Čista izbira, ki krepi visoko natančno kontrolo tekočine v 3D tiskanju

Na prvi pogled

Princip - kompresija cevi (peristaltika), pozitivni premik; tekočina se dotika samo notranjosti cevi.

Različice - SC2201RPW je na voljo v navitjih 3 V DC, 6 V DC in 12 V DC.

Razred pretoka - 20-50 ml/min, nastavljen s hitrostjo motorja in izvrtino cevi in ​​ne z ventilom.

Poudarek na oblikovanju - dolga življenjska doba vmesnika cevi in ​​valjev, tako da menjave cevi ostanejo pred načrtovanim vzdrževanjem.

Najboljše prileganje – natančno doziranje, linije za črnilo in reagente, dovod veziva in splakovalni krogi, kjer navzkrižna kontaminacija ni sprejemljiva.

Kaj pomeni "čisto" v črpalki, ki se dotika le svoje cevi

"Pure" opisuje tekočo pot, ne zaključka. V SC2201RPW tekočino potiskajo valji, ki stiskajo upogljivo cev, tako da je namočena površina notranjost te cevi: v toku ni zobnikov, batov, tesnil in povratnih ventilov. Zamenjajte cev in pot tekočine je spet nova.

Ta izbira zasnove pojasnjuje večino obnašanja črpalke. Brez vrtečega se dela znotraj toka ni ničesar, kar bi lahko korodiralo ali žolčilo, in ni zračnosti, ki bi se obrabljala in omogočala, da tok odnaša. Brez ventilov lahko črpalka deluje na suho, vzvratno in drži cev s tekočino. Cena je v tem, da je pretok odvisen od elastičnosti cevi, zato je cev hkrati natančen in obrabni del.

Razmočena pot, v primerjavi

Tri družine črpalk, ki se uporabljajo v in okoli 3D-tiskalnikov, obravnavajo iste tekočine na zelo različne načine in ta razlika odloča o rutinah čiščenja in času menjave.

Kakšna čistost kupi potek dela 3D-tiskanja

Praktične pridobitve se kažejo na ravni poteka dela. Linije veziva, reagenta, črnila in podpornega materiala imajo vsaka svojo lastno kemijo in kakršna koli skupna notranja prostornina postane pot kontaminacije, ko se zgradba spremeni. Podajanje, ki temelji na cevi, ohranja to tveganje znotraj komponente, ki jo je mogoče zamenjati v nekaj minutah, preprečuje tekočino stran od maziv in toplote motorja ter omogoča tiskalniku za več materialov, da določi čisto pot preprosto z zamenjavo cevi.

Znotraj SC2201RPW: Pet plasti, ki odločajo o njegovem vedenju

Črpalko je najlažje določiti in odpraviti težave kot pet funkcionalnih plasti: pogon, rotor in valji, cev, glava, ki jo drži v poravnavi, in priključki za tekočino. Vsaka plast ima drugačen nabor parametrov, tako da težava, ki je videti kot šibka črpalka, običajno sledi eni specifični plasti.

Plastenje je najpomembnejše, ko se zgradba premakne s prototipa na mizo na stroj, ki deluje nenadzorovano. Na klopi se črpalka obrne ali pa ne; v stroju so vprašanja ponovljivost pretoka, življenjska doba cevi in ​​obnašanje, ko se vod zamaši. Ta vprašanja pripadajo različnim slojem, zato so določena ločeno.

1. sloj: pogon

Pogon pretvarja električno energijo v vrtenje. SC2201RPW je na voljo v različicah 3 V, 6 V in 12 V, napetost navitja pa nastavi tok, ki ga porabi določen izhod: nižja kot je napetost, višji je tok. Hitrost je nadzor pretoka na peristaltični črpalki, motor z gonilom pa zamenja hitrost za navor, ko dolg izpustni vod poveča obremenitev.

2. sloj: rotor in valji

Valji so okluzijski elementi. Vsak valj splošči del cevi in ​​potisne tekočino pred seboj, medtem ko se cev vrne zadaj in potegne svežo tekočino vase. Več valjev daje manjše impulze in krajši razpon tesnjenja; manj valjev omogoča daljši in nežnejši cikel stiskanja. Geometrija valjev in pritisk vzmeti določata, kako močno je cev stisnjena, kar uravnava natančnost pretoka in utrujenost cevi.

3. sloj: cev

Cev je edini zmočeni del in določa pretok na vrtljaje, kemično združljivost in življenjsko dobo. Silikon je splošna izbira za vodna črnila in reagente; zmogljive cevi se uporabljajo tam, kjer daljša življenjska doba ali boljša kemična odpornost upravičuje ceno. Velikost izvrtine določa pretočno prostornino na prehod, debelina stene določa obnovitev, trdota pa določa, kolikšen pritisk lahko ustvari črpalka, preden cev naraste namesto tesnjenja.

4. sloj: glava in zadrževanje

Glava drži cev pri pravi napetosti in poravnavi, tako da jo vsak valj stisne za predvideno količino. To je tudi toplotna pot, ker ponavljajoče se stiskanje ustvarja toploto, ki mora zapustiti sklop. Objemke, ki so preveč ohlapne, pustijo cev lezeti in zmanjšajo pretok; pretesne objemke ga preveč stisnejo in skrajšajo njegovo življenjsko dobo brez dodajanja koristnega pretoka.

Plast 5: priključki za tekočine

Priključki, sesalni vod, tlačni vod in polnjenje dopolnjujejo sistem. Kratek, dobro podprt sesalni tok z veliko izvrtino pravilno dovaja cev; dolga, ozka ali strgajoča se linija ga izčrpa in povzroči klasičen simptom črpalke, ki deluje hitro, vendar daje malo. Dolžina in višina izpusta določata, kolikšen tlak mora črpalka premagati, preden priteče tekočina.

Delovna ovojnica: štiri številke in kako medsebojno delujejo

Štiri številke določajo ovojnico: napajalna napetost, pretok, tlak, ki ga lahko drži cev, in delovni cikel. Trgujejo drug proti drugemu, zato delovna točka, ki izboljša eno, običajno stane drugo. Potrdite vrednosti v podatkovnem listu za dejansko nameščeno cev, ker cev določa dva od štirih.

V spodnji tabeli je zbrano, kaj model prinese v gradnjo in kaj je treba potrditi s podatkovnim listom, preden se stroj odjavi. Zadnji stolpec obravnavajte kot inženirsko nalogo, ki sledi nakupu, ne kot neobvezno papirologijo.

3 V, 6 V in 12 V: kaj se dejansko spremeni

Različice napetosti ne spremenijo principa; spremenijo električno kupčijo. 12 V navitje porabi manj toka za enak izhod in ustreza 24 V tiskalniku prek majhnega pretvornika ali 12 V dodatne tirnice. Različica 6 V se združuje s 5 V arhitekturo. Različica 3 V črpa največji tok, zato so velikost prevodnika, priključki in nazivna vrednost gonilnika pomembnejši od same napetosti.

Praktično pravilo je, da izberete različico, katere napetost stroj že proizvaja čisto, nato dimenzionirate gonilnik in varovalko za najvišji tok, ki ga črpalka lahko zahteva. Nadzor hitrosti pride za tem, običajno kot PWM na stopnji gonilnika in ne kot sprememba napetosti, ker znižanje napajalne napetosti zmanjša navor in hitrost.

Pretok: od 20 do 50 ml/min

Pretok določata dve stvari: koliko tekočine izpodrine en valjček in koliko prehodov se zgodi na minuto. Premik na prehod sledi izvrtini cevi in ​​debelini stene, tako da zamenjava cevi premakne celotno krivuljo pretoka. Spodnja tabela temelji na aritmetiki z ilustrativnim premikom, ki je najhitrejši način za prikaz, kako je dosežen pas 20–50 ml/min.

Preberite tabelo v obratni smeri, ko določite: določite pretok, ki ga potrebujete, nato preverite, ali je hitrost, potrebna za dosego tega, udobna za motor in cev. Hitrosti, ki potisnejo črpalko na zgornjo mejo, povečajo pulzacijo, toplota in cev se skupaj obrabita, zato je delovna točka na sredini pasu običajno boljša proizvodna nastavitev.

Protitlak in dvig sesanja

Peristaltične črpalke so omejene s cevjo in ne z ventilom. Ko se izpustni tlak dvigne, se stena cevi potisne nazaj proti valju in tesnjenje se poslabša, zato pretok upade, čeprav se motor še naprej vrti. Na sesalni strani deluje enaka elastičnost: cev se mora popolnoma obnoviti po vsakem prehodu valja, zato dolgotrajno sesanje ali viskozna tekočina zmanjšata dovod, tudi če nič ni blokirano.

Delovni cikel in temperatura

Pri neprekinjenem delovanju se glava črpalke segreje in cev jo prva zazna. Toplota pospeši stiskanje, zato lahko cev, ki se ohlaja več sto ur, odpove veliko prej v zaprtem ohišju brez pretoka zraka. Držite glavo v premikajočem se zraku, kjer stroj to dopušča, in beležite temperaturo glave ali tekočine med vzdržljivostno vožnjo, namesto da predpostavljate, da jo pokriva slika okolja.

Kjer je mikro črpalka 20–50 ml/min primerna za 3D tiskanje

Mikročrpalka 20–50 ml/min pokriva tekoče naloge, ki se nahajajo med kapalko in tlačno gnanim ekstruderjem: doziranje veziva in reagenta, dovajanje in kroženje črnila, dovajanje podpornega materiala, keramična in biološka črnila z nizko vsebnostjo trdnih snovi ter čistilne ali splakovalne linije. To je napačno orodje za trdo pasto z visoko trdnostjo.

Razlika je pomembna, ker 3D tiskanje obsega ogromen razpon viskoznosti. Peristaltično doziranje ima tanek del, kjer tekočina zlahka teče, zahteva po tlaku je skromna in ponovljivost šteje več kot sila. Keramična pasta, polnjeni polimeri in drugi sistemi z visoko trdnostjo imajo debelejši del, kjer prevladujeta tlak in navor, pravilen odgovor pa je druga družina črpalk.

Za ekipe, ki potrebujejo korak nanosa, potrjen na pravi strojni opremi in ne na namizni napravi, so izdelave z ekstruzijo materiala in preskusi postopkov na voljo prek Superior'sStoritev 3D tiskanja, kjer sta tekočinska linija in sistem gibanja kvalificirana skupaj.

Kjer ne paše

Tri naloge sedijo zunaj ovojnice te črpalke. Keramična pasta z visoko trdnostjo in druge toge formulacije potrebujejo pritisk in navor, ki ju črpalka z mikrocevkami ne more ekonomično zagotoviti. Abrazivna gošča napada cev od znotraj, tako da življenjska doba cevi postane prevladujoči strošek in ne postavka vzdrževanja. Trajno visokotlačno dovajanje v majhno šobo lahko razcepi cev in preplavi stroj. Ko se zgradba premakne v to smer, se vprašanje izbire spremeni iz hitrosti črpalke v družino črpalk.

Integracijska pravila za zgradbo tiskalnika

Črpalko namestite tako, da lahko cev poteka kratko in naravnost, podprite izpustni vod, držite glavo v premikajočem se zraku in napolnite pred prvo gradnjo. Osem pravil pokriva odločitve o namestitvi, ki najpogosteje odločajo, ali se mikro črpalka obnaša v stroju.

Sesalni vod naj bo kratek in širok, kolikor je praktično; vsak dodaten centimeter doda trenje, ki ga mora cev premagati.

Glavo črpalke namestite pod nivo tekočine, kjer to omogoča rezervoar, tako da gravitacija pomaga pri polnjenju.

Izogibajte se ostrim zavojem in tesnim sponkam, ker pregib spremeni obnovitev cevi in ​​s tem krivuljo pretoka.

Mehansko podprite izpustni vod, da njegova teža ne visi na glavi ali priključku.

Pustite cev prosto na obeh koncih glave, da se lahko rahlo premika, ko je stisnjena.

Motor in glavo naj bosta v gibljivem zraku, saj je toplota najmanj viden sovražnik cevi.

Namestite sesalno cedilo, ko lahko tekočina prenaša delce, in ga servisirajte po urniku.

Označite cev s številko dela in datumom namestitve, da bo zgodovina zamenjav vidna na stroju.

Pulzacija: težava in tri rešitve

Valji dovajajo tekočino v ločenih paketih, zato izpustni tlak valovi na frekvenci valja. Za doziranje na odprto površino je valovanje neškodljivo, ko so impulzi majhni glede na ciljno prostornino; pri dovajanju šobe se lahko pokaže kot površinska tekstura. Delujejo trije popravki: zvišajte frekvenco impulza, dodajte majhen dušilni volumen navzdol ali časovne impulze na poti gibanja.

Priprava in upravljanje mehurčkov

Zrak je najpogostejši razlog, da nova instalacija ne daje dovolj. Cev mora biti napolnjena, preden lahko koristno izpodriva tekočino, mehurček pa deluje kot vzmet, ki absorbira vsak prehod valja. Polnite pri zmerni hitrosti z odprtim izpustom, preverite premikanje meniskusa in pustite sesalni dovod potopljen, ko nivo pada. Če tekočina izpusti pline, po vsaki menjavi rezervoarja ponovno napolnite.

Izbirate lahko med različicami 3 V, 6 V in 12 V

Izberite različico, ki jo naprava že lahko čisto napaja: 12 V, kjer obstaja tirnica 12 V ali 24 V, 6 V, kjer je na voljo samo tirnica 5 V, in 3 V samo, če sta napajanje in gonilnik dimenzionirana za večji tok, ki ga porablja.

Električna integracija sledi isti logiki kot vsaka majhna enosmerna obremenitev tiskalnika, z dvema razlikama. Črpalka je motor, zato raje potrebuje preklopno stopnjo kot logični zatič in povratno pot preko sponk. Poleg tega je dozirni element, zato je stabilnost hitrosti pomembna prav tako kot zmožnost zagona: dovod, ki se zmanjša pod obremenitvijo grelnika, spremeni pretok sredi gradnje.

Pogon črpalke iz elektronike tiskalnika

Plošča ne napaja črpalke; signalizira vozniku, ki to počne. En sam nizkostranski N-kanalni MOSFET z zapornim uporom, potezno in povratno diodo pokriva večino zgradb, pod pogojem, da je naprava na logičnem nivoju in ocenjena nad zastojnim tokom črpalke, tok pa prihaja iz tirnice z višino prostora. Celoten nabor preverjanj je v spremljevalnem vodniku naujemanje napetosti in toka matične plošče.

PWM, natančnost hitrosti in preverjanje pretoka

PWM je običajen način za nastavitev hitrosti črpalke in za brušeni enosmerni motor deluje dobro, ko preklopna frekvenca ustreza mehanski obremenitvi in ​​ne ventilatorju. Ohranjajte čas cikla v območju milisekund, nastavite najnižjo delovno vrednost, pod katero se črpalka čisto ustavi, namesto da bi ostala vroča, in ponovno umerite po vsaki spremembi cevi, tekočine ali višine izpusta. Izmerjeni odmerek zabeležite vpregled in preverjanje pretokarutina.

Načrtovanje življenjske dobe cevi, ne samo življenjske dobe črpalke

Življenjsko dobo cevi porabijo kompresije, ne ure: vsak prehod z valjem stane del nazivne življenjske dobe cevi. Prepolovitev hitrosti približno podvoji servisni interval, zato mora urnik menjave cevi slediti dejanskemu delovanju in ne koledarju.

Aritmetika je dovolj preprosta, da jo lahko izvedete pred zagonom. Pomnožite število valjev s hitrostjo gredi za kompresije na minuto, pomnožite s šestdeset za kompresije na uro in to primerjajte z nazivnim številom za cev v uporabi. Zaženite isti izračun pri najhitrejših in najpočasnejših nastavitvah recepta, najslabši primer pa postane načrt vzdrževanja.

Nadomestni urnik, ki deluje v proizvodnji

Razporedite po stiskanju in ne po tednih. Zabeležite številko dela cevi, datum namestitve, nastavitev tekočine in hitrosti, nato nastavite interval zamenjave na približno dve tretjini izračunane življenjske dobe, tako da sprememba recepta ali vroč teden ne potisne cevi čez mejo. Odčitek pretoka, ki pada pri fiksni hitrosti, obravnavajte kot prvi znak utrujenosti cevi.

Kontrolni seznam za zagon in kalibracija ob prvem zagonu

Zaženite črpalko v sedmih korakih: namestite, napolnite, nastavite varno hitrost, umerite dovedeno prostornino, preverite pulziranje in puščanje, zabeležite delovno točko in zapišite interval zamenjave cevi. Kalibracijski zapis je tisto, kar spremeni delujoči prototip v ponovljiv proces.

Črpalko namestite tako, da bo cev kratka in ravna, da bo glava v gibljivem zraku in da bo sesalna odprtina pod nivojem rezervoarja.

Polnite pri zmerni hitrosti z odprtim izpustom in pred prvim odmerjanjem preverite, ali je cev polna.

Začnite pri nizki obremenitvi, jo dvignite, dokler se črpalka zanesljivo ne vrti, in zabeležite najmanjšo obremenitev, pri kateri se zažene brez zaustavitve.

Umerite z odmerjanjem na tehtnico ali v merilni valj; uporabite dovolj velik odmerek, da je napaka pri branju majhna, in ga ponovite trikrat.

Preverite pulziranje pri delovni hitrosti in dodajte dušenje, če nanos kaže valovanje.

Zabeležite delovno točko: številko dela cevi, obremenitev, izmerjeni pretok, temperaturo tekočine in višino izpusta.

Nastavite interval menjave cevi na približno dve tretjini izračunane življenjske dobe in ga zabeležite na stroju.

Dva preverjanja spadata v isto sejo, čeprav nobeno ni del umerjanja. Enkrat si oglejte, kako se črpalka zažene proti omejenemu izpustu, tako da je obnašanje blokiranega voda znano vnaprej. In izmerite napajalno napetost na črpalki, medtem ko so grelniki in motorji aktivni, saj lahko tirnica, ki je videti zdrava na mizi, med dejanskim delom povesi.

Kadar je treba sistem s tekočino kvalificirati za proizvodnjo in ne za predstavitev, pomaga, če se odlaganje in strojna oprema potrdita skupaj. Pošljite specifikacijo tekočine, odmerek na plast in geometrijo izpusta ztakojšnja zahteva za ponudboin potrdili bomo konfiguracijo črpalke in načrt gradnje, preden bo karkoli naročeno.

Pogosto zastavljena vprašanja

Pet vprašanj se najpogosteje pojavi, ko je cevna črpalka določena za tiskalnik: kaj lahko in česa ne črpa, kako je nastavljen pretok, kako se razlikujejo napetostne različice, kako dolgo zdrži cev in kako se črpalka obnaša, ko se črta zamaši.

Ali lahko SC2201RPW tiska keramično pasto ali druge materiale z visoko viskoznostjo?

Ne toge paste z visoko trdnostjo, ki se uporabljajo za robocasting, ker je cevna črpalka omejena s tlakom, ki ga lahko zadrži njena cev, in ne z navorom motorja. Keramična suspenzija z nizko vsebnostjo trdnih snovi ali hidrogel, ki zlahka teče, je del te črpalke. Če tekočina potrebuje ram, vijačno ali zobniško črpalko z zahtevano hitrostjo, je črpalka z mikrocevkami napačna družina.

Kako se nastavi pretok na peristaltični črpalki?

Pretok je zmnožek prostornine, premaknjene na valjčni prehod, in števila prehodov na minuto, tako da je hitrost krmilna ročica, cev pa umeritvena konstanta. Praktična rutina je določiti številko dela cevi, nastaviti hitrost, ki ustreza ciljnemu odmerku, izmeriti dostavljeno prostornino in nato oboje skupaj zabeležiti. Zamenjava cevi ponastavi kalibracijo in zahteva novo meritev.

Kakšna je razlika med različicami 3 V, 6 V in 12 V?

Razlikujeta se v električni kupčiji in ne v principu črpanja. 12 V navitje porabi manj toka za določen izhod in ustreza stroju z 12 V ali 24 V tirnico; pari različic 6 V s 5 V arhitekturo; 3 V različica črpa najbolj tok in nagrajuje kratke, debele kable. Povečajte gonilnik, varovalko in napeljavo za naval in zastoj, ne pa za vožnjo.

Kako dolgo traja cev in kaj se ji konča?

Življenjska doba cevi se porabi pri stiskanju, zato število valjev in hitrost gredi določata, kako hitro se porabi nazivno število. Kemija, delci, protitlak in toplota ga še skrajšajo, pri čemer prekomerno stiskanje in toplota naredita najbolj nevidno škodo. Ker utrujena cev izgubi pretok pri fiksni hitrosti, preden vidno odpove, jo zamenjajte po izračunanem urniku in obravnavajte upadanje pretoka kot zgodnje opozorilo.

Kaj se zgodi, če se izpustni vod zamaši?

Pri večini namestitev se motor še naprej vrti, medtem ko tesnilo cevi zdrsne, tako da je takojšnji učinek izguba pretoka in ne zastoj. Če se blokada nadaljuje, se poveča pritisk na steno cevi in ​​cev lahko zleze ali se razcepi na valjčnem tiru. Zaznajte ga s tlakom praznjenja ali tokom motorja, kjer to zahteva proces, in preizkusite blokiran vod enkrat med zagonom.