы уже догадываетесь, заключается в основном, в неумеренном потреблении. Ну вот, значит, встречаются на полке много разных сортов сахара, и из местных и приезжие, и начинают выяснять, кто из них лучше… Стоп! Не допустим мордобоя, и разберемся сами.

На самом деле этот пост был подготовлен еще в апреле 2014 года, я не смог тогда его опубликовать. Являлся вторым в ожидавшейся серии. Можете глянуть первый. На эту тему писать меня сподвигло желание внести немного ясности в представления о некоторых химических аспектах нашего бытия. Пользуясь тем, что химия — наука, не слишком популярная в массах, нам иногда рекламщики и пресса выдают такие перлы, что у меня не хватает слов для описания эмоций. Так что попробуем слегка рассеять туман, ну и чтоб это было интересно и актуально для наших условий. Недавно встретил похожую переводную публикацию, тоже про соль. Серьёзную и хорошо сделанную, правда, слегка не о нашей действительности.

Итак — про соль


Так в Африке ею и торгуют. Толщина кусков, вероятно определяется толщиной пласта. Слабенькие пласты.

Солить или не солить. А зачем вообще соль, может лучше без неё? Заменитель соли? Ценная соль с минералами и розового цвета — а зачем козе баян? Рекламные посты — хороший способ приготовить лапшу на уши.

Продолжение частей 1 и 2.
В 2-х предыдущих частях мы рассмотрели теоретические аспекты расчёта головок для FDM-принтеров и расчёт новой головки. Теперь, рассмотрим подробнее процедуру получения данных, как считаются, и какие есть важные показатели производительности системы, сравним новую и предыдущую головки. Решим выявившуюся проблему. Поговорим, что можно ещё изменить/добавить.

Рис. 24 Итак, головка сделана.

Рис.25 А вот сменные сопла для неё, остались ещё от предыдущей версии головки.

Продолжение первой части. В ней мы рассчитаем, а я уже построил и опробовал рассчитанную головку.

О результатах, выводах и дальнейшем возможном усовершенствовании будет в третьей части.
Здесь мы рассмотрим: — 1.6. Расчёт трения на линейных участках с расплавом. Расчёт скорости экструзии для сопел различных диаметров. Соотношение величин трения на участках сопла и зоны плавления. — 1.7 Сравнение расчетов скорости плавления(см.п.1.2) и данных из опытов. Выводы. — 1.8. Зона деформации. Её внутренний профиль. Предположение, рассматриваемое в этом пункте, опытом не подтвердилось. — 1.9. Расчёт разглаживающего пятака, его диаметра и высоты. — Глава 2. 2.1-2.5 Расчёт скоростной головки. — 2.6 Расчёт нагревателя. — 2.7.Чем измерять температуру и как её регулировать.


Головка тип 4.2

В конце 2013 года, после длительных размышлений и штудирования Интернета, я решился собирать3Д-принтер, в процессе сборки которого, я проникся идеологией «малого машиностроения» и, начиная с малого, занялся разработкой и модернизацией узлов своего принтера.

Такая часть принтера, как головка, оказалась достаточно загадочной. Имеется в виду, что подробно о принципах её конструирования не было слишком много написано, а в Сети пестрело жалобами на застревания и некачественный пластик. Сам я не испытал никаких проблем с головкой — вероятно потому, что купил сразу качественную головку от хорошего производителя.
Так или иначе, тема разработки головок меня заинтересовала. Я стал делать опытные экземпляры. Получилось вполне хорошо. Но, чем больше я углублялся в тему, тем больше раскрывалось в ней тонкостей и мелочей и тем больше интересного. Потом так сложилось, что я несколько месяцев разрабатывал головку и механизм подачи для ручного 3Д-принтера Lix Pen. Это добавило мне опыта и технических возможностей. Теперь я продолжаю изучать эту тему, считаю что у меня накопилось немало информации на эту тему и я хочу поделиться ею, если кому будет интересно.

Вообще, главной целью моих опытов является существенное увеличение скорости и разрешения печати 3Д-принтеров FDM типа.


Рис. 11 Головка Тип 3.1
ВНИМАНИЕ! Описанные ниже примеры принтерных головок — не товар, они не продаются, так как являются скоростными/рекордными/экспериментальными изделиями и никто их не выпускает.

Трудности и проблемы развития доступных в доме 3Д-принтеров. Рассматриваются возможные направления совершенствования и предлагаются темы для разработки в области 3Д-печати для принтеров печатающих расплавленным пластиком, так же для принтеров печатающих порошком спекаемым лазером, для принтеров печатающих металлической проволокой и для композитных и «запекаемых изделий».

В статье высказываются мои мнения, которые могут не совпадать с Истиной или Вашим мнением, предложенные улучшения могут быть уже где-то реализованы или даже запатентованы — я специально не искал. Я (мы) размышляли на данную тему, исходя из своей эрудиции, опыта и информации почерпнутой из Интернета.

Существуют прогнозы и надежды, что со временем, рост и развитие промышленности достигнет такой степени, что всё необходимое для жизни станет доступно всем, вне зависимости от того чем он занимается. (хорошо описано у Сергея Лукьяненко. Дорога на Веллесберг) То есть — работать за еду людям уже не придётся. Важной частью этого считают производство 3Д-принтеров, в том числе Репликаторов — РепРапов, которые, как бы могут производить сами себя.


Картинка 1.Рог изобилия — идеальный 3д — принтер?

Итак, посмотрим в рамках обозначенных в заголовке статьи, какие идеи по развитию технологии, мне и моему товарищу молодости — обозначим его — Физик, и он крут до чрезвычайности, пришли в голову в процессе ряда мозговых штурмов, медитаций и записей а-ля Менделеев(имеется ввиду ночное вскакивание с записыванием). Очевидную идею в американском духе, что можно создавать сервисы, вооружённые мощными промышленными принтерами и соответствующими специалистами-консультантами, которые используют, работающую как часы, почту и службу доставки я не рассматривал. По своему опыту скажу — когда аппарат мой, я с ним смогу сделать даже то, на что и не надеялся. Удалённый же заказ требует порядочного опыта и без косяков редко случается. Мне часто приходилось сталкиваться с категорическим :-Это мы не сможем. Проблема зачастую в том что в таком случае происходит разделение процесса между двумя специалистами — один знает, как конструировать изделие и что от него требуется и не имеет точного знания, что может технология к которой он прибегает, а второй знает только как обращаться с соответствующим станком и думать не желает как изменить изготавливаемое изделие для большей технологичности и пригодности к изготовлению данным способом. Результат — неполное использование возможностей обоими.

Небольшой обзор по материалам применяемым для изготовления головок 3Д-принтеров и самих головок, чтобы было яснее, почему их так делают, J-Head, Makerbot, Ultimaker.

Это вторая моя статья из цикла-эпопеи о принтерных головках. Шутка — но ещё есть что сказать. Первая статья здесь. Как и все материалы по RepRap — принтерам относится к open-source, значит если нужны какие-то подробности обращайтесь.

Хотэнд — горячая часть головки обычно состоит из трёх частей:

— собственно головка, сопло, nozzle;
— термобарьер, ещё называют nozzle holder, может быть в одном флаконе с радиатором;
— радиатор.

Требования к материалам этих частей существенно разные. Впрочем, я видел в Сети людей, которые всё эти части делали из алюминия. И у них ничего хорошего не получалось. А вот Прюша — тот самый, знаменитый, по имени которого названа модель принтера Prusa, сделал всё из нержавейки. Об этом тоже будет написано.


головка Prusa Nozzle

Общий взгляд — как их использовать, родные аналогии. Скромная реальность. Только FDM, только домашний, живьём — зато изнутри и подробно. Хотэнд? В разрезе, с зонами и графиком температур. Достоинства и недостатки, свойства различных решений при конструировании печатающих головок. Особенности печати триммерной леской, и опыты по получению таблиц оптимальных настроек скоростной печати капроном(нейлоном). Выводы из них. Об организации хорошей подачи капронового прутка в экструдере. Всё очень захватывающе и драматично.

Про 3Д-принтеры сейчас пишут много, пишут с восторгом, описывается множество моделей и технологий, а так же множество их умений. И вот, стою я перед Вами, простой русский мужик из Литвы (С), с 3Д-принтером. Конечно, собрал его сам. Не из набора — полтора года назад наборов было мало, и они были дороги. Всё планировал и выбирал сам, ориентируясь исключительно на Интернет. Но я не об этом хочу рассказать, я хочу рассказать о том, что было потом — после его постройки, и думается вопросы — Зачем это? — Что он может делать? — Почему его покупают? — задают себе многие люди увлечённые техникой.

Давайте по-порядку: сначала я его строил. Это было очень интересно, в том плане, что приходилось постоянно решать множество технических вопросов, находить причины нештатной работы — путём вычисления, зачастую по косвенным признакам. Этакая игра в технические загадки. Заработало. Налаживал. Увидел порядочно возможных усовершенствований. Сделал несколько — с большим удовольствием. Потом разработал реально удобный узел концевого датчика для принтера. Его я даже один раз продал. Ну, комплект датчиков — на этом не разбогатеешь, но зато, какое удовольствие я получил от искренней благодарности покупателя. Повозившись с печатающей головкой — убедился, что она, несмотря на хорошее качество изготовления ( брэндовая MK IV) имеет и ряд недостатков. Да и была она только одна — а покупать ещё, дорого. Разработал свою — будете смеяться, с первого раза что-то получилось, хоть и не идеально. Правда, я ведь не так слепил, а внимательно изучил, что имелось, почитал, что пишут, и только тогда сделал. Потом стал разбираться. Ставить опыты. Был долгий перерыв — разочарование и депрессия, но это не связано с принтерами, так, соломинка подломившая спину слону. Сейчас у меня 4 головки, разных диаметров и принтер печатает в три раза быстрее, чем считается нормальным и печатает слоем 150 микрон. Причём печатает не дорогим импортным филаментом, а дешёвой леской для триммеров. Получается очень-очень прочно, хотя и не без хитростей.