Hívjon minket bizalommal! 06-1-210-0286
Információ:
Hívjon minket bizalommal!

Híreinkből

Hotend: élettartam, működés és tippek

Egy bq hotend metszete: (1) nyomtatószál (2) PTFE betét (3) hűtőbordák (4) heatbreak – átmeneti zóna (5) fúvóka (6) a fúvóka alsó nyílása

Bizonyára mindenki, aki 3D nyomtatással foglalkozik, találkozott már a hotend problémájával valamilyen formában. Röviden bemutatjuk az alaktrész működését, illetve megpróbáltuk összegyűjteni azokat a tippeket, melyekkel hotendünk élettartama maximalizálható.

A hotend a 3D nyomtató szíve. Aligha van ennél nagyobb létfontosságú alkatrész gépünkben, már ha leszámítjuk a vezérlést, ami a kvázi agyként funkcionál. Itt történik a nyomtatószál megolvasztása, illetve adagolása is.  Nem áll sok alkatrészből – akár házilag is legyártható- , mégis folyamatos, nagy igénybevételnek van kitéve. Hiába a gyártók által belefektetett sok száz fejlesztési munkaóra, hiába a modern gyártási technikák és anyagok alkalmazása, szinte biztosan állítható, hogy élettartama rövidebb lesz, mint nyomtatónké. Mivel kiesése a termelés leállását eredményezi, mindenképpen érdemes odafigyelni rá. Megpróbáltuk összegyűjteni azokat a tippeket, melyek segíthetnek maximalizálni az élettartamot.

Mi történik pontosan a hotendben?

Hogy megértsük, miért is ilyen nagy az igénybevétel, fussuk át egy teflonbetétes hotend felépítését, illetve működését. Ilyen konstrukció található a legtöbb asztali 3D nyomtatóban, így például a Witbox 2.0-ban is. A nyomtatószálat (1) az extruder fogaskerekei direkt (direct drive) vagy indirekt (bowden drive) módon a hotend felső nyílásába tolják, ami ebben az esetben a cső alakú, PTFE anyagú teflonbetét (2). Ennek szerepe, hogy a hő hatására meglágyuló, megolvadó filament ne tapadjon hozzá a hotend falához, meggátolva ezzel az áramlást. Gondoljunk csak a teflonbevonatú serpenyőnkre, itt ugyanez játszódik le kicsiben. Ennek a felső fázisnak a hűtését hűtőbordák biztosítják (3).

A hűtés több okból is nagyon fontos:

  • A PTFE (politetraflouretilén) olvadáspontja 326 °C, de az anyag már 260 °C-on elkezd lágyulni, alkalmazása efelett nem ajánlott. Ezek a számok pillanatnyi hőterhelést jelölnek, gondoljunk viszont bele, több száz óra nyomtatás alatt mekkora hőmennyiség éri a betétet, kifejezetten annak alsó részét, mely közvetve vagy közvetlenül, az üzemi hőmérsékletű fúvókával érintkezik. Ez a kumulált hőmennyiség vezet az anyag elöregedéséhez, a betét elhasználódásához. Előfordulhat, hogy soha nem melegszik fel jobban 210 °C-nál, mégis, kémiai kötések szakadnak és alakulnak át, anyagunk pedig folyamatosan veszít eredeti tulajdonságaiból.
  • Megfelelő hűtés híján az átmeneti zóna (4) többszörösére nő, ezzel megnő a felolvadt állapotú filament mennyisége is, mely például jelentősen megnehezíti a visszahúzás (retraction) folyamatát, ezzel rontva a nyomtatási minőséget.

 

Alig látható a deformáció, viszont komoly problémát tud okozni. Háttérben a cserealkatrész

De térjünk vissza a folyamatábránkhoz, melyen eljutunk a teflonbetét és a fúvóka találkozásához (4). Ez a pont a legtöbb probléma keletkezési helyszíne. Itt találkozik a fémből (általában sárgaréz vagy acél) készült fúvóka felső pereme és a teflonbetét karimája. Konstrukciótól függően ide még egy plusz fém alkatrész (heatbreak) is kerülhet. Nem nehéz kitalálni, hogy a PTFE és a fúvóka, illetve a hotend szerkezeti anyaga (acél vagy alumínium) jelentősen eltérő hőtágulási együtthatóval rendelkezik. Ha összeszereléskor sikerült is precízen összeillesztenünk az alkatrészeket, felfűtéskor rés keletkezhet, melybe rövidesen olvadt műanyag kerül, mely a hotend csepegését, illetve eldugulását fogja eredményezni. Ez mindenképpen bekövetkezik előbb vagy utóbb, de legkésőbb akkor, ha a PTFE betétünk elér élete alkonyára, deformálódik és utat enged az olvadék nyomásának.

Hotendünk kevésbé érzékeny, de legalább ilyen fontos alkatrésze a fúvóka (5), melynek nyílásán préselődik ki felolvasztott anyagunk (6). A fúvóka élettartama kevésbé a hőmérséklettől, sokkal inkább az alkalmazott anyagoktól függ, illetve azok szennyeződéseitől, melyek ráégnek a belső felületre, esetleg koptatják azt (kompozit filamentek esetén).

Csak teflonos hotend létezik?

Joggal tehetjük fel a kérdést, miért alkalmazzunk 3D nyomtatónkban PTFE betétes hotendet ha létezik PEEK betét, illetve all-metal, azaz tiszta fémből készülő variáció is? A PEEK egy keményebb, hőterhelésre kevésbé érzékeny anyag a PTFE-nél, így elméleti síkon hosszabb élettartammal számolhatunk. Komoly hátránya azonban, hogy nagyobb a súrlódás, így nő hotendünk ellenállása, mely egy sor egyéb problémához vezethet. Hasonló kompromisszumokat jelent egy all-metal alkatrész használata, itt az alkalmazott filamentben levő szennyeződések okozhatnak fejfájást, melyk első adódó alkalommal ráégnek a belső falra. Ilyen hotendet álltalában kizárólag ABS-t és egyéb nagy tisztaságú ipari alapanyagokat nyomtató készülékekben találunk, alkalmazása PLA-val komoly odafigyelést igényel.

Végstádium: itt már alapos takarításra kell készülni

Mégis meddig használhatok egy hotendet?

Tapasztalataink szerint egy hotend élettartama általában 100 és 1.000 3D nyomtatási óra körülire tehető, nagytisztaságú alapanyagok használatával is maximum 2-3.000 óra érhető el. Ilyenkor jelentkeznek a elhasználódás első tünetei a következő sorrendben: kattogó extruer, hiányos extrudálás, kihagyás, csöpögés, esetleg füstölés. A hotendet legkönnyebben úgy ellenőrizhetjük, ha lecsatlakoztatjuk az extruderről és felfűtött állapotban kézzel próbáljuk adagolni a filamentet. Amennyiben jelentős ellenállást érzékelünk, szinte biztosak lehetünk a hiba okában. Legtöbb esetben egy alapos és szakszerű tisztítás, a kopó részek, így az esetleges PTFE/PEEK betét és a fúvóka cseréje után újabb sok száz órát nyomtathatunk. All-metal hotendek illetve jelentős folyás/szennyeződés esetén a tisztítás helyett gyakran az alkatrés cseréje jelenti a gazdaságos megoldást. Fontos, hogy ilyenkor az extruder adagolómechanizmusát is kitakarítsuk, ahol jó összegyűlt egy adag műanyagforgács.

Mire érdemes figyelni használat közben?

  • Nyomtatási hőfok: ne használjunk indokolatlanul magas hőmérsékletet! Ha filamentünk 190-200 °C-on is stabilan nyomtatható, ne emeljük meg ok nélkül. Ugyanakkor túl alacsony hőfokon se nyomtassunk, mert az extruder kattogásához vezethet (lásd lejjebb).
  • 3D nyomtatás sebessége: a túl magas nyomtatási sebesség azt eredményezheti, hogy az anyagnak nincsen ideje megolvadni, így a fúvókán se fog tudni átmenni. Magas hotendnyomás és egy jó adag műanyagforgács lesz az eredmény.
  • Felfűtött állapot: nyomtatás indítása előtt, illetve filament cseréjénél előfordulhat, hogy a felfűtött 3D nyomtatónkat percekre, vagy akár órákra otthagyjuk (esetleg ottfelejtjük) felfűtött állapotban. A legtöbb nyomtatóban ilyenkor életbe lép egy védelmi mechanizmus és egy idő után lekapcsolnak, azonban a teflonbetét viszonylag rövid idő alatt is képes károsodni. Ne felejtsük, az átfolyó filament is komoly hőmennyiséget visz el!
  • Használjunk megbízható forrásból származó, nagy tisztaságú filamentet. Minden szennyeződés beleéghet hotendünkbe, ha máshova nem, a fúvókába.
  • Figyeljünk a tiszta környezetre, a filament tárolására. A rátapadó por ugyanolyan kártékony a hotendbe jutva, mint az anyagban levő szennyeződések.
  • Ha kompozit (karbon, fa, gipsz stb.) filamentet használunk, az élettartam jelentős csökkenésével számoljunk. Az esetlegesen belekevert szerves anyagok megégése mellett léteznek kőzetszemcsés vagy karbonszálas kompozitok is, melyek a fúvóka anyagát erős kopásnak teszik ki.
  • Figyeljünk a helyes szintezésre! Még automata kalibráció esetén is előfordulhat, hogy a fúvóka és a tárgyasztal közötti távolság kisebb a szükségesnél. Ilyenkor az extruder motorja kattogásba kezd, mivel nem tudja a megfelelő mennyiséget kipréselni a fúvókán. Ha ilyet hallunk, azonnal javítsuk a szintezési hibát, vagy állítsuk le a nyomtatást. A megnövekedett nyomás mellett a kelekező műanyagforgács is problémát fog okozni és ha az aktuális nyomtatást be is tudjuk fejezni, hotendünk élettartama töredékére fog csökkenni hosszú távon.

 

Remélem tudtam újat írni a haladóknak is, további kérdések, problémák esetén keressenek minket bátran!

Fel szeretne iratkozni szakmai hírlevelünkre? Itt megteheti: https://3dee.hu/newsletter/

Comments (3)

  1. RSándor 2019-07-09 at 15:20 Reply

    Nekem all metál hotendem van és ABS-szel majdem egy évet kibír dugulás nélkül. Viszont PLA-val nagyon csínján kell bánni mert ha kicsit poros vagy öreg az anyag, azonnal kinyírhatja…

  2. Exec 2019-07-09 at 16:34 Reply

    Polirozott belselyu, titanbol (otvozet) keszult heatbreaket kell venni, akar kinait is, semmi gondod nem lesz a pla-val ha megfelelo a retract tavolsag.

    1. Klauser Gregor 2019-07-10 at 10:55 Reply

      Kedves Exec, köszönjük a tippet, valóban évről évre sok az újítás, reméljük elterjednek majd a hasonló megoldások!

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

Related Posts

A SpaceX Falcon 9 rakétájának sikeres leszállása előtti 3D nyomtatott tribute már elérhető

Ha egyáltalán érdekli a technológia, akkor ezen a héten lehetetlen volt kihagynia az űrrepülés...

Samsung USA szabadalmat kap a 3D holografikus okostelefonra

Vagy szereti, vagy utálja, de senki nem tagadhatja le, hogy a 2015-ös Karácsony az...

Csillagok Háborúja szuper rajongó 3D-ben nyomtatott két láb Csillagközi Rombolót épít

Az erő ezzel a készítővel van: Egy ambiciózus Csillagok Háborúja rajongó egy több ezer...

3d-nyomtatott-2meteres-capa-9
MASSIVit 3D-ben 2 méteres cápát nyomtat a vadászat elleni globális kampányhoz

A megdöbbentő új kutatások szerint évente 70 millió cápát ölnek meg törvénytelen és etikátlan...

jay leno 3d nyomtatott autóval
Jay Leno elviszi a Local Motors 3D nyomtatott autóját egy körre a nemzeti TV-n

Az egyik legünnepeltebb késő esti show személyiség mellett, aki egy legenda az autóipar rajongói...

3d űrhajó
Aerojet Rocketdyne befejezi az Orion űrhajó első 3D nyomtatott alkatrészeit

A 3D nyomtatás határozottan felfelé ível a repülőgépiparban. Mint azt a múlt héten írtuk,...

Stoptrükk ragadja meg az ünnepek szellemében 3D-ben nyomtatott Téli Csodaországot
Stoptrükk ragadja meg az ünnepek szellemében 3D-ben nyomtatott Téli Csodaországot

A rádióban, TV-ben, hirdetőtáblákon és bevásárlóközpontokban máris elárasztanak minket a hangos, kellemetlen, Karácsonyi-témájú reklámok,...

TIE vadászrepűlője 3D nyomtatott alkatrészekből
A Csillagok Háborúja játék TIE vadászrepűlője 3D nyomtatott alkatrészekkel behackelt egy valódi repülő drónba

Ma van december 17-je ami azt jelenti, hogy hivatalosan is beléptünk abba a varázslatos...

Dél Koreai kutatók kifejlesztették a felhasználó barát, kézi 3D scannert a $18-os okostelefonhoz csatlakoztatható scannert

A 3D scannelés azok közé a dolgok közé tartozik, amik papíron nagyon jól hangzanak,...

A hamarosan megjelenő Csillagok Háborúja filmből Jason Loo elképesztő, életnagyságú BB8 Droid-ot nyomtat 3D-ben

Halloween után figyelmünk általában szinte azonnal Karácsony felé fordul, az áruházak, bevásárló központok és...

Pieter Husmann bemutatja a Hélo-t, egy személyreszabott, 3D nyomtatott drótnélküli fülhallgatót

Az Eindhoven-ben tartott 2015-ös Németalföldi Tervezési Hét, néhány lenyűgöző, új alkalmazást és innovatív 3D...

audi nyomtatva
1936-os Auton Union Type C versenyaoutót nyomtat az Audi 1:2 méretarányban

Az Audi Szerszámgyártó, a német autógyártó egyik részlege elkészítette az Auto Union Type C,...

3d nyomtatással csonttörések gyógyítására
A Pittsburghi egyetem kutatói egy új 3D-vel nyomtatott eljárást fejlesztettek ki csontörések gyógyítására

Egy kéz vagy lábtörés eléggé hétköznapi sérülésnek tűnhet, ami a legtöbb esetben könnyen gyógyítható...

dinosaurus rekonstrukció 3d nyomtatással1
Új dinoszaurusz faj, az Ugrunaaluk kuukpikensis rekonstrukciója 3D-vel nyomtatott csontokból

A 3D nyomtatás technológiájában nem az a leglenyűgözőbb dolgok egyike, hogyan vezet minket a...

StarterMe 3D nyomtatás kezdő csomag3
Filamate kibocsátotta a StarterMe 3D kezdő nyomtató csomagot a Kickstarter-en

Közülünk sokak számára a 3D nyomtatás egy olyan technológia, amiről már hallottunk és ahogy...

avengers 3d nyomtatással
Bosszú Angyalai: „Ultron Kora” Vízió fantasztikus karakterének életre keltése 3D nyomtatóval

Csupán a mozifilm bevételből ítélve, a Bosszú Angyalai: Az Ultron Kora egy roppant sikeres...

3d nyomtatott sakk
Hogyan kezdenek dialógust Duchamp sakkfigurái a 3D nyomtatásról és a szerzői jogvédelemről

Az amerikai Scott Kildall és Bryan Cera tavaly megtervezte és létrehozta Marcel Duchamp saját,...

Garibaldi Farmer Órák
A 3D nyomtató segítségével debütáló Fantasztikus Garibaldi Farmer Órák az Indiegogo-n

Ahogy a 3D-s nyomtatás, lassan de biztosan minden szempontból elárasztja az otthonunkat és a...

rákbeteg kap 3D-vel nyomtatott akril csigolyát
A világon először egy Horvát rákbeteg kap 3D-vel nyomtatott akril csigolyát

Ma nemcsak a 3D nyomtatás területén, de világviszonylatban a rák elleni harcban is óriási...

3D-vel nyomtatott, GPS-szel felszerelt ’Restricta’ Fényképezőgép
A 3D-vel nyomtatott, GPS-szel felszerelt ’Restricta’ Fényképezőgép, ami megakadályozza, hogy sablonos fotók készüljenek a népszerű látnivalókról

Amikor a fényképezés először bevezetésre került, nem volt más mint egy speciális és komplikált...

3d nyomtatás antigravitáció3
3D nyomtatással készített “antigravitációs” eszközt egy vegyész

Sokan még ma is futurisztikus technológiaként tekintenek a 3D nyomtatásra, pedig Nyugaton az egyre...

3d nyomtatott drone
Hajóin nyomtat egyesi drónokat az amerikai haditengerészet

A 3D nyomtatással foglalkozó globális közösség egyik kedvenc játékszerei a drónok – a legváltozatosabb...

A NASA már teszteli a nyomtatott rakétát

Tesztüzemben a NASA új rakétája, mely nagyrészt 3D-nyomtatott elemekből áll.         (tovább…)

3D nyomtatott exoskeletonnal jótékonykodik a Magic Arms

A 3D nyomtatás segítségével a hagyományos gyártási módszerekhez képest töredékáron állíthatunk elő tökéletesen működőképes...

3d csokinyomtató
Új csokinyomtatót mutatott be a Choc Edge

Az ételek 3D-nyomtatása az iparág egyik legizgalmasabb, legpezsgőbb területe – nem is véletlenül, hiszen...

3d nyomtatott protézisek2
135 milliót kaszált a tőzsdén a nyomtatott protéziseket gyártó ConforMIS

Az additív gyártási technológiák a szemünk előtt forradalmasítják az orvostudományt, nem meglepő hát, hogy...

3d nyomtatott napelem hajlékony
Papírvékony 3D-nyomtatott napelemekkel vinnének energiát vidékre

Az alternatív energiaforrások és technológiák iránti megújult nagyfokú érdeklődés miatt, amely nem kis részben...

3d nyomtatott batman ruha
3D-nyomtatóval élethű Batman-ruhát is gyárthatunk

Iron Man és Samus után újabb komoly, profi 3D-nyomtatott jelmez jelent meg a cosplay-szcénában....

3d nyomtatott híd 11
A világ első 3D-nyomtatott hídját építik meg Amszterdamban

Amszterdam sok éve a turisták kedvelt célpontja, minden évben százezrek látogatnak a csodaszép városba....

Gondolatokkal irányítható robotkart fejlesztett egy 19 éves zseni

Bár rengeteg formabontó 3D-nyomtatott protetikus eszközt, művégtagot láthattunk már az elmúlt években, egyikük sem...

Föld alatti városokat, városi farmokat és 3D-nyomtatott házakat várnak a futurológusok

Hogyan fogunk élni a jövőben? Ez az egyik olyan kérdés, amely számtalan sci-fi témájú...

Percek alatt felépíthető 3D-nyomtatott házat terveztek

Az elmúlt években a 3D-nyomtatás bebizonyította, hogy sokkal innovatívabb terület, mint azt korábban bárki...

8-olcsó lábrögzítő készíthető 3D-nyomtatással
Könnyű, személyre szabható és olcsó lábrögzítő készíthető 3D-nyomtatással

A 3D nyomtatás az orvostudomány terén is jelentős hozzájárulásokat tesz, elsősorban a protetika terén...

3d nyomtatás cd és dvd-ből
Újrahasznosított CD-kből és DVD-kből gyártanak 3D-nyomtató töltőanyagot

Ahogyan egyre több 3D-nyomtató érhető el gyakorlatilag a felhasználók minden típusa számára, a töltőanyagok...

dron és 3d nyomtatás
Drónra szerelt 3D-nyomtatóval forradalmasítaná az ipart a Gansler

A technológiai áttörések általában a létező ipari eljárások hibáinak és korlátainak felismeréséből indulnak ki...

aerogel
Energiatárolásra alkalmas „folyékony füstöt” készítettek 3D-nyomtatással

A “folyékony füst” néven is emlegetett aerogél egy ultrakönnyű szintetikus, porózus anag, amelyet gélből...

3d nyomtatott cipő
Ezüstérmes lett a „Future” 3D-nyomtatott sportcipő

Nem új ötlet a 3D-nyomtatásban az esztétikus és kényelmes cipők nyomtatása, a múltban azonban...

osszd meg 3d scannelt képet 1
Scandy: 20 dollárért készíthetsz, oszthatsz meg és nyomtathatsz 3D-szkenneket

A New Orleansban működő Scandy vállalat új személyre szabott szolgáltatást indított, mellyel a szélesebb...

quadkopter 3d nyomtatással 1
Új kvadkopter-dizájnnal jelentkezett a Hovership

A 3D-nyomtatással foglalkozó közösségben rendkívül népszerűnek számítanak a nyomtatható kvadkopterek – ez nem is...

3d nyomtatással készített okos bringát a Ford 5
3D-nyomtatással fejleszt forradalmi okoskerékpárokat a Ford

Manapság nem vagyunk híján elképesztő terveknek, amelyek a közlekedés jövőjét forradalmasíthatják Elon Musk Hyperloop...

3d nyomtató legóból
LEGO-ból készített kézi 3D-nyomtatót egy diák

A legnagyobb újítások a sokszor nem titkos kormánylaborokból, több száz tudóst foglalkoztató intézetekből kerülnek...

3d-nyomtatott-gitár-2
Első alkalommal árvereztek el 3D-nyomtatott gitárt

Néhány évvel ezelőtt még kivitelezhetetlen lett volna, de ma már a nyomtatott hangszerek, például...

3D-s nyomtatott eiffel torony
Kétméteres, százrészes Eiffel-tornyot nyomtatott egy svájci tanár

Aki a webet bújja érdekesebbnél érdekesebb nyomtatható modellek után kutatva, jól tudja, mindig találhat...

mátrix sentinel model 3d nyomtatva
500 nyomtatott alkatrészből működő Mátrix-őrszem

A Mátrix sci-fi univerzumában az őrszemek vérfagyasztó gyilkológépezetek, melyek az emberek halott városainak csatornáiban...

Extravagáns desszertek 3d nyomtatóval
3D csokinyomtatót mutattak be a CES-en

A 3D System a Las Vegasban megrendezett Consumer Electronics Show-n mutatta be legújabb termékét,...

Fegyvernyomtatás 3D nyomtatóval

Fegyvernyomtatás FFF Nyomtatóval Lőfegyver műanyagból? – talán megmosolyogtató ilyen formában a kérés, de 3D nyomtatási...

Makettek és modellek 3D nyomtatása

Építészek és formatervezők számára, de az otthoni hobbi szinten makettet és modellt készíteni vágyók...

A 3D szkennerek általában

A 3D szkennerek olyan eszközök, amelyek a tárgyakat digitalizálják, azok fizikai geometriáját anélkül mérik...

3D nyomtatóanyagok

Napjainkban a nyomtatás terén egy forradalmian új technológiája hódít teret a hagyományossal szemben: a...

Hogyan működnek a 3D nyomtatók?

A nyomtatók működésének elve alapjában véve nem tér el a hagyományos, tintasugaras nyomtatókétól, azonban...

A 3D-s nyomtatás hihetetlen világa

Ma már nem úgy kell kezdeni egy ilyen témakörben az írást, hogy „már lehetséges...