蝴蝶如何推,或简单挤出机的复杂性



亲爱的极客和同情者,祝您有美好的一天! 根据我以前的出版物中的投票结果,我想开始一系列有关构建简单,廉价,但快速且可靠的3D打印机的出版物。

为什么不买呢? 原因很简单:没有一款负担得起的打印机(最高300欧元)没有开箱即用的必要参数,而购买需要重大改动的设备的想法并没有给我太多启发。

由于对打印机整体结构的描述将需要太多字母和其他字符,因此我将分别描述其功能块。 通过这种方法,可以显着更深入地描述结构的各个组件的特征。

打印机最重要的部分,即热端,我在之前的出版物中已经介绍过。 现在该讨论最具争议的节点了:挤出机驱动器。

因此,让我们开始吧。 歌词:我梦见一个快速打印机。 观察我的发烧友的艰辛历程,使我相信,将挤出机驱动机构与电机,热端和风扇一起拖动,加速度高达10,000 mm /s²,速度高达200 cm / s是一个坏主意,因此任命了这位思想巨人。 Bowden挤出机。 操作原理很简单:牢固安装在框架上的驱动器通过一根长的氟塑料管将灯丝推入热端。 这种热端的优点与打印单元本身的便利有关:承载轮胎,电动机,轴承上的负载较少,振动较小等。缺点还包括:细丝的额外阻力,对细丝进给速度变化的较差反应,难以设置缩回等

市场上有许多挤出机型号,为什么还要烦恼创建自己的设计? 然后,挤出机满足以下要求:紧凑,简单,准确,可靠。

紧凑和简单:必须通过切换到直接驱动器(齿轮直接在步进电机的轴上)将减速器排除在挤出机驱动器的设计之外。 另外,我排除了带弹簧的压力机构。 同时,我受到以下注意事项的指导:为了与细丝充分粘合,驱动轮的齿应浸入细丝物质中,当应用弹簧夹时,浸入深度不仅取决于弹簧的弹性,还取决于细丝的温度和类型。 如果牢固地固定了夹具,则齿将始终沉入相同的深度,这将减少齿轮打滑和打印停止的风险。 为了增加施加在灯丝上的力矩,我们采用了最小直径的齿轮,今天是MK8。 普通NEMA17可以用这种轮进行什么工作? 例如,以扭矩为0.5 Nm的电动机为例。 这个数字是什么意思? 解释它的最简单方法是:如果将一个半径为一米的失重轮连接到电机的轴上,则电机可以在该轮的轮缘上产生0.5牛顿的推力(大约相当于作用在我们行星表面附近49克质量上的吸引力)。 。 这真令人失望。 如果我们从较小的半径上去除力,情况将发生根本变化。 适用于MK8的Premier:齿的直径分别为7毫米,半径为3.5毫米。

牙齿上的力将比臭名昭著的仪表小3.5毫米。 1000 / 3.5≈285次 让我们看看这将给我们带来什么:0.5 Nm * 285 = 142.5 Nm或有条件的13.965 kg推力。 正如他们所说,评论是多余的。 当然,在微步进模式下,该数字将分别降至99.75 Nm和9.775 kg。 这些计算仅适用于高品质的发动机,对于中国发动机,这些数字可以轻松地减半甚至除以三。

准确性。 驱动器的精度应该是多少? 让我们计算绝对标准情况下的必要精度:热端喷嘴的直径为0.3毫米,以0.1毫米的层进行打印,所有轴上的打印机分辨率为0.1毫米。

1.75毫米长丝与0.3毫米热端喷嘴直径之比:34.03。 也就是说,为了从0.3 mm的喷嘴中挤出0.1 mm,必须将直径为1.75 mm的细丝的0.1 / 34.03 = 0.00294 mm推入热端。

MK8齿轮:缺口直径7毫米,圆周22毫米。
MK8齿轮从0.3毫米的喷嘴提供长度为0.1毫米的挤压的步骤数:22 / 0.0171 = 7483
步进电机的标准步数:200

必要的微步进:7483/200 = 37,415。 我们四舍五入到最接近的标准值,即最大为32。当然,会出现一些误差,因此最好使用1/64微步距。 如果驾驶员没有此功能,则可以应用每转400步的电动机。

更新:根据对mdsa和Andy_Big同志的仁慈和建设性的批评,对上述计算进行了检查和调整,许多人对此表示感谢:)

因此,所有这些估计和计算导致创建了以下原型:



应当指出的是,原型机中使用了MK7齿轮,因为从交货时间来看,中国人徒步带着我MK8,克服了艰辛,艰辛,顺畅和寒冷。

遗憾的是,没有保留用于印刷原型塑料部分的全金属原型照片。

使用该原型,制作了一个工作版本:



我的幻想有时会随着喷泉而跳动,在塑料部分的轮廓中我看到了一只蝴蝶。

该挤出机已经获得了舒米特林挤出机的骄傲名称。 听起来像是一些Rammstein歌曲的名字。

我已经在有关热端的出版物中提供了有关此选项工作的视频:


设计方案(我真的很喜欢Paige DesignSpark Mechanical):



在我看来,这张照片不需要解释。 用于固定轴承的螺栓:M7或M8,主要是相当平的六角头或方头。 根据轴承的内径,可能需要紧紧的衬套,以防止螺栓和轴承之间产生间隙。 没有袖子,一切都会闲逛,收紧也无济于事。 为什么轴承这么大(外径30毫米)? 这是由于NEMA17步进电机的设计所致,它们在前法兰上有一个凸出的环,可防止螺栓头移近轴。

之后,大量的水流出,蝴蝶的入口通道被无数米的细丝磨损,并创建了改进的版本:



由于没有挤出机而不进行打印并不有趣,因此我进行了打印。 例如,印有PETG的中文音频DAC的外壳。 我为什么需要它? 车间中的笔记本电脑完全拒绝通过标准连接器发出声音,主板部分损坏。 我热衷于购买一个新的,尝试一个单独的DAC很有趣。



红色箭头表示电源协调器。 当然,许多人会说这种电源协调器非常类似于带有电感器和电容器的简单便宜的电源板(德国为2-3欧元),但是您和我都知道事实:只有花费两公斤的魔术才能为设备提供电力声音值得各种音频疯子的温柔耳朵。

神话般的驱逐舰宏伟的桂冠困扰着我,我决定进行测试。 不仅是测试,还包括分形扩散器的测试。 挤出机从来没有暗示过,而扩散器出来的真是妙极了:



黄色暗示着一点金色,因此强调了产品的优质和高贵气质。 坦率地说,我没想到会有如此强大的效果:将扩散器安装在DAC盖上时,声音变化如此之大,以至于其他人在唱歌。 先生们,这太神奇了。 视频确认了效果的存在:



为了增强使用扩散器的效果,我在外壳底部安装了自印尖钉。 效果是显而易见的:最后,坐在桌子上的苍蝇很难停止,在立栏中产生了“重击”的效果。 为了最终确保尖峰的最高质量,我们在设备上放了一辆车:



可以看出,尖峰经受住了测试。 当然,这是玩具车,因为鞋钉来自PETG(不可能获得鸦片)。

对于那些读过这个地方的人来说,这是一笔小小的奖金,这是流行的GM328测试仪的一个方便案例:





电池充电控制模块和升压转换器(测试仪在9V电压下工作)被粘在专门设计的地方。

这是一个包含3D模型文件夹。

根据WTFPL许可发布。

好吧,传统:玩得开心!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN401871/


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