В открытом журнале REPRAPMAGAZINE  №3 Ричард Хорн опубликовал прекрасный обзор различных вариантов HotEnd с анализом их характеристик, достоинств и недостатков, а так же высказал своё видение перспективных конструкций этой самой важной части 3D- принтера.

Дословно:

If only...

Delta printers were on my mind a lot

last year (and continue to be); many of the

nozzles had one issue or another stopping

them being ideal for Bowden / Delta or fast

moving-head machines.

If the Prusa V2 nozzle was available

in 1.75mm I would be using a lot more of

them, especially on Delta’s in a Bowden

configuration.

If the E3D V4/5 was lighter weight, it

would be great for Delta’s and fast movinghead

machines. It may require a bigger

melt chamber to get to really fast extruding

speeds. I’m looking forward to what the next

generation of design offers.

If the Pico allowed faster PLA printing

and had a shorter melt zone (and required

less torque to extrude) it may also be good

for Delta systems although it too is quite a

heavy nozzle being all stainless.

The J-head manages to tick quite a

few boxes for Delta and Bowden based

printers, but it’s not designed for higher

temperature materials and can’t always

achieve as fast printing as some of the

Stainless steel extruders.

But...

One nozzle does not do everything, so

for one I’m delighted that we have such a

range of different designs and capabilities,

it may also not be feasible to make a design

that does everything quite yet, so when selecting

a nozzle, think about what machine 57

it’s being fitted too, what size and type of

materials you will want to run. And if you

need/want different sized nozzles, along

with faster extrusion or slow-but-fine oozefree

prints.

К этому анализу мне нечего добавить, кроме конструкции HotEnd, максимально приближенной к его пожеланиям, поэтому я предлагаю версию, названную мной «Copyrus Nozzle HT» (Сопло Копирус Высокотемпературное). Данная конструкция появилась в результате нескольких лет поисков и длительных испытаний самых различных версий и вариантов экструдеров. Устройство предлагается для повторения по лицензии CC-BY-NC-SA (Лицензия «С указанием авторства — Некоммерческая — С сохранением условий»).

Основными преимуществами предлагаемой конструкции являются следующие особенности;

1.     Конструкция состоит только из металлических узлов.

2.     Возможны варианты для работы с материалом диаметром 1,75мм. , или 2,8мм.

3.     Допускает работу с высокотемпературными материалами (PEEK, Фортрон, другие высокотемпературные ( суперконструкционные) материалы), при условии использования для нагрева картриджного  нагревателя и термопары в качестве датчика температуры.

4.     Элементы конструкции обеспечивают простую разборку, чистку, замену и изменение параметров  HotEnd.

5.     Конструкция может быть использована для применения как в варианте боуденовской схемы подачи прутка, так и в классическом исполнении.

6.     Конструкция HotEnd имеет минимальную массу и размеры.

7.     Длина зоны температурного барьера минимально возможная, и при использовании активного охлаждения (вода, элемент Пельтье ) может составлять 2-3мм.

8.     Размер зоны пластификации рабочего материала приближается к оптимальному, и может находиться в пределах 8-12 диаметров прутка рабочего материала.

9.     Элементы конструкции HotEnd имеют простую геометрию, и не требуют использования специального или высокоточного оборудования для их изготовления.

10.                     Конструкция HotEnd обеспечивает герметичность и отсутствие подтекания расплава рабочего материала через соединения деталей.

11.                     Конструкция HotEnd обеспечивает четкую подачу и отсутствие замятия рабочего материала.

Отличительной особенностью предлагаемой конструкции HotEnd является использование в качестве основного элемента, трубки (1) из нержавеющей стали или иного металла с низкой теплопроводностью, а так же сопла экструдера(2) и элемента крепления в теплоотводе (3), имеющих цанговую конструкцию для фиксации трубки (1) в данных элементах.

                                                        Рис.1

В конструкции блоков нагревателя сопла и теплоотвода предусмотрены отверстия с резьбой М3 для установки анкерных винтов, обеспечивающих фиксацию цанговых зажимов сопла экструдера(2)  и теплоотвода(3). Размеры и геометрия блоков нагревателя сопла и теплоотвода определяются типом нагревательного элемента, термодатчика и способом охлаждения (пассивный радиатор, обдув дополнительным вентилятором, жидкостное охлаждение, элемент Пельтье ), и не являются критичными. В последней из изготовленных мною версий  HotEnd«Copyrus Nozzle HT»   в качестве материала этих узлов был использован алюминиевый пруток квадратного сечения 16х16 мм.

                                                    Рис.2

При использовании «Copyrus Nozzle HT» в системе с боуденовской подачей прутка, на цанговом элементе теплоотвода(3) должна быть выполнена наружная резьба, соответствующая штуцеру трубки боудена, и выполнена зенковка входного отверстия для обеспечения четкого попадания прутка рабочего материала в трубку(1)  HotEnd.

                                                  Рис.3

В случае использования «Copyrus Nozzle HT» в составе классического экструдера, трубка (1) должна иметь большую длину, и её кромка устанавливается вплотную к шкиву подачи прутка в CoolEnd.  Такое исполнение HotEnd гарантирует отсутствие замятий прутка в области (шкив подачи - входное отверстие HotEnd) даже при использовании очень гибких материалов для печати, например пластика производства «Filamentarno!». Данная врожденная болезнь экструдеров очень ярко проявляется, например, у принтеров производства WANHAO.

                                                Рис.4

Всё выше изложенное, позволяет говорить о том, что конструкция отдельных элементов HotEnd по схеме  «Copyrus Nozzle HT» может изменяться в широких пределах без нарушения работоспособности экструдера.

Так же можно отметить, что в идеале геометрия HotEnd является сугубо индивидуальной для каждого конкретного принтера, что позволит достичь наиболее приемлемых массо - габаритных показателей. Имеющиеся на рынке предложения со стандартными присоединительными размерами такой возможности не дают, по этому я предполагаю наладить выпуск комплектов для HotEnd типа «Copyrus Nozzle HT», в виде набора элементов в составе из 5-7 деталей. 

Количество и типоразмер элементов будут определены дополнительно после практического тестирования в реальных условиях, позволяющих собрать HotEnd и установить его на конкретный принтер с использованием максимально простой переходной планки, изготавливаемой самим пользователем (притирается по месту). Предполагаемое время появления первых комплектов – сентябрь месяц.

Данная конструкция предназначена для тех, кто уже прошел первый этап - лишь бы печатало,  и  готов двигаться дальше.