Varför 3D -utskriftsentusiaster bör ta del av nya E3D Revo Hot End

3D -utskriftsutrymmet finns i två parallella universum: det professionella som är låst bakom patent, där skrivare arbetar magiskt men kostar några hundra tusen dollar en pop, och den som bebos av oss konsumenter som måste vänta årtionden på att löjliga patent ska löpa ut för att skriva ut allt annat än det enklaste av plast.

Detta händer inte särskilt ofta, men konsumentens 3D-utskriftsutrymme har en anledning att vara upphetsad tack vare det brittiska 3D-utskriftsföretaget E3D: s nya Revo hot end. Låt oss fördjupa oss i extruderingssystem för 3D -utskrifter för att förstå vad väsen handlar om.

Vad är ett Hot End?

Det är lättare att förstå konceptet med 3D -utskrift om du tänker på det som en bagare som sprider frost på en tårta. Precis som en bagare manövrerar en rörpåse för att skriva ut namn på födelsedagstårtor, flyttar en 3D -skrivare runt munstyckena för att lägga ner plast på byggytan.

Faktum är att 3D -skrivarens extruderingssystem liknar en bakers pipväska.

Att använda handen för att pressa frosting på en tårta skiljer sig inte från en extruder som skjuter ut glödtråden genom munstycket. 3D -skrivaren är dock lite mer komplicerad. Eftersom plast inte flyter som frost vid rumstemperatur måste varje 3D -skrivare vara utrustad med ett uppvärmt munstycke.

Detta är i huvudsak en högteknologisk rörpåse bestående av en extruder som driver filament genom en uppvärmd munstycksenhet, samtidigt som munstyckets temperatur och tryck kontrolleras för att styra flödet av tråd.

Problemet med befintliga hot -ends

Eftersom konsumentens 3D-utskriftsindustri piggade på det banbrytande arbetet med öppen källkod RepRap-projekt, 3D-skrivare av konsumentkvalitet har samma DIY-liknande metod för att använda off-the-shelf delar.

Den moderna hot end -designen är ett bra exempel på detta fenomen.

En traditionell varm ände innefattar ett munstycke som skruvas fast i värmeblocket, vilket i sin tur värms upp av en separat cylindrisk värmepatron. Blocket rymmer också en avtagbar termistor för temperaturmätning. Slutligen isolerar en separat värmebrytning den varma änden termiskt från filamentmatningsbanan och förhindrar därmed att den smälter på väg till den varma änden.

Tyvärr är detta ett mycket ineffektivt system.

Närvaron av ett luftgap mellan värmeblocket och termistorn samt värmepatroner gör effektiv värmeöverföring och noggrann temperaturkontroll omöjlig. Det ökade avståndet mellan dessa element och munstycket hjälper inte heller saken.

Detta resulterar i extruderingssystem som är oförmögna att styra munstoftemperaturen med någon märkbar hastighet eller noggrannhet.

Det är ett stort handikapp eftersom 3D -utskrift med varierande hastigheter och extruderingsvolymer inte är möjligt utan snabba förändringar i munstoftemperaturen som krävs för att hålla jämna steg med det fluktuerande filamentflödet Betygsätta.

Detta i sin tur manifesterar sig som en 3D-utskrift Gremlin utställs av alla konsumentklassiga 3D-skrivare och förblir olöst än idag.

Inspirerad av moderna lödkolvar

Lödindustrin löste just detta problem för många decennier sedan genom att eliminera luftgapet mellan spets, värmeelement och temperaturgivare genom att kombinera dessa tre element till en enda komposit del. Sådana lödkolvar kan värma upp snabbare och lödda högvärmemassafogar med fulländad lätthet.

Revos heta ände tar samma tillvägagångssätt genom att integrera värmaren och termistorn i en mindre sammansatt värmekärna. Detta löser ett antal problem med befintliga heta ändar.

Relaterad: Förstå grunderna för att lyckas vid lödning

Och att fixa långsam munstycksuppvärmning är bara början, vilket framgår av en E3D Revo-prototyp som når arbetstemperaturer inom en bråkdel av den tid som en konkurrerande varm effekt slutar.

Den högre värmeeffektiviteten hos Revo-värmekärnan har gjort det möjligt för E3D att skapa en betydligt mindre hot-end. Dess lilla fotavtryck minskar hinder för luftflödet från kylfläkten. Detta förbättrar följaktligen utskriftskvaliteten för komplicerade delar som kräver överbryggning och branta överhäng.

Även om vissa kanske hävdar att den lägre termiska massan av Revo hot endens lilla värmekärna skulle göra temperaturen reglering hårdare, moderna lödkolvar med samma tillvägagångssätt väljer också konstruktioner med reducerad termisk massa.

E3D kan vara på något här.

En mycket effektiv värmare behöver inte lagra mycket värme. Faktum är att Revo hot endens lägre termiska massa också låter den svalna snabbare.

Det finns en bra anledning till varför du vill att den här heta änden ska svalna snabbare. Anledningen är E3D Revos verktygslösa munstycksbyte. Detta är en gåva för ett utrymme där frekvensen av munstycksstoppar bara överträffas av den efterföljande störningen de släpper ut.

Fram till nu var byte av munstycke en Herculean-strävan med många uppvärmnings- och nedkylningscykler som präglades av munstycket som kräver värmestramning vid den högsta tillåtna temperaturen. Underlåtenhet att göra det skulle resultera i fler träskor.

Skum, skölj, upprepa.

Relaterad: Hur du uppgraderar din Ender-3 3D-skrivare och åtgärdar säkerhetshänsyn

E3D Revo -munstyckena kan däremot helt enkelt skruvas av och på med bara fingrarna. När den heta änden har svalnat, förstås. Eftersom munstycket och värmebrytningen är en enda enhet behöver du inte oroa dig för hettdragning och tillhörande risk för igensättning eller plastläckage.

Och det handlar inte bara om att förhindra munstycksstoppar heller.

Med olika munstycksstorlekar kan du också hitta en bra balans mellan utskriftshastighet och kvalitet. Vill du skriva ut ett litet föremål med hårdare toleranser? Bryt ut 0,2 mm -munstycket. Behöver du lägga ner mycket plast på kort tid? Använd 0,8 mm munstycke istället.

Om Revo-ekosystemets snabbbytarmunstycken verkligen fungerar som de annonseras, kommer detta äntligen att göra verktygsändringar i 3D-utskriftsutrymmet nästan i nivå med dem för dess avancerade subtraktiva CNC-tillverkning motsvarigheter.

Integrerad säkerhet och snabb acceleration

Brandfaror är ett verkligt bekymmer för 3D -skrivare när temperaturregleringsfel leder till termisk bana, som därefter får värmeelementet att smälta genom värmeblocket och starta bränder.

Revos heta ände har ett värmeelement med positiv temperaturkoefficient (PTC) som ökar dess inre motstånd när det blir varmare. Detta minskar automatiskt tillförd effekt (värmeeffekt) när munstycket värms upp gradvis. På papper bör detta avsevärt minska risken för att din 3D -skrivare bränner ner huset.

En varm design med reducerad termisk massa har en trevlig bieffekt av att vara anmärkningsvärt lätt. Revo hot end väger bara 30 gram, vilket gör det möjligt att slå stegmotorns accelerationsvärden utan att oroa dig för vibrationer.

Detta bör göra det möjligt för skrivare att nå sina högsta hastigheter under en längre varaktighet av de faktiska utskriftsrörelserna, samtidigt som de också minska ringning och andra kvalitetssänkande 3D-utskriftsartiklar i samband med att man slingrar runt tyngre heta ändar vid höga hastigheter.

På hållbarhetsfronten är värmaren och termistorkablarna förstärkta med en stålarmerad dragavlastning. Detta bör vara praktiskt när man kämpar med massiva utskriftsfel som gör att smält plast måste tas bort från den heta änden. Bara den här gången är det mindre troligt att du oavsiktligt sliter av kablarna.

E3D -patent: de goda nyheterna ...

Det brittiska företaget har engagerat sig i open source-filosofin och har släppt tekniska resurser nödvändigt för 3D-utskriftssamhället för att modifiera och integrera sina erbjudanden i andra DIY och öppen källkod projekt.

Medan Revo Micro är den nya hot end-designen, är Revo Six en drop-in-ersättare för allestädes närvarande E3D V6 hot-ändar som finns i ett stort antal konsument- och DIY-3D-skrivare. Det betyder att praktiskt taget alla som kör E3D -maskinvara har en uppgraderingsväg till det nya Revo -extruderingsekosystemet.

Relaterad: En nybörjarguide för DIY Voron 3D -skrivare

Denna tradition kommer att fortsätta med Revo, eftersom E3D har valt att göra den kalla sidan gränssnitt öppen källkod. Det borde hjälpa 3D -utskriftsentusiaster att designa sina egna kylflänsar och fästen för Revo -munstyckena och värmekärnorna.

Med andra ord, öppen källkod 3D-skrivare som Rat Rig, HevORT, HyperCube, Voron line-up och andra kan enkelt uppdateras för att integrera dessa potentiellt spelförändrande heta ändar i närheten framtida.

... Och de dåliga nyheterna

På baksidan, E3D hävdar den utbredda IP -stölden har tvingat den att ansöka om och (i framtiden) genomföra patent på ospecificerade aspekter av Revo -extruderingssystemet. Det lovar emellertid också att avstå från att rätta sig mot individer, forskare, akademin och ideella organisationer som använder dess konstruktioner för att ytterligare 3D-utskriftsteknik.

Eftersom E3D: s patent inte har publicerats i skrivande stund kan man bara gissa om det kommer avser den enhetliga värmekärnan eller den sammansatta inskruvningsmunstycket med en integrerad värmebrytning.

Tyvärr skulle båda hypotetiska patentet strida mot företagets löfte att undvika att lämna in "de bredaste, bredaste patenten som hindrar människor från att också bidra till teknisk utveckling".

Den enhetliga värmekärnan som kombinerar värmaren och temperaturgivaren till en enda enhet har använts i lödindustrin i flera decennier nu. Under tiden a 3D-utskriftspatent finns redan för en ganska liknande skruv-in munstycksdesign med en integrerad värmebrytning.

Vi har kontaktat E3D för klargörande i ämnet och kommer att uppdatera denna artikel när och när vi hör av dem. Hur som helst, ett potentiellt revolutionerande extruderingssystem fyllt med fyra munstycksstorlekar för $ 120 förtjänar definitivt hypen inför lanseringen.

Förvandla vardagsobjekt till 3D -modeller utan en 3D -skanner

Från objekt till 3D -utskrift i fem enkla steg.

Läs Nästa

Om författaren