Quais são as partes que compõem um hotend e o que elas fazem?


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Minha primeira e única impressora 3D é o Printrbot Simple Metal, que possui um hotend que não expõe nenhuma de suas partes internas. Fácil para iniciantes, suponho: "O problema é o tubo que aquece o plástico e o deposita na cama de impressão".

Hotend Printrbot Simple Metal Hotend com aparência mais complexa

Mas eu tenho tentado aprender mais, e muitos hotends por aí não parecem tão simples. Meu hotend do Printrbot provavelmente também não é tão simples quanto parece.

Quais são as partes que compõem um hotend e o que elas fazem?

(PS: Essa é uma pergunta geral, não especificamente sobre os dois exemplos de hotends acima.)

Respostas:


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Isso varia de acordo com o design do hotend. A seguir, é apresentada uma lista de componentes que você pode encontrar em um hotend típico, mas observe que projetos diferentes podem integrar esses componentes até certo ponto. Por exemplo, no cabeçote em J, o bloco de calor, o bico e a ruptura de calor são todos o mesmo componente, enquanto que nos hotends do E3D, todas essas peças são separadas.

  • Bico : Esta é a parte em que o filamento sai. Ele absorve o filamento fundido (normalmente como um cordão de 1,75 mm / 3 mm) e diminui até o tamanho do bico (normalmente em torno de 0,4 mm). Normalmente são feitos de latão por sua boa condutividade térmica, mas o latão não é adequado para a impressão de materiais abrasivos (como brilho nos filamentos escuros e cheios de metal); portanto, às vezes é usado aço inoxidável (endurecido).

  • Bloco do aquecedor : Normalmente feito de alumínio, o bloco do aquecedor une o bico à quebra de calor e mantém o cartucho e o termistor do aquecedor.

  • Cartucho de aquecedor : a maioria das hotends usa um cartucho de aquecedor de cerâmica, embora alguns modelos mais antigos usem resistores de energia ou fios de níquel. Esse componente é, como o nome sugere, responsável pelo aquecimento do hotend. O bloco de calor geralmente prende-se ao redor do cartucho do aquecedor para fornecer um bom contato.

  • Termistor : Esta parte detecta a temperatura do bloco de calor. Geralmente é um pequeno cordão de vidro com dois fios conectados (normalmente isolados com fibra de vidro ou teflon). Para impressão em alta temperatura, um termopar pode ser usado em substituição.

  • Quebra de calor : é a parte em que o calor encontra o frio. Geralmente, toma a forma de um tubo fino e é feito de aço inoxidável por sua baixa condutividade térmica. O objetivo é geralmente fazer com que a transição seja o mais curta possível, para que o filamento esteja em um estado derretido possível. Ele conecta o bloco de calor ao dissipador de calor.

  • Dissipador de calor : o objetivo do dissipador de calor é esfriar o lado frio da quebra de calor. Geralmente é resfriado com um ventilador. A maioria dos dissipadores de calor também possui uma ranhura padrão para montagem na impressora. O dissipador de calor geralmente possui ranhuras para aumentar sua área de superfície e capacidade de refrigeração.

  • Revestimento de Teflon : algumas hotends têm um revestimento de PTFE que guia o filamento através da quebra de calor para o bico. Isso facilita a impressão do PLA, mas, comparado com um hotend totalmente metálico, limita as temperaturas nas quais você pode imprimir (dificultando a impressão de PETG e impossibilitando a impressão de policarbonato).

O ubis hotend que você mencionou é um pouco mais simples que isso e simplesmente usa um grande pedaço de PEEK no lugar da quebra / dissipador de calor. O PEEK possui uma condutividade térmica muito baixa e, portanto, o resfriamento passivo é suficiente. No entanto, o PEEK limita as temperaturas nas quais você pode imprimir.

Aqui está uma ilustração descrevendo esses componentes em um hotend do E3D V6:

insira a descrição da imagem aqui

Observe que nesta imagem o revestimento de Teflon entra apenas no dissipador de calor e não no bloco ou quebra de calor. Isso significa que a temperatura máxima não é limitada pelo Teflon, mas se ela fosse até o fim (como é o caso, por exemplo, do Lite6), seria.


Excelente. Obrigado! Se você quiser melhorar ainda mais sua resposta, talvez inclua links para as marcas de hotend específicas mencionadas (e / ou imagens adicionais, se achar que isso tornaria as coisas mais claras).
Mhelvens

Recentemente, mudei do meu antigo hotend da Ubis para o E3D-v6. Ele pode ser montado no Printrbot Simple Metal com apenas um adaptador menor e está funcionando muito bem. +++ PS: Eu aprendi por experiência dolorosa que a quebra de calor é muito frágil ... duas vezes. Na primeira vez, apertei demais a montagem e o calor se desfez. Na segunda vez, o bloco do aquecedor empurrou a estrutura da impressora enquanto dirigia o eixo Z, e a quebra de calor dobrou de forma. Aviso : Certifique-se de que o bloco de aquecimento do E3D-v6 esteja voltado para a frente quando montado em um Printrbot Simple Metal!
Mhelvens

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@MarcusAdams O padrão é alumínio. A referência mais rápida que consegui encontrar é a página E3D, que oferece um bloco aquecedor de cobre atualizado que, segundo eles, apresenta algumas vantagens sobre o alumínio comum.
Tom van der Zanden

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imagem à esquerda

Essa hotend é feita de plástico PEEK (bege). Pode trabalhar na temperatura até 250C. Como também é um bom isolante térmico, não precisa ter ventilador. A parte vermelha nesta imagem é apenas uma tampa (isolador) do aquecedor que aquece o bico (dourado). Preto são apenas fios e conectores.

foto à direita

Esse hotend é metálico, por isso precisa de duas coisas - ventilador e barreira de calor. A partir dos fios vermelho esquerdo são conectados ao bloco (prateado) que é o próprio aquecedor. Entre o bloco e esta parte redonda de prata (que é um dissipador de calor) existe uma barreira de calor (tubo fino que é um mau condutor de calor). O dissipador de calor possui um funil de plástico (azul) que direciona o fluxo de ar do ventilador (preto) para o dissipador de calor.


Obrigado! Mas essa resposta é um pouco específica demais. Minha pergunta deveria ser geral, apenas usando essas duas figuras como exemplos.
Mhelvens

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Sem dúvida, a resposta de Tom é :) final
Darth pixels
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