Экструдер Double Gear Titan: устройство и особенности
Титановый термобарьер, двойной привод подачи и металлический двусторонний обдув — как устроен экструдер Double Gear Titan и какие задачи решает каждый узел.
Зачем дорабатывать привычную схему
Большинство производителей 3D-принтеров ставят готовые хотенды — чаще всего E3D или их более дешёвые китайские аналоги. Они хорошо себя зарекомендовали и вполне работоспособны, но некоторые узлы в них можно улучшить. Экструдер Double Gear Titan Pro — попытка доработать именно эти места.
По составу он не отличается от других: сопло, нагревательный блок, термобарьер, радиатор, механизм подачи. Разница — в материалах и исполнении отдельных частей.
Почему важен холодный термобарьер
Через термобарьер пруток попадает в горячее сопло. В идеале пластик в нём плавиться не должен, но термобарьер соприкасается с нагревательным блоком и неизбежно греется. Если размягчение идёт по всей его длине, образуется пробка и печать срывается. Чтобы этого не происходило, переход от горячей зоны к холодной должен быть как можно короче.
Для этого нужны три условия: отвод тепла (обычно радиатор с вентилятором), материал с низкой теплопроводностью и низкая адгезия, чтобы размягчённый пластик не прилипал к стенкам. Типовое решение — трубка из нержавеющей стали с тефлоновой вставкой.
Работает такая связка неплохо, но у неё есть ограничения. Тефлон нельзя нагревать выше 260 градусов, поэтому часть высокотемпературных пластиков оказывается недоступной. К тому же вставка со временем деформируется — её приходится прочищать и менять.
Термобарьер из титанового сплава
В Double Gear Titan термобарьер выполнен из титанового сплава. Этот путь выбирают редко: титан дороже нержавейки, его сложнее достать, и не каждое производство берётся его обрабатывать. Зато свойства материала хорошо подходят для задачи:
- теплопроводность сплава около 10 Вт/(м·град) при 200 градусах — почти вдвое ниже, чем у нержавеющей стали (около 19 Вт/(м·град)), поэтому граница между горячей и холодной частью получается более резкой и пробка не образуется;
- адгезия у титана ниже, чем у нержавейки, и сопоставима с тефлоном — пластик не липнет к стенкам канала;
- нет тефлоновой вставки, значит, можно печатать материалами при температуре выше 300 градусов.
Корпус и радиатор
Корпус экструдера и радиатор отфрезерованы единым блоком из алюминия. Отсутствие стыка между деталями улучшает отвод тепла от термобарьера.
Двойной привод и прижим
Система Double Drive Gear захватывает пруток с двух сторон. За счёт этого возрастает тяговое усилие, а подача становится равномернее. В механизм входит пружина, которой регулируют усилие прижима нити. Это позволяет подстроить экструдер под разные материалы — от гибких до наполненных металлом или деревом.
Направляющая система ведёт пруток через экструдер без перегибов и заторов. Благодаря ей возможна печать гибкими нитями типа FLEX и RUBBER. Кроме того, пластик можно сменить прямо в ходе печати: новый пруток подаётся следом, не требуя извлекать остатки старого и останавливать процесс.
Обдув модели
Без хорошего обдува высокого качества печати не добиться, поэтому этому узлу уделено отдельное внимание:
- вентиляторы стоят с двух сторон, чтобы воздух поступал равномерно по всей зоне печати;
- используются вентиляторы на шарикоподшипниках — они тише и служат дольше;
- воздуховоды направляют поток на модель, не задевая сопло;
- корпус обдува целиком металлический, сломать его сложно;
- крепление рассчитано на то, чтобы снять и поставить обдув не дольше чем за две минуты.
Что в итоге
Сочетание перечисленных решений даёт экструдер, который работает с высокотемпературными пластиками выше 300 градусов, не склонен к образованию пробок, уверенно подаёт гибкие материалы и обеспечивает увеличенное тяговое усилие при равномерной подаче за счёт двустороннего сцепления с прутком.