Більше немає натягування на смолу – точний контроль проти крапель за допомогою мікроперистальтичних насосів для 3D-принтерів SLA/DLP

Крапельниці зупиняються біля трубки. Мікроперистальтичний насос затискає свою гнучку лінію щоразу, коли ротор зупиняється, тому смола не може викачувати, капати чи витікати з насадки для заправки над 3D-принтером SLA/DLP. Цей вбудований ущільнювач забезпечує захист від крапель і стягування без додаткового клапана, і саме тому запобігання витіканню в системах подачі смоли зводиться до вибору насоса, а не до закріплення додаткового обладнання.

У цьому посібнику пояснюється, чому смоляні нитки та краплі після дозування припиняються, як оклюзія всередині перистальтичного насоса діє як зворотний клапан і як короткий реверс дає вам активне втягнення, рідкий аналог відтягування нитки розжарювання назад. Він також охоплює критерії вибору для мікроперистальтичних насосів, метод калібрування для точного дозування смоли та контрольний список проти крапель для систем подачі смоли.

Твердження тут навмисно перевіряються. Ви можете відтворити перевірку відсутності зворотного потоку за допомогою заповненої водою лінії за лічені хвилини, і кожен розділ посилається на джерело, яке ви можете перевірити, від словника виробництва добавок ISO/ASTM до власної документації Skoocom щодо заправки смоли та вибору насоса.

Чому нанизування та капання руйнують відбитки смоли

Крапля смоли, яка потрапила там, де їй не місце, не є косметичним пошкодженням; це генератор дефектів. Під час фотополімеризації у ванній зоною створення є тонка рідка поверхня та плівка FEP або інша роздільна плівка, тому все, що порушує цю поверхню, крапля, бульбашка чи стрибок рівня, друкується на наступних шарах.

Збій зазвичай відбувається після зупинки насоса. Лінія заправки закінчується насадкою над чаном; у момент завершення дозування сила тяжіння тягне смолу до кінчика насадки, поверхневий натяг утворює висячу краплю, і коли насадка втягується або крапля стає достатньо важкою, вона падає. В’язкі смоли поводяться гірше: вони розтягуються у нитки, як мед із ложки, які тріскаються й бризкають, а не падають чисто. Ця в’язка поведінка – це те, де натягування отримує свою назву, а контроль над ним – робота петлі подачі, яка запобігає натягуванню.

Пошкодження видно в кількох місцях. Падаюча крапля може впасти на щойно затверділу частину, затвердіти в горб або залишити кратер у наступному шарі. Краплі на знімній плівці знаходяться між плівкою та моделлю, а краплі на РК-дисплеї чи рейках створюють ризик очищення та вирівнювання. Навіть без видимого падіння, лінія, яка зливається між наповненнями, пропускає повітря в систему, тому наступний запуск викидає бульбашки в чан замість плавного наповнення.

Таблиця 1. Витікання смоли та помилки ретракції при подачі смоли SLA/DLP

Ретракція смоли, у сенсі дозування рідини, — це набір методів, які запобігають цим чотирьом несправностям: герметизація лінії під час простою, відтягування меніска назад перед тим, як сопло рухається, утримання резервуара від сифонування та підтримання лінії заповненою між подіями. Перистальтичні насоси працюють з усіма чотирма за допомогою одного механізму.

Чому звичайні насоси капають: сила тяжіння, сифонування та зворотний потік

Шестеренчасті, мембранні та відцентрові насоси витікають назад через внутрішні зазори, коли вони зупиняються, тому так багато систем дозування прикручують зворотний або електромагнітний клапан. Шестеренчастий насос має робочі зазори навколо шестерень; діафрагмовий насос має сідла клапанів, які збирають сміття; відцентровий насос стікає назад через спіраль у момент зупинки обертання.

Результатом є шлях тиску. З резервуаром над насосом сила тяжіння штовхає рідину через зупинений насос до сопла; з вентильованим резервуаром повітряний отвір підтримує рівний тиск, що перетворює повільний витік на постійний сифон. Інженери виправляють симптом за допомогою клапанів, але клапан додає деталі, режим несправності та роботу з очищення в системі, яка вже обробляє липку, світлотвердну рідину.

Власне керівництво Skoocom щодо заправки смолою позначає ту саму пастку з боку будівельника: розміщення резервуара над чаном «використовує силу тяжіння, щоб сприяти течії, але остерігайтеся сифонування». Різниця між цим попередженням і перистальтичною петлею полягає в тому, що перистальтична трубка вже закрита, коли не працює, тому для зупинки сифона не потрібен клапан.

Повітря є другим шляхом витоку. Кожного разу, коли зупинений насос дозволяє рідині витікати назад, повітря займає його місце, а наступний запуск штовхає повітряну пробку в лінію. У чані повітряний слимак перетворюється на бульбашки, які піднімаються крізь смолу та залишаються під конструкцією, залишаючи порожнечі. Таким чином, підтримувати повну лінію не є зручністю; це вимога до якості друку.

Таблиця 2. Як поводяться типи мініатюрних насосів під час зупинки (що стосується дозування проти крапель)

Ця таблиця — весь аргумент у мініатюрі. Кожен звичайний варіант потребує додаткового компонента, щоб відтворити те, що перистальтичний насос робить із власною трубкою, і додатковий компонент знаходиться на шляху рідини, де смола може затвердіти, прилипнути та вийти з ладу.

Як оклюзія надає мікроперистальтичному насосу протикрапельну поведінку

Мікроперистальтичний насос ущільнює свою власну лінію в стані спокою, оскільки ротор зупиняється принаймні одним роликом, який притискає трубку до корпусу. Затиснута трубка є закритим бар’єром: немає зазору, немає сідла клапана, лише м’який матеріал, притиснутий до плоскості, тому рідина на стороні випуску не може текти назад, а рідина в резервуарі не може сифонувати вперед.

Це властивість відсутності зворотного потоку, яка потрібна системам подачі смоли, і це не коштує нічого додатково. Шестеренчатому насосу потрібен робочий зазор, відцентровому насосу необхідна незаблокована спіраль, і обидва покладаються на окремі зворотні клапани, які знаходяться на шляху рідини. Перистальтична трубка виконує ту саму функцію, що й частина, яка вже є одноразовою, тому запобігання виділенню слизу та низькі витрати на обслуговування поєднуються.

Оклюзія також зберігає лінію повною. Оскільки між подіями нічого не зливається, наступний цикл дозування починається з трубки, уже заповненої смолою. Це усуває помилку заковтування повітря з таблиці вище, і це пояснює, чому перистальтичні петлі незвичайно повторюються один за одним.

Що робить реверсивний запуск? Активне відкликання, пояснення

Реверс ротора на короткий час витягує смолу назад із сопла, що є прямим рідким аналогом ретракції нитки в FDM-друкі. Ротор повертається в інший бік, ролики виштовхують рідину назад до резервуару, і невеликий об’єм витягується з лінії нагнітання, втягуючи звисаючий меніск назад у сопло, перш ніж він зможе перетворитися на краплю.

Гучність втягування налаштовується за допомогою двох змінних: часу руху назад і швидкості руху назад. Типовою початковою точкою є зворотний імпульс тривалістю 0,2-0,5 секунди на низькій швидкості, достатньої для того, щоб витягнути меніск, не втягуючи повітря через наконечник сопла. Оскільки потік у перистальтичному насосі пропорційний швидкості ротора, налаштування є передбачуваним і повторюваним, що робить відсмоктування функцією контролера, а не таємницею водопровідної системи.

Не кожна головка насоса закупорюється в стані спокою, тому перевірте конструкцію, перш ніж покладатися на холосте ущільнення. Насоси, розглянуті в цьому посібнику, мікроперистальтичні головки, створені для дозування, утримують трубку під тиском між циклами, що є саме тим, що потрібно для застосування проти крапель.

Подача з низьким пульсом і чому це допомагає смоляній поверхні

Подача з низьким пульсом означає, що пульсації потоку насоса досить малі, щоб не мати значення в місці використання. Кожен прохід ролика створює невеликий сплеск, а насоси з більшою кількістю роликів або меншою дугою ротора створюють менші, більш часті сплески, які зливаються в більш плавний середній потік.

При заповненні ванни пульс рідко видно, оскільки смола зливається в басейн. Для дозування на основі сопла та для підтримки датчика рівня, більш плавна подача дозволяє уникнути перевищення рівня та зменшити піноутворення в смолах із низькою в’язкістю. Якщо конкретна петля чутлива до імпульсів, коротка ділянка піддатливої ​​трубки після головки насоса гасить стрибки без додавання клапана.

Практичне правило просте: вибирайте подачу з низьким імпульсом для точного дозування та роботи форсунок і не перенапрацьовуйте її для простого доповнення ємності, де датчик рівня та контролер все одно домінують над точністю.

Що шукати в мікроперистальтичному насосі для подачі смоли SLA/DLP

Насос для подачі смоли слід оцінювати за п’ятьма характеристиками: оклюзія холостого ходу, здатність до самовсмоктування, регульована швидкість, трубка, сумісна зі смолою, і поведінка зупинки, яка утримує лінію. Ціна – поганий вибір; ці п’ять вирішують, чи залишиться ваш друк чистим.

Оклюзія холостого ходу – це функція захисту від крапель, і перше, що потрібно перевірити. Запитайте, чи головка утримує трубку стиснутою, коли живлення вимкнено, або перевірте це самостійно, наповнивши лінію водою та піднявши випускний отвір над входом; якщо рівень води тримається, лінія ущільнюється.

Можливість самовсмоктування усуває ритуали всмоктування. Самовсмоктуючий насос витягує смолу з пляшки через порожню трубку, яка утримує резервуар під машиною, зупиняє розливання під час заміни пляшок і значно полегшує обслуговування петлі. Більшість мікроперистальтичних насосів є самовсмоктувальними в межах їхньої висоти всмоктування, але уточнюйте параметри у постачальника.

Контроль швидкості перетворює простий двигун на роздавальний інструмент. Потік є лінійним залежно від швидкості ротора, тому вихід ШІМ або змінна подача змінює швидкість подачі від швидкої продувки до повільної доливання без крапель. Шукайте насос із широким діапазоном обертів і двигуном, який плавно працює на низькій швидкості.

Сумісність трубок визначає, як довго прослужить витратний матеріал. Фотополімерні смоли містять мономери та розчинники, які можуть набухати або розм’якшувати звичайний силікон, тому узгодьте матеріал трубки з хімічним складом смоли разом із постачальником і тримайте фільтр на знімачі, якщо смола містить тверді частинки.

Таблиця 3. Критерії вибору мікроперистальтичного насоса для подачі смоли проти крапель

Skoocom постачає лінійки мікроперистальтичних насосів, створених для дозування та подачі, а опубліковані посібники щодо заправки смолою та порівняння насосів охоплюють ту саму логіку вибору з точки зору виробника. Решта цієї статті показує, як перетворити ці функції на повторювану процедуру дозування.

Точне дозування смоли без зворотного потоку: процедура проти крапель

Точне дозування смоли — це послідовність, а не налаштування насоса: видаліть повітря, подайте дозу з контрольованою швидкістю, зупиніть із закритою лінією, втягніть меніск і перевірте. Кожен крок використовує різну перистальтичну функцію, тому вся петля поводиться як роздавальний інструмент, а не як шланг із двигуном.

1. Продувка: повільно рухайте насос вперед, поки смола не вийде з сопла чистим потоком без бульбашок, а потім зупиніться. Це заряджає трубку та видаляє повітря, яке спричиняє повторне плювання.

2. Дозування: обертайте ротор на каліброваній швидкості протягом обчисленого часу. Тримайте насадку близько до поверхні смоли, щоб потік не розпався на краплі та бризки.

3. Зупинка: відключіть живлення, коли ротор усе ще перекриває трубку. Шнур запечатується миттєво; звисаючий меніск - це єдина смола, що залишилася поза соплом.

4. Втягнення: запустіть насос у зворотному напрямку для налаштованого зворотного імпульсу, як правило, 0,2–0,5 секунди на низькій швидкості, щоб втягнути меніск назад усередину сопла.

5. Перевірте: спостерігайте за соплом приблизно 60 секунд, перш ніж сопло почне рухатися. Якщо утворюється крапля, подовжте зворотний імпульс або зменште задню швидкість, а потім повторіть.

Сама доза розраховується з калібрування, а не з технічного паспорта насоса. Вимірюйте фактичний об’єм, що доставляється, за певний час із вашою робочою швидкістю, потім використовуйте співвідношення для кожної наступної дози та повторно калібруйте щоразу, коли ви змінюєте трубку, отвір трубки або в’язкість смоли.

Таблиця 4. Приклад калібрування дози для мікроперистальтичного насоса (значення в мл)

При середній ефективній швидкості 0,14 мл/с для заправки 70 мл потрібно приблизно 500 секунд руху вперед при цьому режимі, а зворотний імпульс тривалістю 0,3 секунди з тією самою відкаліброваною швидкістю відбирає приблизно 0,04 мл, достатньо, щоб очистити меніск сопла; при меншій швидкості заднього ходу гучність пропорційно зменшується. Перерахуйте цифри для вашого власного насоса; метод важливіший за приклад.

Конструкція протикрапельної петлі: резервуар, сопло та контролер

Тримайте резервуар низьким, а насос – нижче рівня смоли, де це можливо, щоб впускний отвір залишався затопленим, а самовсмоктуючий насос ніколи не гнався за повітрям. Непрозорий резервуар з невеликим вентиляційним отвором утримує фотополімер від світла; закупорка в трубці, а не клапан, є тим, що зупиняє сифон, якщо резервуар знаходиться над чаном.

Кінчик сопла має бути достатньо малим, щоб поверхневий натяг утримував меніск між циклами. Широко відкритий кінець трубки запрошує крапельниці; менший отвір або невеликий скошення вгору на випускному отворі дає імпульсу ретракції щось протидіяти. Тримайте розрядний цикл якомога коротшим, щоб об’єм втягування впливав на сопло, а не на еластичність довгого шланга. Якщо зробити добре, результатом є подача смоли для 3D-принтера SLA/DLP без крапель, яка не потребує піддону для крапель під соплом.

Датчик рівня і простий контролер замикають контур. Фотоелектричні датчики, які не торкаються смоли, є найменш брудним варіантом; контролер запускає насос на нижній заданій точці, зупиняє його на верхній і запускає імпульс відведення після кожної зупинки. Посібник Skoocom із заправки смолою описує той самий контур датчика та контролера для автоматизації принтера SLA, а посібник із порівняння насосів пояснює, чому перистальтика виграє цей обов’язок.

Покращення якості друку: що змінилося в частині

Коли лінія перестає стікати, помітне покращення якості друку полягає в тому, що поверхня без крапель, бульбашок і пошкоджень шару, а також рівень смоли залишається там, де відповідає датчику. Нічого з цього не є косметикою; кожен клас дефекту свідчить про механічну несправність, яку вибір насоса усуває.

Сліди падіння зникають, тому що немає висячої краплі, щоб впасти. Порожнечі бульбашок зникають, оскільки лінія залишається заповненою, а повітря ніколи не потрапляє між циклами. Дрейф рівня зникає, оскільки сифон не зливає резервуар, тому задані значення датчика дійсно щось значать. Результатом стає чистіший нічний друк, що є основною суттю автоматизованої системи подачі смоли.

Вимірні ознаки виправлення на друкарській фермі: менше невдалих нічних відбитків із сухих ванн або переповнення; відсутність залишків смоли на знімних плівках, поверхнях РК-дисплеїв або Z-рейках; постійний час заправки, оскільки лінія завжди заправлена; і менше часу витрачається на очищення форсунок і піддонів для крапель.

У польових примітках Skoocom клієнти повідомляють про ту саму закономірність: спочатку зникає видимий безлад навколо сопла, а потім невдачі в середині друку спадають, оскільки датчик рівня починає контролювати систему, яка фактично підтримує свій рівень. Очікуйте, що протирання насадок і очищення піддону для крапель буде зведено до щотижневої перевірки замість ритуалу кожного заповнення.

Контрольний список для запобігання витіканню для системи подачі смоли

Головка насоса перекриває трубку під час простою; підтвердити тестом на утримання водяного стовпа.

Розвантажувальна насадка має невеликий отвір і розташована близько до поверхні смоли під час дозування.

Імпульс зворотного втягування запускається після кожної зупинки та налаштований таким чином, щоб протягом 60 секунд не утворювалося падіння.

Резервуар непрозорий, вентильований і розміщений таким чином, щоб впускний отвір залишався затопленим або знаходився в межах висоти всмоктування.

Трубки розраховані на хімічний склад смоли, а датчик має фільтр для затверділих частинок.

Доза калібрується на лінії та повторно калібрується після заміни трубки або смоли.

Поширені підводні камені та технічне обслуговування петель подачі смоли

Найпоширенішими збоями подачі смоли є не поломки насоса; це несправності трубок, повітря та хімії, які виявляються на насосі. Продіагностуйте їх у такому порядку, і більшість петель стануть нудно надійними.

Перший підводний камінь – неправильно підібраний матеріал труби. Звичайний силікон може набухати, розм’якшуватися або тріскатися після кількох місяців контакту з фотополімером, а набрякла трубка змінює швидкість потоку, перш ніж вона помітно вийде з ладу. Виберіть трубку, документально підтверджену для вашої смоли, і розглядайте трубку як запланований витратний матеріал, а не як постійну частину.

Другий підводний камінь – повітря. Повітря надходить через пікап, який спливає на поверхню в спорожнювальному резервуарі, через сопло, яке залишається відкритим нижче рівня смоли під час простою, або через негерметичний фітинг. Продуйте лінію після будь-якої заміни резервуару та розташуйте пікап так, щоб він залишався зануреним, доки датчик рівня не зупинить цикл.

Третій підводний камінь – затверділе сміття. Смола твердне в будь-якому місці, де зустрічаються світло та час, зокрема всередині поглинаючої трубки та на кінчику сопла. Фільтр грубої очистки на всмоктувачі запобігає потраплянню частинок до насоса, а протирання наконечника сопла в кінці дня запобігає затверділим ковпачкам, які блокують наступний імпульс втягування.

Ритм технічного обслуговування контуру подачі смоли: перевіряйте трубку щомісяця на предмет здуття, тріщин або плоских плям; щодня протирати наконечник насадки; продувка після кожної заміни резервуара; замініть трубку за графіком або при перших ознаках пошкодження; і повторно запустіть калібрування дози після будь-якої зміни трубки, отвору або смоли.

Жодне з цих завдань не потребує відкриття насоса. Трубка — це весь робочий шлях рідини, що є перевагою в обслуговуванні, що робить перистальтичні петлі практичними для невеликих цехів з кількома машинами.

Часті запитання

Запитання нижче стосуються особливостей, які задають покупці, коли розробляють систему подачі смоли проти крапель. Кожна відповідь написана окремо і може цитуватися безпосередньо.

Як зупинити капання перистальтичного насоса?

Зупиніть ротор із закритою трубкою, потім запустіть короткий зворотний імпульс, щоб втягнути меніск назад усередину сопла. Закупорена трубка герметизує лінію, тому під час простою нічого не зливається, а зворотний імпульс усуває невелику краплю, яку поверхневий натяг залишає на кінчику. Налаштуйте пульс, спостерігаючи за соплом протягом 60 секунд після кожної зупинки.

Чи може перистальтичний насос відсмоктувати смолу?

так При реверсі ротора рідина витягується з лінії нагнітання, що відтягує меніск сопла назад і очищає кінчик, точно так само, як втягування нитки на FDM-принтері. Витягнутий об’єм контролюється зворотним часом і швидкістю, як правило, частками мілілітра, і він повторюється, оскільки перистальтичний потік відстежує швидкість ротора в обох напрямках.

Чи запобігає мікроперистальтичний насос сифону з піднятого резервуара?

Так, коли ротор зупинений і трубка залишається закритою. Затиснута трубка є закритим бар’єром, тому напірний тиск із піднятого резервуара не може проштовхнути смолу через насос. Ось чому перистальтичні петлі можуть використовувати схеми з підтримкою гравітації, які б сифонували за допомогою зубчастого або відцентрового насоса.

Який тип насоса найкращий для системи подачі смоли?

Для протикрапельної, самовсмоктувальної та невибагливої ​​в обслуговуванні подачі смоли практичним вибором є мікроперистальтичний насос, оскільки смола торкається лише трубки, а лінія ущільнюється під час простою. Шестеренні та діафрагмові насоси можуть дозувати смолу, але вони додають зворотні клапани, очищення та ризики зворотного зливу, які усуває перистальтична конструкція. Порівняльний посібник Skoocom детально описує компроміси.

Що таке низький пульс і коли це має значення?

Подача з низьким імпульсом означає, що стрибки потоку насоса досить малі, щоб не заважати застосуванню. Це важливо для дозування на основі сопел, датчиків рівня та смол із низькою в’язкістю, які легко спінюються; це менш важливо для заправки чана, де смола зливається в басейн. Перевірте поведінку пульсу насоса на вашій робочій швидкості перед виконанням.

Ключові висновки

Натягування та капання смоли походять із незагерметизованої лінії, а не від смоли; насос, який герметизує власну лінію, усуває першопричину.

Оклюзія в мікроперистальтичному насосі діє як вбудований зворотний клапан: немає зворотного потоку, немає сифона, а лінія, яка залишається заповненою між наповненнями.

Короткий зворотний хід дає активне втягування, рідинний еквівалент втягування нитки FDM, і він налаштований на час і швидкість у зворотному напрямку.

Вибирайте насоси з оклюзією холостого ходу, можливістю самовсмоктування, лінійним контролем швидкості та сумісністю з трубками; калібруйте дозу в лінії після кожної заміни трубки або смоли.

Результатом є покращення якості друку, яке ви бачите: відсутність крапель, відсутність бульбашок, стабільний рівень смоли та чистіший друк без нагляду.

Ретракція смоли для лінії подачі рідини означає дві речі: закрийте лінію, коли вона не працює, а потім запустіть короткий зворотний імпульс перед тим, як сопло почне рухатися.

Створюєте систему подачі смоли проти крапель і не знаєте, який мікроперистальтичний насос відповідає вашому потоку, напрузі та хімії трубки? Опишіть свою петлю в Skoocom на сторінці запитів за адресою www.skoocomtech.com/inquiry та отримайте безкоштовний огляд вибору насоса з порадами щодо сумісності труб і зразковими умовами для стендового випробування, покупка не потрібна.