Высокотемпературный HotEnd

Два месяца назад  ко мне обратился представитель нашего технологического института с предложением разработать опытный вариант принтера с  возможностью работы при температуре экструдера на уровне 350-380С.

Такая температура необходима для экструзии так называемых суперконструкционных пластиков, например, фортрона.

Такие пластики имеют очень интересные характеристики и могут работать в совершенно ненормальных условиях, к тому же, в линейке предлагаемых материалов присутствуют композитные материалы с различными наполнителями.

Для проверки возможности работы экструдера я решил переделать один из принтеров  RobbyHobby.  Переделка заключалась в замене узла подачи прутка (CoolEnd) на редукторный вариант (наверняка повышенное усилие подачи прутка из таких пластиков в экструдер не будет лишним) и в разработке и замене HotEnd-а высокотемпературной цельнометаллической версией.

За основу конструкции было решено взять трубочку из спецнержавейки  Ф3х2 мм. Достать такую трубочку оказалось весьма непростым делом , и на её поиски я потратил месяц , да и цена оказалась далеко не дружественной. Так или иначе, но трубочку я достал и сделал 3 варианта HotEnd-ов.

Так как трубочка оказалась достаточно нежной, ( и дорогой) для крепления сопла было решено применить цанговый зажим, который эту трубочку не деформирует и обеспечивает возможность быстрой замены сопла экструдера.

Крепление к радиатору было проверено в двух версиях – цанга и запрессовка в радиатор.

Узел нагревателя использовал уже готовый, предназначенный под резистор 5 ватт и термистор линейного типа.

Проверка на АВС показала работоспособность устройства, устойчивость работы и малое подтекание пластика из сопла. Зона плавления полностью совпадает с длиной сопла. Равновесная температура составляет 280С без теплоизолятора, а при изоляции слоем минеральной ваты экструдер легко прогревается до 320С. Большую температуру я не разгонял, и даже ограничил её в прошивке этой величиной. Причина – жалко терморезистор, не готов пруток из нового вида пластика , а для других материалов типа капролона или нейлона такой величины вполне достаточно.

Экструзия лески для газонокосилки происходит весьма устойчиво, слой получается тонким и ровным, но вот прилипание к столу и деламинация изделия пока не дает возможности выполнить качественную печать. Возможно, что причина в молекулярной ориентированности материала лески. Так же, требуется подобрать тип покрытия рабочего стола. На следующей неделе  я получу каптоновый скотч шириной 80 мм.,  и попробую печатать на нем. Надо заметить, что нейлон весьма критичен к точности установки температуры экструдера , даже при незначительном  её превышении он начинает вытекать каплями , а при недостаточной – плохо свариваются слои изделия, так что это материал не для всех, а для упёртых в эту тему.

В субботу из техноложки мне привезли образец нейлонового прутка для проверки качества печати, посмотрим , как будет проявляться деламинация и прилипание к столу у этого материала.

В любом случае, эта конструкция  HotEnd-а показала свою функциональность и работоспособность.

Дальнейшее совершенствование конструкции и доведение температурных параметров до целевых ( рабочая температура 380С) пока упирается в отсутствие необходимых элементов и материалов.

Нужен картриджный  нагреватель на 40 ватт, термопара типа «К», микросхема драйвера термопары (едут из Китая), алюминиевые заготовки для нагревателя и радиатора и специальная трубочка из нержавейки с химически полированной внутренней поверхностью.