Hvorfor 3D -utskriftsentusiaster bør legge merke til den nye E3D Revo Hot End

3D -utskriftsområdet finnes i to parallelle universer: det profesjonelle låst bak patenter, der skrivere driver med magi, men koster noen hundre tusen dollar en pop, og den som er bebodd av oss forbrukere som må vente flere tiår på at latterlige patenter skal utløpe bare for å skrive ut alt annet enn det enkleste av plast.

Dette skjer ikke veldig ofte, men forbrukerens 3D-utskriftsplass har en grunn til å være begeistret takket være Storbritannia-baserte 3D-utskriftsselskap E3Ds nye Revo hot end. La oss fordype oss i ekstruderingssystemer for 3D -utskrift for å forstå hva oppstyret handler om.

Hva er en hot end?

Det er lettere å forstå begrepet 3D -utskrift hvis du tenker på det som en baker som sprer frosting på en kake. Akkurat som en baker manøvrerer en rørpose for å skrive ut navn på bursdagskaker, flytter en 3D -skriver dysene rundt for å legge ned plast på byggeoverflaten.

Faktisk er 3D -skriverens ekstruderingssystem ganske likt en bakers rørpose.

Å bruke hånden til å presse frosting på en kake er ikke annerledes enn en ekstruder som skyver filament ut gjennom munnstykket. 3D -skriveren er imidlertid litt mer komplisert. Fordi plast ikke flyter som frost ved romtemperatur, må hver 3D -skriver utstyres med en oppvarmet dyse.

Dette er egentlig en høyteknologisk rørpose som består av en ekstruder som skyver filament gjennom en oppvarmet dysesamling, mens du kontrollerer dysens temperatur og trykk for å styre strømmen av filament.

Problemet med eksisterende Hot Ends

Fordi forbrukerens 3D-utskriftsindustri svarte på det banebrytende arbeidet med åpen kildekode RepRap-prosjekt, 3D-skrivere av forbrukerkvalitet bruker den samme DIY-tilnærmingen som å bruke hylle deler.

Den moderne hot end -designen er et godt eksempel på dette fenomenet.

En tradisjonell varm ende består av en dyse som skrues inn i varmeblokken, som igjen varmes opp av en separat sylindrisk varmekassett. Blokken inneholder også en flyttbar termistor for temperaturmåling. Til slutt isolerer en separat varmebryter termisk den varme enden fra filamentmatebanen, og forhindrer dermed at den smelter underveis til den varme enden.

Dessverre er dette et svært ineffektivt system.

Tilstedeværelsen av et luftgap mellom varmeblokken og termistoren samt varmepatroner gjør effektiv varmeoverføring og nøyaktig temperaturkontroll umulig. Den økte avstanden mellom disse elementene og munnstykket hjelper heller ikke på ting.

Dette resulterer i ekstruderingssystemer som ikke er i stand til å kontrollere dysetemperaturen med noen vesentlig hastighet eller nøyaktighet.

Det er et stort handikap fordi 3D -utskrift med varierende hastigheter og ekstruderingsvolumer ikke er mulig uten raske endringer i dysetemperaturen som kreves for å holde tritt med den fluktuerende filamentstrømmen vurdere.

Dette manifesterer seg igjen som en 3D-utskrift gremlin utstilt av alle forbrukerklassede 3D-skrivere og forblir uløst den dag i dag.

Inspirert av moderne loddejern

Loddeindustrien løste nettopp dette problemet for mange tiår siden ved å eliminere luftgapet mellom spiss, varmeelement og temperatursensor ved å kombinere de tre elementene til en enkelt kompositt del. Slike loddejern kan varme opp raskere og lodde høy-termiske masse-ledd med fullstendig letthet.

Revo hot end tar samme tilnærming ved å integrere varmeapparatet og termistoren i en mindre sammensatt varmekjerne. Dette løser en rekke problemer med eksisterende varme ender.

I slekt: Forstå det grunnleggende for å lykkes med lodding

Og å fikse langsom oppvarming av dyser er bare begynnelsen, noe en E3D Revo-prototype viser når driftstemperaturer i løpet av en brøkdel av tiden det tar en konkurrerende varm ende med høy effekt.

Den høyere termiske effektiviteten til Revo-varmekjernen har gjort det mulig for E3D å lage en betydelig mindre hot-end. Det lille fotavtrykket reduserer hindring for luftstrøm fra kjøleviften. Dette forbedrer dermed utskriftskvaliteten til kompliserte deler som krever bro og bratte overheng.

Selv om noen kan hevde at den lavere termiske massen til Revo hot endens lille varmekjerne ville gjøre temperaturen regulering hardere, moderne loddejern med samme tilnærming velger også design med redusert termisk masse.

E3D kan være på noe her.

En svært effektiv varmeapparat trenger ikke å lagre mye varme. Faktisk lar Revo hot end sin lavere termiske masse den også kjøle seg ned raskere.

Det er en god grunn til at du vil at denne varme enden skal kjøle seg ned raskere. Årsaken er E3D Revos verktøyløse dysebytte. Dette er en gave fra et rom der hyppigheten av dysestopp bare blir overgått av den påfølgende forstyrrelsen de slipper løs.

Inntil nå var det å bytte dyse en herkulsk innsats som involverte mange oppvarmings- og nedkjølingssykluser som var preget av dysen som krever varmestramming ved maksimal tillatt temperatur. Hvis du ikke gjør det, vil det føre til flere tresko.

Skum, skyll, gjenta.

I slekt: Slik oppgraderer du Ender-3 3D-skriveren og fikser sikkerhetskonflikter

E3D Revo -dysene, derimot, kan ganske enkelt skrus av og på med bare fingrene. Når den varme enden avkjøles, selvfølgelig. Fordi munnstykket og varmebryteren er en enhet, trenger du ikke bekymre deg for varmestramming og tilhørende risiko for tilstopping eller plastlekkasjer.

Og dette handler ikke bare om å forhindre dysestopp.

Varierende dysestørrelser lar deg også finne en fin balanse mellom utskriftshastighet og kvalitet. Vil du skrive ut et lite objekt med strammere toleranser? Bryt ut 0,2 mm munnstykket. Trenger du å legge ned mye plast på kort tid? Bruk 0,8 mm dysen i stedet.

Hvis Revo-økosystemets hurtigendringsdyser virkelig fungerer som annonsert, vil dette endelig sette verktøyendringer i 3D-utskriftsrommet nesten på nivå med de i sin avanserte subtraktive CNC-produksjon kolleger.

Integrert sikkerhet og rask akselerasjon

Brannfare er en virkelig bekymring for 3D -skrivere når temperaturreguleringsfeil fører til termisk rullebane, som deretter får varmeelementet til å smelte gjennom varmeblokken og starte branner.

Revo hot end inneholder et varmeelement med positiv temperaturkoeffisient (PTC) som øker den indre motstanden etter hvert som den blir varmere. Dette reduserer automatisk tilført effekt (varmeelementeffekt) ettersom dysen varmes opp gradvis. På papir bør dette redusere sjansene for at 3D -skriveren din brenner huset betydelig.

En hot end -design med redusert termisk masse har en hyggelig bivirkning av å være bemerkelsesverdig lett. Revo hot end veier bare 30 gram, noe som gjør det mulig å slå opp trinnmotorens akselerasjonsverdier uten å bekymre deg for vibrasjoner.

Dette bør tillate skrivere å nå sine maksimalhastigheter for en lengre varighet av de faktiske utskriftsbevegelsene, samtidig som de redusere ringing og andre kvalitetssikring av 3D-utskrifter som er forbundet med å slenge rundt tyngre varme ender i høy hastigheter.

På holdbarhetsfronten er varme- og termistorkablene forsterket med en stålpansret strekkavlastning. Dette bør være nyttig når du kjemper med massive utskriftssvikt som gjør at smeltet plast må lirkes av den varme enden. Bare denne gangen er det mindre sannsynlig at du utilsiktet river av kablene.

E3D -patenter: De gode nyhetene ...

Det britiske selskapet har forpliktet seg til åpen kildekode-filosofi og har frigjort ingeniørressurser nødvendig for 3D-utskriftssamfunnet for å modifisere og integrere tilbudene i andre DIY og åpen kildekode prosjekter.

Selv om Revo Micro er den nye hot end-designen, er Revo Six en drop-in-erstatning for allestedsnærværende E3D V6 hot-ender som finnes i et stort antall forbruker- og DIY 3D-skrivere. Det betyr at praktisk talt alle som kjører E3D -maskinvare har en oppgraderingsbane til det nye Revo ekstruderingsøkosystemet.

I slekt: En nybegynnerguide for DIY Voron 3D -skrivere

Denne tradisjonen vil fortsette med Revo, fordi E3D har valgt å gjøre den kalde siden grensesnittet åpen kildekode. Det skulle hjelpe 3D -utskriftsentusiaster med å designe sine egne kjøleribber og fester for Revo -dysene og varmekjernene.

Med andre ord, åpen kildekode 3D-skrivere som Rat Rig, HevORT, HyperCube, Voron-serien og andre kan enkelt oppdateres for å integrere disse potensielt spillendrende hot endene i nærheten framtid.

... Og de dårlige nyhetene

På den andre siden, E3D argumenterer det utbredte IP -tyveriet har tvunget det til å sende inn og (i fremtiden) håndheve patenter på uspesifiserte aspekter ved Revo -ekstruderingssystemet. Imidlertid lover det også å slutte å tviste mot enkeltpersoner, forskere, akademia og ideelle organisasjoner ved å bruke designene for å videreutvikle 3D-utskriftsteknologi.

Siden E3Ds patenter ikke har blitt publisert i skrivende stund, kan man bare gjette om det vil gjelder den enhetlige varmekjernen eller den sammensatte skruen i munnstykket som er integrert varmebrytning.

Dessverre ville begge hypotetiske patentene være i strid med selskapets løfte om å unngå å inngi "de bredeste, bredeste patenter som hindrer folk i å også bidra til teknisk fremgang".

Den enhetlige varmekjernen som kombinerer varmeren og temperatursensoren til en enkelt enhet har blitt brukt i loddeindustrien i flere tiår nå. I mellomtiden vil a 3D-utskriftspatent eksisterer allerede for en ganske lignende innskrudd dyse med et integrert varmebryter.

Vi har kontaktet E3D for avklaring om emnet og vil oppdatere denne artikkelen etter hvert som vi hører fra dem. I alle fall fortjener et potensielt revolusjonerende ekstruderingssystem fylt med fire dysestørrelser for $ 120 definitivt sprøytenarkomanen før lanseringen.

Gjør hverdagsobjekter til 3D -modeller uten en 3D -skanner

Fra objekt til 3D -utskrift i fem enkle trinn.

Les neste

Om forfatteren