Dijelovi 3D pisača: osnovne komponente i funkcije

FDM printanje jedna je od najpopularnijih metoda 3D printanja koja izaziva i nadahnjuje milijune kreativnih umova u proizvodnji zadivljujućih 3D modela čime stvara revoluciju u mnogim industrijama poput zdravstva i zrakoplovstva. U ovom ćemo članku raspravljati o različitim dijelovima 3D pisača i kako oni funkcioniraju. Također ćemo objasniti kako možete povećati funkcionalnost svog pisača i optimizirati svoje 3D printeve.

Uvod

Početnici se često bore s izradom kvalitetnih 3D printeva jer se tek trebaju upoznati s dijelovima 3D pisača. Bolje poznavanje ovih dijelova pomaže u postupku rješavanja problema koji su važni za printanje visokokvalitetnih modela.

Razumijevanje kako pravilno nivelirati postolje za printanje uzrokuje bolje prianjanje za podlogu čime se eliminiraju šanse za neuspješnim printanjem. Isto tako, poznavanje ekstrudera, koračnih motora i hotenda pomaže vam da odredite točne postavke za dobivanje finih 3D printeva. Vaša stručnost u elektronici i firmveru omogućuje vam fino podešavanje, prilagodbu i nadogradnju performansi pisača.

Ovdje su dijelovi 3D pisača podijeljeni u četiri kategorije o kojima ćemo raspravljati kroz cijeli članak.

1. Matična ploča
2. Osi
3. Grijaći elementi
4. Dodatne značajke

Matična ploča

Središnja kontrola: objašnjenje matične ploče

Središnja kontrola je središte jezgre 3D pisača. Povezana je sa svim električnim komponentama 3D pisača. A neki od glavnih dijelova upravljačke ploče uključuju:

Procesor

Radi na pretvaranju kodova softvera u hrpu uputa koje pisač može razumjeti. Ovi su procesori obično 8 ili 32-bitni. Neke su matične ploče dizajnirane da troše manje energije i rade učinkovito bez iritantne buke, primjerice Creality CR-200B tiha matična ploča.

Konektori

Ovdje se spajaju svi elektronički dijelovi 3D pisača u obliku DuPont konektora, terminalnih blokova ili USBa.

Koračni driveri

Obični 3D pisač ima četiri koračna drivera (jedan za ekstruder filamenta, a ostala tri za x, y i z osi) koji reguliraju snagu i raspršuju ju na različite trake koračnog motora. Na taj se način okreće motor.

Komunikacije

Vaše naredbe moraju se transformirati u G-kodove i zatim se šalju pisaču kako bi ih on mogao pratiti. Ovaj program se može poslati putem SD kartice ili putem WiFija.

Firmver i upute

Firmver je dio matične ploče koji nadzire radni dio pisača upravljajući različitim komponentama tijekom procesa. To je softver koji radi kao posrednik između programa za rezanje i hardvera pisača koji šalje G-kodove od prvog do drugog..

Firmver upravlja sljedećim kritičnim funkcijama

Pokretima koračnog motora

Firmver tumači upute dane kroz G-kodove i upravlja pokretima koračnih motora po X, Y i Z-osima

Regulacijom temperature

Za dobivanje kvalitetnih printeva, mora se printati na ispravnoj temperaturi. Firmver kontrolira temperaturu hotenda i grijane ploče. Na taj način ekstruder pravilno topi filament.

Niveliranjem postolja

Za bolje prianjanje filamenta morate provjeriti je li građevna ploča ispravno nivelirana. Firmver također ima ulogu u ovom pogledu budući da omogućuje značajke ručnog i automatskog niveliranja. Ali svi 3D pisači ne dolaze sa značajkom automatskog niveliranja pa je mnogima od nas to problematično. U tom slučaju možete nabaviti komplet za automatsko niveliranje postolja kako biste izbjegli određene probleme.

Ventilatorima za hlađenje

On regulira ventilatore za hlađenje kako bi se slojevi printa ravnomjerno ohladili i kako bi se smanjio rizik od savijanja.

Sigurnosnim značajkama

Firmver također olakšava detekciju krajnjeg zaustavljanja i zaštitu od termičkog odlaska.

Značaj ispravnog rada matične ploče

Matična ploča je mjesto gdje se obavljaju svi važni radovi. Matična ploča koja ispravno funkcionira osigurava ispravno kretanje motora i ispravnu implementaciju G-koda te smanjuje neuspjeh kod printanja dok

istovremeno osigurava sigurno okruženje za printanje. Povećava kvalitetu printa, uključuje sigurnosne značajke i nastavlja nadograđivati firmver. Na taj način korisnici mogu prilagoditi određene značajke i optimizirati postavke, te im se time otvara mogućnost istraživanja punog potencijala pisača.

Osi

Razumijevanje različitih osi u 3D pisaču

X, Y i Z su osi u kojima 3D pisač uglavnom radi. X-os radi na horizontalnim pomacima pisača, dok Y-os predstavlja pomake ispisne glave prema naprijed-natrag. Z-os omogućuje ispisnoj glavi pomicanje okomitog

istiskivanja filamenta u slojevima.

Zaista je od velike važnosti razumjeti radni mehanizam osi kako biste u potpunosti razumjeli način rada pisača. To vam može pomoći da ponovno prilagodite svoj dizajn, kalibrirate postavljene parametre i naučite pravilno održavanje kako biste optimizirali kvalitetu printa.

Ekstruderi: pomicanje, punjenje i istiskivanje filamenta

Ovo je mjesto gdje se umetnuti filament topi i istiskuje u slojevima kako bi se izgradio objekt. Ima nekoliko komponenti koje opterećuju i pomiču filament kako bi ga otopili za ekstruziju. Niže su navedeni dijelovi ekstrudera 3D pisača:

Mlaznica: To je maleni otvor iz kojeg izlazi otopljeni filament. Ove mlaznice dolaze u različitim veličinama, a o veličini ovisi variranje rezolucije printa te brzina printanja.

Blok grijača: Grijaći element iz bloka grijača ispravno topi umetnuti filament.

Toplinski prekid: Kao što i sam naziv sugerira, ova je komponenta odgovorna za zaustavljanje toplinskog loma i dizanja. Ovaj dio 3D pisača nalazi se između hladnog kraja i bloka grijača. Zbog ovog dijela ne dolazi do začepljenja filamenta.

Hladan kraj: Možda ga prepoznajete i pod nazivom uvlakač filamenta, jer nosi filament do vrućeg kraja dok istovremeno održava dosljedan pritisak na filament uz glatkiju ekstruziju.

Koračni motor: Dio 3D pisača koji radi na prijenosu filamenta preko sklopa ekstrudera na precizan način.

Ventilator za hlađenje: Ekstruder vašeg pisača može imati ventilatore za hlađenje koji ravnomjerno hlade novoekstrudirane slojeve filamenta i štite ih od savijanja.

X, Y i Z osi: oblikovanje printanog modela

Kao što smo već spomenuli, X-os se pomiče s desna na lijevo i slijeva na desno. Upravlja radnom pločom ili ispisnom glavom zajedno s X-smjerom ovisno o vrsti pisača. Ako se ispisna glava pomakne na desni dio modela, printa točno taj dio, a isto vrijedi i s lijevom stranom.

Y os je odgovorna za horizontalno kretanje ispisne glave koja se pomiče sa stražnje strane na prednju i obrnuto. Dakle, kada se ispisna glava pomakne naprijed, ona printa prednji dio modela, a isto se dešava i sa stražnjim dijelom.

Z os kontrolira visinu modela jer regulira pomicanje ispisne glave ili radne ploče prema gore ili prema dolje. Zbog okomitog kretanja mlaznica nanosi rastaljeni filament sloj za slojem kako bi print bio željene visine.

Kako se tri osi pomiču različitim smjerovima, printaju se različite strane modela što rezultira traženim oblikom. Ovisno o digitalnom dizajnu printa i kodiranoj uputi, pisač pomiče svoju X, Y i Z os dok mlaznica ekstrudira otopljeni filament u preciznim slojevima kako bi oblikovala model.

Upravljačke ploče: tumačenje uputa i upravljanje motorom

Uloga upravljačkih ploča je tumačenje motornih signala i naredbi kako bi se one mogle prenijeti za regulaciju kretanja dijelova ili komponenti 3D pisača. Sučelje upravljačkih ploča preuzima naredbe G-koda i u skladu s tim kontrolira kretanje motora..

One pretvaraju upute G-koda u električne signale i prenose ih na koračne motore koji zatim reguliraju napajanje motora upravljajući njihovim položajem i rotacijom. Imaju granične prekidače, krajnje graničnike, tandem i kodere za mikroupravljanje preciznim kretanjem i za izbjegavanje sudara.

Grijaći elementi

Ključni grijaći elementi u 3D pisaču

3D pisač u pravilu ima pet ključnih grijaćih elemenata, od kojih su vam neki možda i poznati iz prethodne rasprave. Hotend je prvi grijaći element u kojem se nalazi grijaći blok i mlaznica za topljenje filamenta. Drugi grijaći element je grijano postolje koje održava površinu za printanje toplom kako bi se slojevi filamenta lijepo pričvrstili za postolje i kako bi se spriječilo savijanje. Termistor grijanog postolja treći je ključni grijaći element, senzor temperature, koji provjerava temperaturu ispisne površine kako bi se po potrebi mogla prilagoditi temperatura.

Četvrti dio grijaćih elementa 3D pisača visoke snage naziva se uložak grijača. To je hotend komponenta koja topi filamente. Toplinski prekid je posljednji grijaći element koji drži vruće područje hotenda odvojenim od hladnog kraja.

Postolje: predgrijavanje i održavanje temperature

Neki od najboljih materijala ispisnog postolja uglavnom su PEI, borosilikat, karborund staklo ili magnetne savitljive ploče zbog njihove mogućnosti lakšeg uklanjanja printa i zbog izvanrednog prianjanja koje smanjuje rizik od skidanja printa s postolja ili savijanja. Važno je zagrijavanje ispisnog postolja prije samog printanja i održavanje određene temperature tijekom cijelog procesa. Filament se bolje lijepi za zagrijanu površinu stvarajući jak temelj za print. Održavanje stabilne temperature tijekom printanja osigurava savršeno prianjanje jednog sloja na drugi. Dok nekim filamentima nije potrebno grijano postolje, većini ipak je. Ako postolje nije zagrijano, slojevi filamenta se brže hlade što dovodi do lošeg prianjanja slojeva. To može završiti deformiranjem printa ili odvajanjem slojeva čime se smanjuje mehanička čvrstoća modela.

Hotend: topivi filament za ekstruziju

Ovisno o filamentu, morate postaviti temperaturu ekstrudera. Hotend se obično sastoji od grijača uloška, grijaćeg elementa i mlaznice. Grijaći element povećava temperaturu hotenda do točke taljenja filamenta.

Ekstruder ima dva kraja, jedan vruć i jedan hladan. Trebate provući filament kroz hladan dio koji će zatim biti odveden do vrućeg dijela na topljenje. Mlaznica zatim istiskuje rastaljeni filament na ispisno postolje i izrađuje print.

Savjeti za odabir ispravnog hotenda

Uzmite u obzir sljedeće savjete pri odabiru ispravnog hotenda:

• Provjerite je li kompatibilan s pisačem kojeg posjedujete.
• Provjerite temperaturni raspon hotenda kako biste bili sigurni da može otopiti filament s kojim radite.
• Na temelju vaših zahtjeva za printanje odaberite ispravnu veličinu mlaznice.
• Provjerite vrijeme zagrijavanja hotenda jer brzo zagrijavanje podržava učinkovitost.
• Kupujte od renomiranog brenda kako biste dobili dugotrajan i izdržljiv hotend.
• Uvijek pročitajte recenzije i proizvodu kako biste bili sigurni da radi kako je obećano i da je pouzdan.

Dodatne značajke i nadogradnje

Povećanje funkcionalnosti 3D pisača

Nadogradnjama i promjenama možete poboljšati funkcionalnost 3D pisača. Za to morate napraviti sljedeće:

1. Da biste ubrzali performanse pisača, instalirajte visokokvalitetne koračne motore, ispisna postolja i hotendove.
2. Ažurirajte firmver pisača kada je dostupna nadogradnja kako biste uživali u novim značajkama.
3. Dodajte dodatne značajke kao što su senzor filamenta, senzor za automatsko niveliranje postolja i dvostruku ekstruziju.
4. Nadogradite rješenje za hlađenje pisača dodavanjem više ventilatora.
5. Često kalibrirajte pisač za bolju točnost printanja.
6. Podesite postavke rezača kako biste smanjili gubitak filamenta i poboljšali kvalitetu i brzinu printanja.

Jedinstvene značajke određenih pisača

Neki 3D pisači dolaze s automatskim niveliranjem postolja, dvostrukom ekstruzijom ili zatvorenom ispisnom komorom. Uz veliki volumen izrade, neki od njih mogu printati veće modele odjednom. Filament je još jedna jedinstvena značajka koja vas obavještava kada trebate ponovno napuniti filament. WiFi povezivost i LCD zasloni osjetljivi na dodir postali su prilično uobičajena značajka, što omogućuje bolju kontrolu i lakše iskustvo prijenosa datoteka.

Kućišta za kontrolu temperature

Čak je i iskusnim korisnicima teško printati s visokotemperaturnim filamentima kao što su najlonski kopolimer, PETG i ABS jer morate održavati određenu temperaturu tijekom cijelog procesa printanja za kvalitetne 3D printeve. Inače površina printa postaje neravna; problem ekstruzije pojavljuje se zajedno s drugim problemima printanja. Korištenje kućišta održava dosljednu temperaturu tijekom printanja, sprječava temperaturne fluktuacije i štiti od prašine i krhotina.

HEPA filteri za filtriranje čestica

Rad s filamentima kao što je ABS može biti opasan jer proizvodi štetne pare. HEPA filtracija je način filtriranja štetnih čestica i para koje nastaju tijekom printanja. Može zarobiti čak i mikročestice i nestalne organske spojeve. HEPA filtracija može poboljšati cirkulaciju zraka u pisaču smanjujući time zdravstvene rizike.

Često postavljana pitanja

Koje su ključne komponente 3D pisača?

Dijelovi 3D pisača poput ispisnog postolja, hotenda, matične ploče, koračnog motora, okvira i mlaznice neke su od bitnih komponenti 3D pisača.

Kako matična ploča kontrolira rad pisača?

Regulira rad pisača prevođenjem G-kodova poslanih iz rezača u razumljive naredbe koje pisač mora slijediti. Matična ploča kontrolira ventilatore, koračne motore, temperaturu i druge dijelove 3D pisača tako da funkcioniraju da organiziran i točan način.

Kako rade grijaći elementi kao što su postolje i grijaća ploča?

Rade kroz električni otpor koji stvara toplinu kada električna struja prolazi kroz otporni materijal grijaćeg elementa. Toplina u hotendu topi filament, a postolje kada se zagrije pomaže da se slojevi filamenta bolje pričvrste za površinu.

Mogu li se različite mlaznice koristiti za različite zahtjeve printanja?

Da, ovisno o vašim potrebama printanja i zamršenosti dizajna, možete koristiti nekoliko veličina mlaznica. Mala mlaznica osigurava fine detalje i bolju rezoluciju printa ali treba joj više vremena, dok veća mlaznica brže printa čineći vanjski dio modela grubljim.

Koja su razmatranja pri odabiru ispisnog postolja i ispisne površine?

Stvari koje biste trebali uzeti u obzir pri odabiru ispisnog postolja i ispisne površine su kompatibilnost filamenta, trajnost, prianjanje, volumen pisača i lakoća uklanjanja printa.

Zaključak je da dijelovi 3D pisača imaju ključnu ulogu u pogledu preciznosti i funkcionalnosti. Razumijevanje načina rada ovih dijelova čini proces printanja lakšim, poboljšava kvalitetu printa i smanjuje rizik od pojave problema.