نازل پرینتر سه بعدی قسمت اول

اکسترودر در
پرینتر سه بعدی چیست و چه کاربردی دارد

خلاصه

اکسترودر پرینتر سه بعدی مجموعه ای از قطعات است که در کنار هم، حرکت و ذوب فیلامنت پلاستیکی را مدیریت میکند. برخی افراد فکر می کنند اکسترودر تشکیل شده از یک موتور و اجزای وابسته به آن که فیلامنت را جابجا می کند و بعضی دیگر فکر میکنند کل پروسه مونتاژ از جمله حرارت دادن و ذوب کردن و نگهداری فیلامنت کار اکسترودر است.
با هدف ساده فهم کردن، ما در این راهنما کل پروسه مونتاژ را به عنوان اکسترود در نظر می گیریم. در شروع و برای توضیح اجزای حیاتی اکسترودر پرینتر سه بعدی، ما آن را به دو بخش تقسیم می کنیم

نازل پرینتر سه بعدی
10%

بخش های مختلف اکسترودر

 The Cold end 

 The Hot end

بخش Cold End اکسترودر

همان طور که از نام آن پیداست، Cold End سرد است. Cold End به بخش بالایی اکسترودر پرینتر سه بعدی اشاره دارد که تغذیه فیلامنت از آن طریق صورت می گیرد و سپس به سمت Hot End حرکت می کند تا بر روی بستر چاپ ذوب و اکسترود شود.       

این که موقعیت Cold End در پرینتر سه بعدی شما کجا قرار گرفته است به این مربوط می شود که اکسترودر چاپگر سه بعدی شما یا Direct Drive است و یا Bowden (هر دو در پایین توضیح داده شده اند).

دستگاه Lulzbot Taz 6 که عکس آن در بالا موجود است از سیستم Direct Drive برای اکسترودر خود بهره می برد و فیلامنت را به سمت پایین و داخل Print Head هدایت می کند و از آنجا مستقیم وارد Hot End می شود.

در این بخش خبری از حرارت دادن به فیلامنت نیست. Cold End  شامل موتور و دنده های اکسترودر است که معمولا یا در قاب پرینتر و یا روی Print Head نصب می شود که این به مدل اکسترودر بستگی دارد.

مجرایی با نام PTFE ، متریال فیلامنت را به صورت روان به سمت Hot End هدایت می کند (دوباره، این نیز به مدل اکسترودر بستگی دارد که بعدا به صورت مختصر درباره آن توضیح می دهیم). وجود لوله ها برای اکسترودر پرینترهای سه بعدی Bowden ضروری است و باید به هر دو سر وصل باشد تا فیلامنت را هدایت کرده و فشار کافی را برای تغذیه آن به داخل Hot End فراهم آورد.

چه اتفاقی در Cold End اکسترودر می افتد؟

در اصل Cold End شامل یک موتور پله ای، نوعی چرخ دندانه دار، یک پیچ دندانه دار یا چرخ دنده، یک فنر فشرده (معمولا به عنوان نگهدارنده) برای نگهداری فیلامنت و همینطور لوله های PTFE برای هدایت فیلامنت است. به غیر از لوله های PTFE (که در سیستم اکسترودر Direct Drive ضروری نیست) این بخش ها در هر دو سیستم Direct Drive و Bowden یکسان است.

موتورها

تمام اکسترودرها دارای موتور هستند. در پرینترهای سه بعدی معمولا از استپر موتورها استفاده می شود. این موتورها در انواع مختلفی از نظر مقدار ولتاژ، جریان، اندازه و گشتاور موجود هستند. اگرچه توجه به این ویژگی ها در انتخاب موتور مورد استفاده در اکسترودر مهم است، اما مهم­ترین نکته در انتخاب موتور برای آن، توجه به بهترین انتخاب ممکن، به منظور عملکرد مطلوب اکسترودر و به طور کلی پرینتر سه بعدی است.

این دقیقا همان چیزی است که برای وارد کردن مقدار دقیقی از فیلامنت در اکسترودر لازم است.

موتور استپر به تنهایی برای تغذیه فیلامنت تا Hot End کافی نیست.  قطعات الحاقی دیگری به موتور لازم است تا به صورت فیزیکی فیلامنت را گرفته و آن را در سرتاسر مسیر تا رسیدن به Hot End هدایت کند.

برای این کار، معمولا ترکیبی از دنده و پیچ یا میله دنده دار لازم است (در تصویر بالا می بینیم که میله دنده دار به یک چرخ دنده پلاستیکی متصل شده است) که به عنوان چرخ دنده همراه با یک یاتاقان یا یک ماده بدون اصطکاک دیگر استفاده می شود.

اغلب فنر، فشار کافی را به فیلامنت وارد می کند که این نیز به حرکت آزادانه فیلامنت کمک می کند ( همان طور که توسط چرخ دنده یا پیچ دنده دار فرمان داده شده). این ترتیب معمولا به این صورت دیده می شود که موتور، فیلامنت را مستقیما تغذیه می کند.

البته مدل های دیگری از Cold End اکسترودر پرینتر سه بعدی وجود دارند که با ترتیبی کمی متفاوت با آنچه گفته شد برای تغذیه فیلامنت عمل می کنند. این تفاوت ها مدعی نیروی بیشتر و تغذیه سریع تر فیلامنت هستند.

چرخ دنده هدایت فیلامنت:

قطعه ای لازم داریم که فیلامنت را بین اکسترودر (Extruder) و هات اِند (Hotend) هدایت کند. چرخ دنده همان قطعه ای است که اینکار را انجام می دهد. اکسترودهای مختلف به دلیل طراحی های متفاوت از چرخ دنده های مختلف استفاده می کنند.

چرخ دنده ها می توانند به صورت پولی های با رزوه های خشن و یا پیچ های ماشین کاری شده و دنده کاری شده باشند. در هر دو حالت، پیچ یا پولی بوسیله موتور اکسترودر حرکت داده شده و با اصطکاک بوجود آمده، فیلامنت را به سمت هات اِند هدایت می کنند.

نمونه مناسب این قضیه Bondtech و اکسترودر معروف آن است: از دو چرخ دنده متقارن برای فشار آوردن به فیلامنت از دو جهت استفاده می کند. نتیجه افزایش بسیار زیاد فشار برای حرکت دادن فیلامنت است.

همان طور که گفته شد، تفاوت هایی در عملکرد اکسترود پرینتر های سه بعدی نسبت به هم وجود دارد که هر کدام دارای نقاط ضعف و قوتی هستند. بعد تر در مورد این تفاوت ها بین اکسترودر ها بیشتر سخن خواهیم گفت.

پرینتر سه بعدی FDM


منبع



★★★★★★★★★★ 7/10
0
تعداد بازدید هفته اخیر