Что такое прямой экструдер в 3D-печати: прямой привод против экструдера Боудена

Развитие технологии 3D-печати предоставило ее поклонникам и профессионалам множество возможностей. Тип экструдера, несомненно, влияет на качество и производительность печати, поскольку для многих задач требуется экструдер. Сегодня используются две основные конфигурации экструдера: прямой и Боуден. Цель этой статьи — исчерпывающее рассмотрение и сравнение двух систем с точки зрения конструкции, преимуществ и недостатков, если таковые имеются. По мере дальнейшего развития статьи читатели узнают основные эксплуатационные различия между экструдерами с прямым приводом и Боуденом. Это поможет им понять, какая настройка подходит для определенной задачи. Различия в типы экструдеров представляют ценность для энтузиастов и профессионалов, поскольку влияют на конечное качество и общую эффективность 3D-печати.

В чем разница между Экструдер с прямым приводом и а Экструдер Боудена?

Экструдер с прямым приводом можно определить как механизм экструдера, в котором двигатель расположен непосредственно над горячим концом. Такое расположение, вероятно, улучшит управление нитью, что необходимо при использовании гибких типов нити, поскольку двигатель управляет ими лучше и быстрее. Это также улучшает процесс втягивания и позволяет мгновенно изменять экструзию, что имеет решающее значение для обеспечения надлежащего качества печати, особенно для многослойных моделей или при сложных формах. Однако с другой стороны, такая геометрия создает дополнительную нагрузку на печатающую головку. Поэтому есть вероятность, что некоторые 3D-принтеры, в которых печатающая головка активно работает, могут стать медленнее и менее точными в движении своих осей.

С другой стороны, экструдер Боудена позволяет легче запомнить трубку ПТФЭ, которая подает нить в горячий конец. В этом случае двигатель устанавливается вдали от печатающей головки. В этом случае расстояние между движущейся массой и печатающей головкой сводится к минимуму, что увеличивает скорость перемещения, в то же время делая процесс печати менее интенсивным. Это особенно полезно для более крупных моделей или структур, которые должны быстро возводиться в степень. Однако увеличение расстояния между горячим концом и двигателем может создать проблемы при втягивании нити и использовании гибких нитей. Это означает, что в большинстве случаев установки Боудена предпочтительны там, где жесткие, независимо от используемого стандарта. Однако понимание того, как работает каждый экструдер, поможет сделать выбор на основе потребностей печати.

Краткий ответ на Экструдер Типы

Экструдер с прямым приводом крепит двигатель прямо к горячему концу, давая ему контроль над нитью и облегчая печать гибкими материалами, поскольку снижается необходимость в отводе. Хотя это повышает точность настройки, увеличивается вес печатающей головки, что может замедлить скорость. Напротив, экструдер Боудена представляет собой тип конструкции, в котором двигатель не устанавливается непосредственно над горячим концом; вместо этого трубка из ПТФЭ соединяет горячий конец с двигателем. Такая конструкция уменьшает вес печатающей головки, что приводит к увеличению скорости перемещения и уменьшению вибраций, что помогает производить большие отпечатки с использованием обычных нитей по сравнению с системой Боудена и системой с прямым приводом. С другой стороны, это может создать проблему с печатью гибкой нити из-за длинного маршрута нити. Поэтому при принятии такого решения о прямом приводе или экструдере Боудена рекомендуется сначала рассмотреть требования проекта и свойства материала.

Как работает Путь нити Отличаются?

Экструдер с прямым приводом более доступен и прост, поскольку путь нити короткий. Нить берется прямо из двигателя и подается в горячий конец. Следовательно, в системе минимальная задержка, а втягивание находится под прямым контролем, что помогает работать с гибкими нитями. С другой стороны, экструдер Боудена включает более длинный путь нити, который состоит из трубки ПТФЭ, соединяющей двигатель, установленный в другом месте, с горячим концом. Такой тип конструкции может привести к повышенному трению, и если движение нити задерживается, точность с гибким материалом будет затруднена, особенно в контексте различий в контексте Боудена и прямого привода. Это означает, что, точнее, в прямом приводе заусенцы или узлы в нити более эластичны, чем в Боудене. Путь нити следует выбирать тщательно, учитывая все требования к печати, тип материала и уровень точности по отношению к системам Боудена и прямого привода.

Сравнивая Скорость печати и Качество печати

Существуют некоторые технические параметры, которые каждая система должна учитывать при сравнении качества и скорости печати. Например, мы отмечаем, что прямые приводы обычно медленнее, поскольку в этом случае их двигатели, установленные на печатающей головке, должны выполнять больше работы, что влияет на скорость перемещения и увеличивает проблемы, связанные с инерцией. Однако в таких системах печать получается превосходного качества, особенно для гибких материалов, благодаря малому осевому расстоянию между приводной шестерней и секциями горячего конца, что повышает точность привода на основе нагрева и минимизирует ошибки втягивания нити.

Тем не менее, поскольку экструдеры Bowden не имеют двигателя на печатающей головке, они могут развивать более высокую скорость перемещения, что означает, что их можно использовать для создания более крупных отпечатков, требующих более быстрого перемещения по печатной платформе. К сожалению, такие системы не лишены недостатков. Увеличенная длина пути нити увеличивает вероятность проблем с точностью, когда геометрия сложная или когда в процессе используются гибкие материалы. Это происходит из-за сжатия или расширения нити внутри трубки PTFE, что приводит к менее точному осаждению.

Некоторые из ключевых параметров, на которые следует обратить внимание, включают:

1. Скорость экструзии: Прямой привод может быть медленнее, но он компенсирует это за счет более жесткого контроля над экструзией — фактора, который имеет решающее значение для обеспечения высокой детализации отпечатков любой модели.
2. Скорость печати: При использовании установок Боудена время простоя при печати крупных объектов сокращается, поскольку можно достичь более высоких скоростей перемещения.
3. Настройки втягивания: Натягивание и просачивание представляют меньшую проблему для экструдеров с прямым приводом, поскольку расстояние, необходимое для втягивания, короче из-за управления нитью. При использовании установок Боудена необходимо использовать большие расстояния втягивания, чтобы учесть растягиваемый путь нити.

В конечном итоге, все зависит от того, насколько быстро вы хотите печатать, с какими материалами вы работаете и насколько точно вы хотите, чтобы печать была выполнена для конкретного проекта. Это поможет вам решить, какую из этих систем использовать.

Каковы Преимущества Боудена Система?

Преимущества Конфигурация Боудена

Конфигурация Боудена имеет ряд преимуществ, особенно когда речь идет о 3D-печати, где скорость и минимизация веса являются ключевыми параметрами. Вот основные преимущества, основанные на авторитетных публикациях:

1. Меньший вес печатающей головки: поскольку шаговый двигатель экструдера расположен вдали от печатающей головки, конфигурации Боудена значительно уменьшают вес движущихся частей. Это приводит к более быстрым и плавным движениям, что очень подходит для принтеров с большими камерами построения или для тех, которым необходимо быстрое изменение направления движения.
2. Более быстрая печать: поскольку количество перемещаемой массы уменьшается, системы Bowden могут достигать более высоких скоростей печати, чем системы с прямым приводом. Это полезно для больших отпечатков, где небольшая эффективность может привести к существенной экономии времени.
3. Повышенная надежность для больших отпечатков: из-за меньшего веса и инерции, напряжение и деформация деталей принтера из-за работы установки Боудена также меньше. Это повышает долговечность и надежность принтера во время длительных производственных циклов или при печати больших отпечатков с помощью систем Боудена или прямого привода.
4. Сочетание скорости и движения: существуют опасения относительно использования гибких нитей; тем не менее, конфигурации Боудена могут выдерживать быстрые движения за счет снижения механических усилий печатающей головки.

Техническая спецификация: 

1. Скорость печати: обычно колеблется от 50 до 100 мм/с, что позволяет получать качественные модели за меньшее время.
2. Скорость перемещения: обычно более 150 мм/с, что обеспечивает быстрое позиционирование, хотя и незначительно влияет на качество печати.
3. Настройки втягивания: в большинстве случаев более длинные расстояния втягивания (3–6 мм) и более низкие скорости втягивания, как правило, более эффективны для устранения эффектов эластичности и натяжения траектории нити.

Благодаря этим преимуществам установка Боудена идеально подходит для быстрой печати на промышленных 3D-принтерах, поскольку основными требованиями являются минимальная механическая нагрузка и эффективность.

Влияние на скорость печати и более высокие скорости печати

Говорят, что системы экструдеров Боудена существенно влияют на скорость печати, и эту информацию можно найти на ведущих веб-сайтах в этой области сегодня. Это правда, потому что эти системы отделяют двигатель от печатающей головки, снижая общий вес и механическое сопротивление, с которым сталкиваются движущиеся части, что является одним из больших преимуществ экструзии Боудена. В этом отношении принтер, ориентированный на настройки Боудена, может комфортно работать с принтером с гораздо более высокой скоростью печати, чем при использовании целевых систем сухого привода. Повышенная скорость способствует быстрому воспроизведению, что жизненно важно с точки зрения производства для отраслей, где требуется высокая производительность. Однако следует учитывать некоторые недостатки, когда вы идете на большие расстояния с настройками втягивания, такими как нанизывание нити. Требуется уникальная смесь для обеспечения максимальной эффективности без ущерба для качества печати. Подводя итог, конфигурация Боудена позволяет печатать быстро, гарантируя, что все напечатанные детали могут выдерживать нагрузки во время рабочих циклов.

Зачем использовать Трубка Боудена?

Трубка Боудена имеет некоторые преимущества в 3D-печати. Прежде всего, она помогает повысить скорость принтера за счет минимизации веса подвижной печатающей головки. Это достигается путем перемещения двигателя экструдера на расстояние, что снижает инерцию каретки и обеспечивает быстрое перемещение с меньшим механическим сопротивлением. Кроме того, трубки Боудена уменьшают эффекты натяжения за счет улучшения контроля над нитью, особенно из гибких материалов, что делает отпечатки более чистыми и точными и минимизирует все артефакты, связанные с экструдером. Эта конфигурация также используется для принтеров, которые работают с высокой производительностью и имеют эффективные графики производства, что часто встречается на заводах и в компаниях.

Почему стоит выбрать Система прямого привода?

Преимущества Прямой привод экструзии

Прямоприводная экструзия выгодна, особенно когда требуется точность и универсальность в отношении 3D-печати. Более высокий контроль над втягиванием нити и экструзией нити, предлагаемый этой конфигурацией, достигается за счет того, что экструдер расположен ближе к хотэнду. Эта конфигурация обеспечивает очень высокую точность и значительно меньшее натяжение во время процесса печати. Эта конфигурация особенно эффективна при печати гибкими или специальными нитями, которые в противном случае трудно использовать вместе с системой Боудена. Более короткие пути подачи, которые имеют системы прямого привода, обеспечивают быстрый контроль материала, что делает их идеальными для детальной 3D-печати, требующей точного осаждения нити и постоянного вывода. Кроме того, конфигурация способствует техническому обслуживанию, поскольку чем меньше компонентов на пути экструзии, тем меньше вероятность возникновения эксплуатационных проблем.

Умение обращаться Гибкая нить с легкостью

Благодаря близости горячего конца к экструдеру в своей структуре, системы с прямым приводом хорошо подходят для нанесения гибких нитей. Это минимизирует длину нити, которую необходимо протолкнуть, уменьшая вероятность коробления или застревания, что обычно бывает в конфигурациях Боудена. Этот точный контроль размеров приводит к тонкому движению гибкой нити во время подачи или вытягивания, что повышает точность и эффективность использования гибких материалов в печати. Экструдеры с прямым приводом помогают уменьшить проскальзывание нити, поддерживая постоянное давление, тем самым способствуя плавному и постоянному потоку, который требуется для качественной печати при использовании гибких нитей.

Важность Близость экструдера

Как для стандартных, так и для специальных типов 3D-печати положение экструдера относительно горячего конца очень важно для достижения надлежащего управления филаментом. В системах с прямым приводом такое близкое расположение минимизирует расстояние, которое филамент должен пройти от экструдера до горячего конца, тем самым обеспечивая большую точность позиционирования горячего конца каждый раз, когда он используется во время процедуры печати. Передача этого расстояния снижает контроль горячего конца и скорость потока филамента, повышая качество и точность производимых отпечатков. Это тем более касается гибких или деликатных материалов, поскольку такие дефекты, как изгиб, часто уменьшаются, что радикально улучшает скорость потока и качество 3D-печатных изделий.

Каковы Недостатки каждого Тип экструдера?

Проблемы с Боуден Конфигурация

Несмотря на то, что экструдеры Боудена имеют главное преимущество в снижении общей массы на движущейся печатающей головке 3D-принтера, они влекут за собой определенные проблемы, которые могут снизить общее качество печати. Большее расстояние между горячим концом и экструдером приводит к таким проблемам, как сжатие нити, а также задержка втягивания. Это затрудняет эффективное и точное реагирование на команды изменения экструзии, что становится еще более проблематичным при печати гибкими или специальными нитями, которые имеют тенденцию к изгибу из-за большой силы, прилагаемой для их проталкивания через трубку Боудена. Кроме того, может быть довольно утомительно обслуживать трубку Боудена, поскольку любой уровень трения, присутствующий в трубке, может привести к неравномерной экструзии, что затем приводит к плохому качеству и детализации на отпечатках. Точно так же загрузка и выгрузка нити имеют больше регулировок, чем в системах с прямым приводом, что означает, что они требуют большей настройки и тщательной компоновки, чтобы попытаться исправить такие проблемы.

Возможные недостатки Прямой привод

Хотя экструдеры с прямым приводом могут быть более подходящим вариантом для некоторых, есть несколько недостатков, которые необходимо учитывать. Основным недостатком является дополнительная инерция, которая идет с печатающей головкой, что снижает скорость печати и создает, наряду с более быстрыми движениями, вероятность потенциальных вибраций. Этот дополнительный вес может повлиять на структурную устойчивость принтера с ЧПУ и ограничения скорости, чтобы предотвратить любые нежелательные артефакты или неточности на окончательной печати, особенно на экструзионных системах Боудена. С другой стороны, сложность, добавленная к структуре печатающей головки, может затруднить плановое обслуживание и решение основных проблем, особенно с пробками сопел и застреванием экструдера. Наконец, стоит отметить, что необходимость точной регулировки вдоль печатающего устройства на этапе установки системы с прямым приводом может быть довольно интенсивной, если она выполнена некачественно, требуя длительной калибровки, чтобы гарантировать, что подача нити и экструзия работают правильно.

Управление Настройки втягивания

Одним из важнейших аспектов 3D-печати является правильное моделирование настроек втягивания, что включает расстояние и скорость втягивания. Кроме того, одной из основных целей в этом случае является поддержание качества печати и избежание неприятных эффектов смещения нити, таких как просачивание или натяжение. Термин расстояние втягивания можно просто определить как расстояние, на которое нить втягивается или отводится в сопло, пока печать неактивна. Скорость втягивания, с другой стороны, представляет собой просто скорость, с которой происходит обратное движение. Для начала, настройка втягивания по умолчанию может включать длину 1–6 мм и скорость 20–60 мм/с. Однако цифры могут значительно отличаться в зависимости от типа принтера и используемого материала. В таких случаях она варьируется от принтера к используемому материалу, поэтому лучше всего оптимизировать эти настройки итерациями или с небольшими тестовыми образцами печати. Более того, натяжение может потребовать дополнительных корректировок параметра втягивания, так как более высокие температуры или скорости усугубят натяжение, требуя дополнительных корректировок температуры и скорости. Кроме того, правильный уход и калибровка прямого или боуденовского привода помогут решить эти проблемы и свести к минимуму проблемы, возникающие из-за настройки параметров соответствующей нити накала.

Как конвертировать из Боуден-прямой привод?

Шаги для переключения Системы экструдера

1. Соберите необходимые инструменты: прежде чем приступить к разборке или сборке принтера, необходимо собрать инструменты, такие как отвертки и гаечные ключи, соответствующие вашей модели принтера.
2. Выключите принтер. Прежде чем приступить к 3D-печати с помощью экструдера, полностью выключите принтер и отсоедините его от сети, чтобы снизить опасность поражения электрическим током.
3. Снимите установку Боудена. Обратите внимание, что любой имеющийся экструдер, который прикреплен к трубке, и саму трубку Боудена следует снять, не повредив хотэнд или любую из соединяющих их трубок.
4. Установите крепление прямого привода. Аккуратно прикрепите крепление прямого привода к раме принтера, убедившись, что оно находится на той же линии, что и места, где оно должно быть установлено.
5. Присоедините экструдер с прямым приводом. После установки и прикрепления экструдера с прямым приводом к креплению проверьте, что он плотно прилегает, чтобы обеспечить надежный контроль нити во время выполнения любых печатных работ.
6. Подключите проводку: следуйте инструкциям производителя по повторному подключению нагревательных элементов, датчиков и жгутов проводов, чтобы избежать проблем с подключением.
7. Откалибруйте экструдер для 3D-печати, чтобы обеспечить оптимальную производительность, особенно при переключении между Боуденом и прямыми настройками. Чтобы обеспечить удовлетворительную экструзию, начните с калибровки прямого привода, что включает изменение шагов на миллиметр в прошивке принтера.
8. Тестовая печать: чтобы проверить эффективность системы, выполните тестовую печать, а затем внесите дополнительные изменения для достижения требуемого качества печати.

Инструменты, необходимые для Конверсия

Для успешного преобразования экструдера Bowden в систему экструдера с прямым приводом понадобятся следующие инструменты:

1. Отвертки: как крестовые, так и плоские отвертки необходимы для ослабления и закручивания различных винтов в процессе преобразования.
2. Шестигранные ключи необходимы для ослабления и затягивания болтов в любой части узла принтера.
3. Гаечные ключи: Различные размеры гаечных ключей позволяют затягивать гайки и другие фитинги как на системах Боудена, так и на системах прямого экструдирования.
4. Плоскогубцы удобны для удержания и сгибания небольших предметов, особенно при снятии троса Боудена.
5. Кусачки: предназначены для резки проводов до необходимой длины.
6. Мультиметр: хотя это, возможно, и не «обязательный» прибор, он может быть полезен для проверки правильности подключения и целостности всех электрических соединений.
7. Кабельные стяжки: они позволяют сгладить проводку во время преобразования, что улучшает внешний вид и обеспечивает аккуратность сборки.

Преодоление проблем с расстоянием между экструдером и соплом

Важно учитывать, что экструдер должен быть установлен непосредственно над хотендом, чтобы путь нити был как можно короче, а затем убедиться, что и поддержка экструдера, и интеграция хотенда плотные, чтобы положение не смещалось легко. Это позволит гораздо более точно скоординировать действие и облегчит процессы экструзии, что приведет к лучшему общему качеству печати. Также можно подчеркнуть более конкретно для пункта 2, где за счет расстояния и более плотного поворота цилиндра выравнивание точек может быть лучше интегрировано, уменьшено запаздывание смещения по времени и увеличена точность времени. Кроме того, убедитесь, что нет никаких заусенцев нити, застрявших на пути подачи нити, поддерживайте достаточную смазку на подаче, чтобы не рисковать застреванием подачи, и обеспечьте чистоту используемых компонентов. Постарайтесь регулярно проводить проверки технического обслуживания, чтобы уменьшить или устранить проблемы по таким вопросам и поддерживать бесперебойную работу принтера.

Справочные источники

Экструдер для 3D-принтера

3D-печать

Экструзия

Силиконовый экструдер

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Что такое прямой экструдер в 3D-печати?

A: Прямой экструдер относится к системе экструзии 3D-печати, сопровождаемой экструдером, закрепленным на печатающей головке. Такие конструкции позволяют шаговому двигателю и другим компонентам, которые проталкивают нить, располагаться близко к хотэнду для лучшей регулировки потока нити во время процесса печати.

В: Чем прямой экструдер отличается от экструдера Боудена?

A: Основное различие между прямыми и боуденовскими экструдерами заключается в расположении двух экструдеров. В случае использования прямого экструдера экструдер размещается на печатающей головке, в то время как в случае использования боудена экструдер остается на расстоянии от печатающей головки, в большинстве случаев на раме 3D-принтера. Боуденовские экструдеры вытягивают нить из экструдера с помощью трубки ПТФЭ в хотэнд.

В: Каковы преимущества использования прямого экструдера?

A: Прямые экструдеры имеют некоторые преимущества, поскольку они, как правило, обеспечивают лучший контроль над экструзией, уменьшают проскальзывание нити и более эффективны при работе с гибкими материалами, такими как TPU. Им также, в большинстве случаев, не требуется слишком большой ретракт, что может сократить продолжительность печати и натяжение.

В: Есть ли какие-либо недостатки в использовании прямого экструдера?

A: Проблема, поднятая прямыми экструдерами, связана с увеличенной движущейся массой печатающей головки. Этот вес может неизбежно, а затем в какой-то момент особенно, напрягать скорость печатающей головки и мешать головке делать быстрые направленные повороты. Кроме того, конфигурации с прямым приводом, например, должны были бы использовать более мощные двигатели для перемещения более массивного узла печатающей головки.

В: Какой тип экструдера лучше всего подходит для печати на гибких материалах?

A: Обычно прямые экструдеры весьма уместны при печати гибкими материалами, такими как TPU. Ограничение расстояния между экструдером и хотэндом в установке с прямым приводом означает, что вероятность застревания или изгиба нити из-за чрезмерного изгиба снижается в установке Боудена.

В: Можно ли заменить мой экструдер Боудена на прямой экструдер?

A: Да, на большинстве 3D-принтеров экструдер Боудена можно заменить на прямой экструдер. Помните, что эта процедура обычно требует замены определенных компонентов и может повлечь за собой обширные изменения вашего принтера. Тем не менее, предвидьте дальнейшие преимущества или, возможно, недостатки, когда вы меняете тип системы эжектора и ее общую область или положение на принтере.

В: Определяется ли разница в производительности печати методом FDM (моделирование методом послойного наплавления) переходом с прямого привода на систему Боудена?

A: Хотя системы с прямым приводом и Bowden могут производить отличные отпечатки, они могут иметь разную прочность. Большинство отпечатков, произведенных с помощью систем с прямым приводом, используют больше экструзии, что может повысить качество готового продукта, особенно для гибких или абразивных материалов. При меньшем весе печатающей головки системы Bowden могут увеличить скорость печати и движение, что делает ее доступной для более точного движения и более гладких поверхностей.

В: Существуют ли особые ситуации, в которых экструдер Боудена может оказаться более применимым, чем прямой экструдер?

A: Системы Bowden следует использовать только в тех случаях, когда печатающая головка должна оставаться максимально легкой, что должно быть в случае принтеров, работающих на очень высокой скорости, или принтеров с дельта-конфигурацией. Кроме того, использование систем Bowden позволяет создавать менее сложные многоматериальные системы печати, поскольку в один горячий конец можно подавать более одного экструдера без значительного увеличения веса подвижных компонентов.