Nič več napenjanja pri umiku smole – natančen nadzor proti kapljanju z mikro peristaltičnimi črpalkami za 3D-tiskalnike SLA/DLP

Kapljice se ustavijo pri cevki. Mikro peristaltična črpalka zapre svojo prožno linijo vsakič, ko se rotor ustavi, tako da smola ne more sifonirati, kapljati ali nizati iz polnilne šobe nad 3D-tiskalnikom SLA/DLP. To vgrajeno tesnilo zagotavlja delovanje proti kapljanju in proti napenjanju brez dodatnega ventila in je razlog, da je preprečevanje izcedka v sistemih za dovajanje smole odvisno od izbire črpalke, ne pa privijanja dodatne strojne opreme.

V tem priročniku je razloženo, zakaj se smolne vrvice in kaplje po točenju ustavijo, kako okluzija v peristaltični črpalki deluje kot povratni ventil in kako kratek vzvratni tek omogoča aktivno umik, tekoči analog vlečenja filamenta nazaj. Zajema tudi izbirna merila za mikro peristaltične črpalke, metodo umerjanja za natančno doziranje smole in kontrolni seznam proti kapljanju za sisteme za dovajanje smole.

Trditve tukaj so namerno preverljive. Preverjanje brez povratnega toka lahko reproducirate z linijo, napolnjeno z vodo, v nekaj minutah, vsak del pa je povezan z virom, ki ga lahko preverite, od besednjaka za proizvodnjo dodatkov ISO/ASTM do Skoocomove lastne dokumentacije o polnjenju smole in izbiri črpalke.

Zakaj nanizanje in kapljanje uničuje odtise smole

Kapljica smole, ki pristane kamor ne spada, ni kozmetična škoda; je generator napak. Pri fotopolimerizaciji v kadi je gradbeno območje tanka tekoča površina in FEP ali drug film za sproščanje, tako da se vse, kar moti to površino, kapljica, mehurček ali konica ravni, natisne v naslednje plasti.

Napaka se ponavadi zgodi, ko se črpalka ustavi. Polnilni vod se konča v šobi nad kadjo; v trenutku, ko se točenje konča, gravitacija potegne smolo proti konici šobe, površinska napetost oblikuje visečo kapljico in ko se šoba umakne ali kapljica postane dovolj težka, pade. Viskozne smole se obnašajo slabše: raztegnejo se v vrvice, kot med z žlice, ki zaskočijo in brizgajo, namesto da čisto padejo. To viskozno vedenje je tisto, kjer nanizanje dobi svoje ime, nadzor nad njim pa je naloga dovajalne zanke proti nanizanju.

Poškodba se pokaže na več mestih. Padajoča kapljica lahko pristane na sveže strjenem delu in se strdi v izboklino ali pusti krater v naslednji plasti. Kapljice na zaščitnem filmu so med filmom in modelom, kapljice na LCD-zaslonu ali tirnicah pa povzročajo čiščenje in tveganje poravnave. Tudi brez vidnega padca črta, ki odteka med polnjenji, prepušča zrak v sistem, tako da naslednji zagon vrže mehurčke v kad namesto gladkega polnjenja.

Tabela 1. Izcedek smole in napake pri umiku pri dovajanju smole SLA/DLP

Umik smole v smislu doziranja tekočine je družina tehnik, ki preprečuje te štiri napake: tesnjenje linije med mirovanjem, vlečenje meniskusa nazaj, preden se šoba premakne, preprečevanje sifoniranja rezervoarja in ohranjanje polnosti linije med dogodki. Peristaltične črpalke obravnavajo vse štiri z enim mehanizmom.

Zakaj običajne črpalke kapljajo: gravitacija, sifoniranje in povratni tok

Zobniške, membranske in centrifugalne črpalke puščajo nazaj skozi svoje notranje zračnosti, ko se ustavijo, zato toliko točilnih sistemov privije povratni ventil ali elektromagnetni ventil. Zobniška črpalka ima tekalne prostore okoli zobnikov; membranska črpalka ima sedeže ventilov, ki zbirajo ostanke; centrifugalna črpalka odteče nazaj skozi spiralo v trenutku, ko se vrtenje ustavi.

Rezultat je tlačna pot. Z rezervoarjem nad črpalko gravitacija potiska tekočino skozi ustavljeno črpalko proti šobi; z odzračenim rezervoarjem dovod zraka ohranja enak pritisk, kar počasno puščanje spremeni v enakomeren sifon. Inženirji popravijo simptom z ventili, vendar ventil doda dele, način okvare in čiščenje v sistemu, ki že deluje z lepljivo tekočino, ki se strdi na svetlobi.

Skoocomov vodnik za ponovno polnjenje smole zaznamuje isto past s strani graditelja: postavitev rezervoarja nad kad "uporablja gravitacijo za pomoč pretoku, vendar pazite na sifoniranje." Razlika med tem opozorilom in peristaltično zanko je v tem, da je peristaltična cev v mirovanju že zaprta, zato za zaustavitev sifona ni potreben ventil.

Zrak je druga pot puščanja. Vsakič, ko zaustavljena črpalka pusti, da tekočina odteče nazaj, zrak prevzame njeno mesto in naslednji zagon potisne zračni meh v napeljavo. V kadi se zračni polž spremeni v mehurčke, ki se dvignejo skozi smolo in se usedejo pod zgradbo ter pustijo praznine. Ohranjanje polne vrste torej ni udobje; to je zahteva glede kakovosti tiskanja.

Tabela 2. Kako se obnašajo tipi miniaturnih črpalk, ko so ustavljeni (pomembno za točenje proti kapljanju)

Ta tabela je celoten argument v malem. Vsaka običajna možnost potrebuje dodatno komponento za reprodukcijo tega, kar peristaltična črpalka počne z lastno cevjo, dodatna komponenta pa se nahaja na poti tekočine, kjer se smola lahko strdi, zlepi in odpove.

Kako okluzija zagotavlja mikro peristaltični črpalki delovanje proti kapljanju

Mikroperistaltična črpalka tesni svojo linijo v mirovanju, ker se rotor ustavi z vsaj enim valjem, ki stisne cev ob ohišje. Stisnjena cev je zaprta pregrada: ni prostora, ni sedeža ventila, samo mehak material je stisnjen ravno, tako da tekočina na izpustni strani ne more teči nazaj in tekočina v rezervoarju ne more sifonirati naprej.

To je lastnost brez povratnega toka, ki jo želijo sistemi za dovajanje smole, in ne stane nič več. Zobniška črpalka potrebuje razdaljo med delovanjem, centrifugalna črpalka potrebuje odblokirano spiralo in obe sta odvisni od ločenih povratnih ventilov, ki se nahajajo na poti tekočine. Peristaltična cevka opravlja enako funkcijo kot del, ki je že za enkratno uporabo, zato sta preprečevanje izcedka in nizko vzdrževanje združena.

Okluzija tudi ohranja linijo polno. Ker med dogodki nič ne odteče, se naslednji cikel točenja začne s cevjo, ki je že napolnjena s smolo. To odstrani napako pri zaužitju zraka iz zgornje tabele in pojasni, zakaj se peristaltične zanke nenavadno ponavljajo.

Kaj naredi vzvratna vožnja? Aktivni umik, razloženo

Obrnitev rotorja za kratek čas potegne smolo nazaj iz šobe, kar je neposredni tekoči analog umika filamenta pri FDM tiskanju. Rotor se obrne v drugo smer, valji potisnejo tekočino nazaj proti rezervoarju in majhna količina se umakne iz izpustne cevi, tako da viseči meniskus potegne nazaj v šobo, preden lahko zraste v kapljico.

Glasnost uvleka se nastavi z dvema spremenljivkama: čas vzvratne vožnje in hitrost vzvratne vožnje. Tipična izhodiščna točka je povratni impulz od 0,2 do 0,5 sekunde pri nizki hitrosti, ravno toliko, da potegnete meniskus, ne da bi skozi konico šobe potegnil zrak. Ker je pretok v peristaltični črpalki sorazmeren s hitrostjo rotorja, je nastavitev predvidljiva in ponovljiva, zaradi česar je sesanje bolj funkcija krmilnika kot vodovodna skrivnost.

Vsaka glava črpalke ne zamaši v mirovanju, zato preverite zasnovo, preden se zanesete na tesnjenje v prostem teku. Črpalke, obravnavane v tem priročniku, mikro peristaltične glave, izdelane za doziranje, ohranjajo cev med cikli stisnjeno, kar je točno tisto, kar potrebuje aplikacija proti kapljanju.

Dostava z nizkim impulzom in zakaj pomaga površini iz smole

Dovajanje z nizkim impulzom pomeni, da je valovanje pretoka črpalke dovolj majhno, da ni pomembno na mestu uporabe. Vsak prehod valjev ustvari majhen val, črpalke z več valji ali manjšim rotorskim lokom pa proizvajajo manjše, pogostejše sunke, ki se zlijejo v bolj gladek povprečni pretok.

Pri polnjenju kadi je utrip redko viden, ker se smola zlije v bazen. Za doziranje na podlagi šob in za zagotavljanje zadovoljstva senzorja nivoja se z bolj gladkim dovajanjem izognete prekoračitvi nivoja in zmanjšate penjenje v smolah z nizko viskoznostjo. Če je določena zanka občutljiva na impulz, kratek odsek skladnega cevja za glavo črpalke duši sunke brez dodajanja ventila.

Praktično pravilo je preprosto: izberite dovajanje z nizkim impulzom za fino doziranje in delo s šobami ter ga ne načrtujte preveč za preprosta dolivanja kadi, kjer senzor nivoja in krmilnik vseeno prevladujeta nad natančnostjo.

Kaj iskati pri mikro peristaltični črpalki za dovajanje smole SLA/DLP

Črpalko za dovajanje smole je treba oceniti na podlagi petih značilnosti: okluzija v prostem teku, sposobnost samosesanja, nadzorovana hitrost, cevje, ki so združljive s smolo, in zaustavitev, ki drži napeljavo. Price je slab selektor; teh pet odloča o tem, ali bo vaš tisk ostal čist.

Okluzija v prostem teku je funkcija proti kapljanju in prva stvar, ki jo je treba preveriti. Vprašajte, ali glava drži cev stisnjeno, ko je izklopljena, ali preverite sami, tako da napolnite linijo z vodo in dvignete izhodno odprtino nad vstopno; če nivo vode drži, je vod tesnil.

Zmožnost samosesanja odstrani rituale sesanja. Samosesalna črpalka potegne smolo iz steklenice navzgor skozi prazno cev, ki ohranja rezervoar pod strojem, ustavi razlitje med menjavo steklenic in olajša servisiranje zanke. Večina mikro peristaltičnih črpalk je samosesalnih v svojih mejah sesalne višine, vendar oceno potrdite pri dobavitelju.

Nadzor hitrosti spremeni preprost motor v dozirni instrument. Pretok je linearen s hitrostjo rotorja, zato izhod PWM ali variabilna oskrba spreminja hitrost dovajanja od hitrega čiščenja do počasnega dolivanja brez kapljanja. Poiščite črpalko s širokim uporabnim razponom hitrosti in motorjem, ki pri nizki hitrosti deluje gladko.

Združljivost cevi določa, kako dolgo traja potrošni material. Fotopolimerne smole vsebujejo monomere in topila, ki lahko nabreknejo ali zmehčajo običajni silikon, zato pri dobavitelju uskladite material cevi s kemijo smole in imejte filter na zbiralniku, če smola prenaša strjene delce.

Tabela 3. Merila za izbiro mikroperistaltične črpalke za dovajanje smole proti kapljanju

Skoocom dobavlja linije mikro peristaltičnih črpalk, izdelane za doziranje in dovajanje, in njegovi objavljeni vodniki za ponovno polnjenje smole in primerjava črpalk pokrivajo isto logiko izbire z vidika proizvajalca. Preostanek tega članka prikazuje, kako te funkcije spremeniti v ponovljiv postopek točenja.

Natančno doziranje smole brez povratnega toka: postopek proti kapljanju

Natančno doziranje smole je zaporedje, ne nastavitev črpalke: odzračite zrak, dozirajte odmerek z nadzorovano hitrostjo, ustavite z zaprto linijo, umaknite meniskus in preverite. Vsak korak uporablja drugačno peristaltično funkcijo, zato se celotna zanka obnaša kot razpršilni instrument namesto cevi z motorjem.

1. Čiščenje: črpalko počasi zaženite naprej, dokler smola ne izstopi iz šobe v čistem curku brez mehurčkov, nato se ustavite. To napolni cev in odstrani zrak, ki povzroči ponovno pljuvanje.

2. Doziranje: poganjajte rotor s kalibrirano hitrostjo za izračunani čas. Šoba naj bo blizu površine smole, da curek ne razpade v kapljice in brizganje.

3. Zaustavitev: prekinite napajanje, medtem ko rotor še vedno pokriva cev. Linija se takoj zatesni; viseči meniskus je edina smola, ki ostane zunaj šobe.

4. Povlecite nazaj: zaženite črpalko v obratni smeri za nastavljen povratni impulz, običajno 0,2 do 0,5 sekunde pri nizki hitrosti, da potegnete meniskus nazaj v šobo.

5. Preverite: približno 60 sekund opazujte šobo, preden se šoba premakne. Če nastane padec, podaljšajte vzvratni impulz ali znižajte vzvratno hitrost, nato ponovite.

Sam odmerek se izračuna iz kalibracije, ne iz podatkovnega lista črpalke. Izmerite dejansko dostavljeno prostornino med časovno določenim delovanjem pri vaši delovni hitrosti, nato uporabite razmerje za vsak prihodnji odmerek in znova umerite vsakič, ko spremenite cevje, izvrtino cevi ali viskoznost smole.

Tabela 4. Primer kalibracije odmerka za mikroperistaltično črpalko (vrednosti v ml)

S povprečno efektivno hitrostjo 0,14 ml/s potrebuje 70 ml ponovno polnjenje približno 500 sekund teka naprej pri tej nalogi, 0,3 sekundni vzvratni impulz pri enaki umerjeni hitrosti pa odvzame približno 0,04 ml, kar je dovolj, da očisti meniskus šobe; pri nižji vzvratni hitrosti se glasnost sorazmerno zmanjša. Ponovno izračunajte številke za svojo črpalko; metoda je pomembnejša od primera.

Zasnova zanke proti kapljanju: rezervoar, šoba in krmilnik

Rezervoar naj bo nizek, črpalka pa pod nivojem smole, kjer je to mogoče, tako da dovod ostane poplavljen in samosesalna črpalka nikoli ne lovi zraka. Neprozoren rezervoar z majhno odprtino preprečuje fotopolimer pred svetlobo; okluzija v cevi, ne ventil, je tisto, kar ustavi sifoniranje, če je rezervoar nad kadjo.

Konica šobe mora biti dovolj majhna, da površinska napetost drži meniskus med cikli. Široko odprt konec cevi vabi kaplja; manjša odprtina ali rahel poševnik navzgor na izhodu daje povratnemu impulzu nekaj, kar lahko potegne. Potek praznjenja naj bo čim krajši, tako da prostornina umika deluje na šobo, ne pa na elastičnost dolge cevi. Če je dobro opravljeno, je rezultat zaloga smole za 3D tiskalnik SLA/DLP brez kapljic, ki ne potrebuje pladnja za kapljanje pod šobo.

Senzor nivoja in preprost krmilnik zapreta zanko. Fotoelektrični senzorji, ki se ne dotikajo smole, so najmanj neurejena možnost; krmilnik zažene črpalko pri spodnji nastavljeni točki, jo ustavi pri zgornji in zažene povratni impulz po vsaki zaustavitvi. Skoocomov vodnik za ponovno polnjenje smole opisuje isto zanko senzorja in krmilnika za avtomatizacijo tiskalnika SLA, vodnik za primerjavo črpalke pa pojasnjuje, zakaj peristaltik zmaga v tej nalogi.

Izboljšanje kakovosti tiskanja: kaj se spremeni na delu

Ko črta preneha kapljati, je opazno izboljšanje kakovosti tiskanja površina brez madežev, mehurčkov in motenj plasti ter raven smole, ki ostane tam, kjer senzor pravi, da je. Nič od tega ni kozmetično; vsak razred napake sledi mehanski okvari, ki jo izbira črpalke odpravi.

Oznake padcev izginejo, ker ni viseče kapljice, ki bi padla. Praznine mehurčkov izginejo, ker linija ostane polna in med cikli nikoli ne vstopi zrak. Premik nivoja izgine, ker rezervoarja ne izprazni noben sifon, tako da nastavljene točke senzorja dejansko nekaj pomenijo. Rezultat je čistejše nočno tiskanje, kar je bistvo avtomatiziranega sistema za dovajanje smole.

Merljivi znaki popravka na tiskalni farmi: manj neuspelih nočnih natisov iz suhih kadi ali prenapolnjenosti; brez ostankov smole na zaščitnih folijah, površinah LCD ali Z tirnicah; dosledni časi polnjenja, ker je linija vedno napolnjena; in manj časa, porabljenega za čiščenje šob in pladnjev za kapljanje.

V Skoocomovih terenskih opombah stranke poročajo o istem vzorcu: najprej izgine vidna zmešnjava okoli šobe, nato pa napake na sredini tiskanja izginejo, ko senzor nivoja začne nadzorovati sistem, ki dejansko drži nivo. Pričakujte, da se bo brisanje šob in čiščenje pladnja za zbiranje tekočine skrčilo na tedensko preverjanje namesto rituala vsakega polnjenja.

Kontrolni seznam za preprečevanje izcedka za sistem za dovajanje smole

Glava črpalke zapre cev v mirovanju; potrdite s testom zadrževanja vodnega stolpca.

Izpustna šoba ima majhno izvrtino in je med doziranjem nameščena blizu površine smole.

Impulz povratnega umika se sproži po vsaki ustavitvi in ​​je nastavljen tako, da v 60 sekundah ne pride do padca.

Rezervoar je neprozoren, odzračen in nameščen tako, da ostane dovod poplavljen ali znotraj sesalnega dviga.

Cevi so ocenjene glede na kemijo smole, zbiralnik pa ima filter za strjene delce.

Odmerek se kalibrira v liniji in ponovno kalibrira po menjavi cevi ali smole.

Pogoste pasti in vzdrževanje v zankah za dovajanje smole

Najpogostejše okvare pri dovajanju smole niso okvare črpalke; gre za okvare cevi, zraka in kemije, ki se pojavijo na črpalki. Diagnosticirajte jih v tem vrstnem redu in večina zank postane dolgočasno zanesljiva.

Prva past je napačen material cevi. Navadni silikon lahko po mesecih stika s fotopolimerom nabrekne, zmehča ali poči, nabrekla cev pa spremeni hitrost pretoka, preden vidno odpove. Izberite cevje, dokumentirano za vašo kemijo smole, in cev obravnavajte kot načrtovani potrošni material, ne kot stalni del.

Druga past je zrak. Zrak vstopa skozi zbiralnik, ki se pojavi v rezervoarju za praznjenje, skozi šobo, ki ostane odprta pod nivojem smole med mirovanjem, ali skozi priključek, ki pušča. Po kakršni koli zamenjavi rezervoarja izpraznite cev in postavite zbiralnik tako, da ostane potopljen, dokler senzor nivoja ne ustavi zanke.

Tretja past so utrjeni odpadki. Smola se strdi povsod, kjer se srečata svetloba in čas, vključno z notranjostjo zajemalne cevi in ​​na konici šobe. Grobi filter na zbiralniku preprečuje, da bi delci prišli do črpalke, brisanje konice šobe ob koncu dneva pa prepreči strjene pokrovčke, ki blokirajo naslednji povratni impulz.

Ritem vzdrževanja zanke za dovajanje smole: mesečno preglejte cev glede oteklin, razpok ali ravnih madežev; vsak dan obrišite konico šobe; čiščenje po vsaki menjavi rezervoarja; zamenjajte cev pravočasno ali ob prvih znakih poškodbe; in ponovno zaženite kalibracijo odmerka po vsaki zamenjavi cevi, izvrtine ali smole.

Nobena od teh nalog ne potrebuje odprte črpalke. Cev je celotna servisna pot tekočine, kar je prednost vzdrževanja, zaradi katere so peristaltične zanke praktične za majhne trgovine z več stroji.

Pogosto zastavljena vprašanja

Spodnja vprašanja pokrivajo podrobnosti, ki jih kupci zastavljajo, ko oblikujejo sistem za dovajanje smole proti kapljanju. Vsak odgovor je napisan samostojno in ga je mogoče neposredno citirati.

Kako preprečite kapljanje iz peristaltične črpalke?

Zaustavite rotor z zaprto cevjo, nato zaženite kratek vzvratni impulz, da potegnete meniskus nazaj v šobo. Zamašena cev zapre napeljavo, tako da med mirovanjem nič ne odteče, povratni impulz pa odstrani majhno visečo kapljico, ki jo na konici pusti površinska napetost. Nastavite utrip tako, da opazujete šobo 60 sekund po vsakem postanku.

Ali lahko peristaltična črpalka posesa nazaj smolo?

ja Obračanje rotorja potegne tekočino iz izpustne cevi, kar potegne meniskus šobe nazaj in očisti konico, natanko tako kot umik filamenta na tiskalniku FDM. Odvzeti volumen je nadzorovan z obratnim časom in hitrostjo, običajno z delčkom mililitra, in je ponovljiv, ker peristaltični pretok sledi hitrosti rotorja v obe smeri.

Ali mikroperistaltična črpalka preprečuje sifoniranje iz dvignjenega rezervoarja?

Da, medtem ko je rotor ustavljen in cev ostane zamašena. Stisnjena cev je zaprta pregrada, tako da tlačni tlak iz dvignjenega rezervoarja ne more potisniti smole skozi črpalko. Zato lahko peristaltične zanke uporabljajo postavitve s pomočjo gravitacije, ki bi sifonirale z zobniško ali centrifugalno črpalko.

Kateri tip črpalke je najboljši za sistem za dovajanje smole?

Za dovajanje smole proti kapljanju, samosesalno, ki zahteva malo vzdrževanja, je mikro peristaltična črpalka praktična izbira, ker se smola v mirovanju dotika samo cevi in ​​tesnila napeljave. Zobniške in membranske črpalke lahko dozirajo smolo, vendar dodajo povratne ventile, čiščenje in tveganja povratnega odvajanja, ki jih odstrani peristaltična zasnova. Skoocomov primerjalni vodnik podrobno obravnava kompromise.

Kaj je dostava z nizkim utripom in kdaj je pomembna?

Dovajanje z nizkim impulzom pomeni, da so sunki pretoka črpalke dovolj majhni, da ne motijo ​​aplikacije. Pomembno je za doziranje na osnovi šob, senzorje nivoja in smole z nizko viskoznostjo, ki se zlahka penijo; manj pomembno je pri polnjenju kadi, kjer se smola zlije v bazen. Preverite obnašanje pulza črpalke pri vaši delovni hitrosti, preden se zavzamete.

Ključni zaključki

Nizanje in kapljanje smole izvirata iz nezatesnjene linije, ne iz smole; črpalka, ki tesni svoj vod, odstrani glavni vzrok.

Okluzija v mikro peristaltični črpalki deluje kot vgrajen povratni ventil: brez povratnega toka, brez sifona in cev, ki med polnjenji ostane polna.

Kratek vzvratni tek omogoča aktivno umik, tekoči ekvivalent umika filamenta FDM, in je uglašen s časom in hitrostjo vzvratne vožnje.

Izberite črpalke glede okluzije v prostem teku, zmožnosti samosesanja, linearnega nadzora hitrosti in združljivosti s cevmi; umerite odmerek sproti po vsaki menjavi cevi ali smole.

Izplačilo je izboljšanje kakovosti tiskanja, ki ga lahko vidite: brez madežev, brez mehurčkov, stabilne ravni smole in čistejše nenadzorovano tiskanje.

Retrakcija smole za dovodno cev za tekočino pomeni dve stvari: zatesni cev v mirovanju, nato zaženi kratek sesalni impulz, preden se šoba premakne.

Gradite sistem za dovajanje smole proti kapljanju in niste prepričani, katera mikro peristaltična črpalka ustreza vašemu pretoku, napetosti in kemiji cevi? Opišite svojo zanko Skoocomu na strani za povpraševanje na www.skoocomtech.com/inquiry in prejmite brezplačen pregled izbire črpalke z nasveti o združljivosti cevi in ​​vzorčnimi pogoji za laboratorijsko testiranje, nakup ni potreben.