Чистий вибір, який розширює можливості високоточного контролю рідини в 3D-друку

З першого погляду

Принцип - компресія трубки (перистальтика), позитивне зміщення; рідина торкається лише внутрішньої частини трубки.

Варіанти - SC2201RPW поставляється в обмотках 3 В постійного струму, 6 В постійного струму та 12 В постійного струму.

Клас витрати - 20-50 мл/хв, встановлюється швидкістю двигуна та діаметром трубки, а не клапаном.

Основна увага при дизайні - довговічний інтерфейс трубки та ролика, тому заміна трубок залишається без планового технічного обслуговування.

Найкраще підходить – точне дозування, лінії чорнила та реагентів, контури подачі сполучного матеріалу та промивання, де перехресне забруднення неприйнятне.

Що означає «чистий» у насосі, який торкається лише своєї трубки

«Чистий» описує шлях рідини, а не фініш. У SC2201RPW рідина штовхається роликами, які стискають гнучку трубку, тому зволожена поверхня знаходиться всередині цієї трубки: ні шестерні, ні поршні, ні ущільнювачі, ні зворотні клапани не знаходяться в потоці. Замініть трубку, і шлях рідини знову стане новим.

Цей єдиний вибір конструкції пояснює більшу частину поведінки насоса. Без обертової частини всередині потоку немає нічого, що могло б піддаватися корозії чи жовчному, і немає зазору, який зношується та дозволяє потоку дрейфувати. Без клапанів насос може працювати всуху, реверсувати та утримувати трубку з рідиною. Ціна полягає в тому, що потік залежить від еластичності трубки, тому трубка є одночасно точним елементом і частиною, що зношується.

Намочена стежка, порівняна

Три сімейства насосів, які використовуються в 3D-принтерах і навколо них, обробляють однакові рідини дуже різними способами, і ця різниця вирішує процедури очищення та час зміни.

Яку чистоту купує робочий процес 3D-друку

Практичні переваги виявляються на рівні робочого процесу. Лінії сполучного, реагентного, чорнильного та опорного матеріалів мають власний хімічний склад, і будь-який спільний внутрішній об’єм стає шляхом забруднення, коли змінюється конструкція. Подача на основі трубки зберігає цей ризик усередині компонента, який можна замінити за лічені хвилини, утримує рідину від мастильних матеріалів і тепла двигуна, і дозволяє багатоматеріальному принтеру визначити чистий шлях, просто замінивши трубку.

Всередині SC2201RPW: п’ять рівнів, які визначають його поведінку

Насос найлегше визначити та усунути несправності у вигляді п’яти функціональних рівнів: привід, ротор і ролики, труба, головка, яка утримує його в центрі, і з’єднання рідини. Кожен рівень має різний набір параметрів, тому проблема, яка виглядає як слабкий насос, зазвичай виникає на одному конкретному рівні.

Багатошаровість має найбільше значення, коли конструкція переміщується від настільного прототипу до машини, яка працює без нагляду. На лавці насос або крутиться, або ні; у машині питаннями стають повторюваність потоку, термін служби трубки та поведінка, коли лінія блокується. Ці питання належать до різних рівнів, тому вони вказуються окремо.

Рівень 1: диск

Привід перетворює електричну енергію в обертову. SC2201RPW пропонується у варіантах 3 В, 6 В і 12 В, і напруга обмотки встановлює струм, споживаний для даного виходу: чим нижча напруга, тим вищий струм. Швидкість – це контроль потоку на перистальтичному насосі, а редукторний двигун змінює швидкість на крутний момент, коли довга лінія нагнітання підвищує навантаження.

Рівень 2: ротор і ролики

Ролики є елементами оклюзії. Кожен ролик вирівнює частину трубки та проштовхує рідину вперед, тоді як трубка повертається назад і втягує свіжу рідину. Більше роликів дають менші імпульси та менший проміжок ущільнення; менша кількість роликів забезпечує довший і м'який цикл стиснення. Геометрія ролика та тиск пружини визначають, наскільки сильно стискається трубка, що врівноважує точність потоку та втому трубки.

Шар 3: трубка

Трубка є єдиною змоченою частиною, і вона встановлює потік на оберт, хімічну сумісність і термін служби. Силікон є універсальним вибором для водних чорнил і реагентів; продуктивні трубки використовуються там, де довший термін служби або краща хімічна стійкість виправдовують ціну. Розмір отвору встановлює об’єм, що проходить за один прохід, товщина стінки встановлює відновлення, а твердість встановлює, який тиск може створити насос, перш ніж трубка роздувається замість ущільнення.

4 шар: голова і ретенція

Головка утримує трубку в правильному натягу та вирівнюванні, тому кожен ролик стискає її на необхідну кількість. Це також шлях тепла, тому що багаторазове стиснення генерує тепло, яке має залишати вузол. Занадто ослаблені затискачі дозволяють трубці повзати та зменшують потік; занадто тугі затискачі надмірно стискають його та скорочують термін служби без додавання корисного потоку.

Шар 5: рідинні з'єднання

З’єднувачі, лінія всмоктування, лінія нагнітання та заповнення завершують систему. Короткий, добре підтримуваний всмоктуючий хід із великим отвором подає трубку належним чином; довга, вузька або згорнута лінія виснажує її і викликає класичний симптом насоса, який працює швидко, але забезпечує мало. Довжина і висота нагнітання визначають, який тиск повинен подолати насос, перш ніж надійде рідина.

Робочий конверт: чотири числа та як вони взаємодіють

Чотири числа визначають конверт: напруга живлення, швидкість потоку, тиск, який може витримувати трубка, і робочий цикл. Вони торгують один проти одного, тому робочий пункт, який покращує один, зазвичай коштує іншого. Перевірте значення в таблиці даних для фактично встановленої труби, оскільки труба відповідає двом із чотирьох.

У наведеній нижче таблиці зібрано те, що модель привносить у збірку, і те, що має бути підтверджено відповідно до таблиці даних, перш ніж машину буде підписано. Розглядайте останній стовпець як інженерне завдання, яке слідує за покупкою, а не як необов’язкову документацію.

3 В, 6 В і 12 В: що насправді зміниться

Варіанти напруги не змінюють принципу; вони змінюють електричну угоду. Обмотка на 12 В споживає менше струму для того самого виходу та підходить для принтера на 24 В через невеликий понижуючий перетворювач або додаткову шину на 12 В. Варіант 6 В поєднується з архітектурою 5 В. Варіант 3 В споживає найвищий струм, тому розмір провідника, роз’єми та номінал драйвера мають більше значення, ніж сама напруга.

Практичне правило полягає в тому, щоб вибрати варіант, напругу якого машина вже виробляє чисто, а потім вибрати драйвер і запобіжник для найбільшого струму, який може вимагати насос. Контроль швидкості відбувається після цього, як правило, як ШІМ на ступені драйвера, а не зміна напруги, оскільки зниження напруги живлення зменшує крутний момент, а також швидкість.

Потік: від 20 до 50 мл/хв

Потік визначається двома факторами: скільки рідини витісняє один прохід ролика та скільки проходів відбувається за хвилину. Переміщення за один прохід відповідає отвору труби та товщині стінки, тому зміна труби зміщує всю криву потоку. У таблиці нижче наведено арифметику з ілюстративним переміщенням, що є найшвидшим способом побачити, як досягається діапазон 20-50 мл/хв.

Прочитайте таблицю у зворотному порядку, коли ви вказуєте: визначте необхідний потік, а потім перевірте, чи швидкість, необхідна для його досягнення, є зручною для двигуна та трубки. Швидкості, які підштовхують насос до верхньої межі, підвищують пульсацію, нагрів і трубка зношуються разом, тому робоча точка в середині діапазону зазвичай є кращим параметром виробництва.

Протитиск і висота всмоктування

Перистальтичні насоси обмежуються тиском трубкою, а не клапаном. Коли тиск нагнітання зростає, стінка трубки відсувається назад до ролика, і ущільнення погіршується, тому потік падає, навіть якщо двигун продовжує обертатися. На стороні всмоктування працює та сама еластичність: трубка має повністю відновлюватися після проходження кожного ролика, тому тривале всмоктування або в’язка рідина зменшують подачу, навіть якщо нічого не заблоковано.

Робочий цикл і температура

Безперервна робота робить головку насоса теплою, і трубка відчуває це першою. Тепло прискорює стиск, тому трубка, яка охолоджується протягом сотень годин, може вийти з ладу набагато раніше в закритому корпусі без потоку повітря. Тримайте голову в рухомому повітрі, де це дозволяє машина, і записуйте температуру голови або рідини під час забігу на витривалість замість того, щоб припускати, що навколишнє зображення покриває це.

Куди підійде мікронасос 20-50 мл/хв для 3D-друку

Мікронасос на 20–50 мл/хв виконує функції рідини, які знаходяться між крапельницею та екструдером, що працює під тиском: дозування зв’язуючого та реагенту, подача та циркуляція чорнила, подача допоміжних матеріалів, керамічних і біологічних чорнил із низьким вмістом твердої речовини, а також лінії очищення та промивання. Це неправильний інструмент для жорсткої пасти з високим вмістом сухої речовини.

Ця різниця має значення, оскільки 3D-друк охоплює величезний діапазон в’язкості. Перистальтичне дозування має тонкий кінець, де рідина тече легко, потреба в тиску є скромною, а повторюваність важлива більше, ніж сила. Керамічна паста, полімери з наповнювачем та інші системи з високим вмістом твердої речовини мають товстий кінець, де домінують тиск і крутний момент, і правильною відповіддю є інше сімейство насосів.

Для команд, яким потрібен етап нанесення, перевірений на реальному апаратному забезпеченні, а не на стендовому стенді, збірки екструзії матеріалів і випробування процесу доступні через Superior'sПослуга 3D друку, де рідинна лінія та система руху кваліфікуються разом.

Куди не годиться

Три обов'язки знаходяться поза межами цього насоса. Керамічна паста з високим вмістом твердої речовини та інші жорсткі склади потребують тиску та крутного моменту, які насос з мікротрубками не може забезпечити економічно. Абразивні суспензії атакують трубу зсередини, тому термін служби труби стає основною ціною, а не обслуговуванням. Постійна подача високого тиску в невелике сопло може розколоти трубку та затопити машину. Коли збірка рухається таким чином, питання вибору змінюється зі швидкості насоса на сімейство насосів.

Правила інтеграції для збірки принтера

Встановіть насос у місці, де трубка може бути короткою та прямою, підтримуйте нагнітальний трубопровід, тримайте головку в рухомому повітрі та заправляйте перед першим нарощуванням. Вісім правил охоплюють рішення щодо встановлення, які найчастіше вирішують, чи буде мікронасос поводитись у машині.

Тримайте всмоктувальну лінію короткою та максимально широкою; кожен додатковий сантиметр додає тертя, яке труба повинна долати.

Встановіть головку насоса нижче рівня рідини, де це дозволяє резервуар, щоб сила тяжіння сприяла наповненню.

Уникайте різких вигинів і тугих затискачів, оскільки перегин змінює відновлення трубки, а разом з цим і криву потоку.

Підтримуйте напірну трубу механічно, щоб її вага не звисала на головці або фітингу.

Залиште трубку вільною з обох кінців головки, щоб вона могла трохи рухатися під час стискання.

Тримайте двигун і голову в рухомому повітрі, тому що тепло є найменш помітним ворогом трубки.

Встановіть всмоктувальний фільтр, коли рідина може переносити частки, і обслуговуйте його за розкладом.

Позначте на трубі номер деталі та дату встановлення, щоб історію замін було видно на машині.

Пульсація: проблема і три шляхи вирішення

Ролики подають рідину в окремих пакетах, тому тиск нагнітання коливається відповідно до частоти ролика. Для дозування на відкриту поверхню пульсація нешкідлива, якщо імпульси невеликі відносно цільового об’єму; подаючи сопло, це може відображатися як текстура поверхні. Працюють три виправлення: підвищення частоти імпульсів, додавання невеликого демпфіруючого об’єму за потоком або часові імпульси на шляху руху.

Праймінг і управління бульбашками

Повітря є найпоширенішою причиною недостатньої подачі нової установки. Трубка має бути заповнена, перш ніж вона зможе корисно витіснити рідину, а бульбашка діє як пружина, яка поглинає кожен прохід ролика. Залийте на помірній швидкості з відкритим випускним отвором, переконайтеся, що меніск рухається, і тримайте всмоктувальний отвір зануреним, поки рівень падає. Якщо рідина виділяє гази, повторюйте заливку після кожної заміни резервуара.

Вибір між версіями 3 В, 6 В і 12 В

Виберіть варіант, який машина вже може забезпечити чистим живленням: 12 В, якщо існує шина 12 або 24 В, 6 В, якщо доступна тільки шина 5 В, і 3 В, лише коли джерело живлення та драйвер розраховані на вищий струм, який вони споживають.

Електрична інтеграція дотримується тієї ж логіки, що й будь-яке невелике навантаження постійного струму на принтер, з двома відмінностями. Насос є двигуном, тому йому потрібен перемикаючий каскад, а не логічний висновок і зворотний шлях через його клеми. І це дозуючий елемент, тому стабільність швидкості має таке ж значення, як і здатність до запуску: подача, яка знижується під навантаженням нагрівача, змінює швидкість потоку в середині будівництва.

Привід насоса від електроніки принтера

Плата не живить насос; це сигналізує водієві, що це робить. Один МОП-транзистор з низькою стороною N-канального транзистора з затворним резистором, тяговим і зворотним діодом охоплює більшість збірок, за умови, що пристрій має логічний рівень і номінальний струм перевищує струм зупинки насоса, а струм походить від шини з запасом. Повний набір перевірок міститься в супутньому посібнику наузгодження напруги та струму материнської плати.

ШІМ, точність швидкості та перевірка потоку

ШІМ є звичайним способом встановлення швидкості насоса, і для щіткового двигуна постійного струму він добре працює, коли частота перемикання відповідає механічному навантаженню, а не вентилятору. Підтримуйте тривалість циклу в діапазоні мілісекунд, установіть мінімальний робочий режим, нижче якого насос повністю зупиняється, а не перегрівається, і повторюйте калібрування після кожної зміни трубки, рідини або висоти нагнітання. Запишіть виміряну дозу вперевірка та перевірка потокурутина.

Планування терміну служби трубок, а не тільки насосів

Термін служби труби визначається стисненням, а не годинами: кожен прохід ролика коштує частину номінального терміну служби труби. Зменшення швидкості вдвічі приблизно подвоює інтервал обслуговування, тому графік заміни труб повинен відповідати фактичному режиму роботи, а не календарю.

Перед введенням в експлуатацію арифметика досить проста. Помножте кількість роликів на швидкість вала для стискань за хвилину, помножте на шістдесят для стиснень за годину та порівняйте це з номінальним числом для використовуваної трубки. Виконайте той самий розрахунок із найшвидшими та найповільнішими налаштуваннями рецепту, а найгірший випадок стане планом обслуговування.

Графік заміни, який працює на виробництві

Розклад за компресіями, а не за тижнями. Запишіть номер деталі трубки, дату встановлення, налаштування рідини та швидкості, а потім встановіть інтервал заміни приблизно на дві третини розрахункового терміну служби, щоб зміна рецепту чи теплий тиждень не перевищили межу трубки. Розглядайте показник потоку, який знижується з фіксованою швидкістю, як першу ознаку втоми трубки.

Контрольний список для введення в експлуатацію та калібрування під час першого запуску

Увімкніть насос у сім кроків: установіть, заправте, установіть безпечну швидкість, відкалібруйте об’єм, що подається, перевірте наявність пульсації та витоків, зафіксуйте робочу точку та запишіть інтервал заміни трубки. Запис калібрування перетворює робочий прототип на повторюваний процес.

Встановіть насос так, щоб трубка була короткою та прямою, головка знаходилась у рухомому повітрі, а всмоктувальний отвір залишався нижче рівня резервуара.

Заправте на помірній швидкості з відкритим випускним отвором і переконайтеся, що лінія заповнена перед першим циклом дозування.

Почніть з низького режиму роботи, підніміть його, доки насос не почне працювати надійно, і запам’ятайте мінімальний режим роботи, при якому він запускається без зупинки.

Калібруйте шляхом дозування на ваги або в градуйований циліндр; використовуйте достатньо велику дозу, щоб помилка читання була невеликою, і повторіть це тричі.

Перевірте пульсацію на робочій швидкості та додайте демпфування, якщо відкладення показує хвилі.

Зареєструйте робочу точку: номер деталі труби, навантаження, виміряний потік, температуру рідини та висоту випуску.

Встановіть інтервал заміни трубок приблизно на дві третини розрахункового терміну служби та запишіть це на машині.

Дві перевірки належать до одного сеансу, навіть якщо жодна з них не є частиною калібрування. Подивіться один раз, як насос запускається проти обмеженого розряду, щоб поведінка заблокованої лінії була відома заздалегідь. І виміряйте напругу живлення на насосі, поки працюють нагрівачі та двигуни, тому що рейка, яка виглядає здоровою на столі, може провиснути під час реальної роботи.

Коли рідинна система повинна бути кваліфікована для виробництва, а не для демонстрації, це допомагає провести осадження та перевірку апаратного забезпечення разом. Надішліть специфікацію рідини, дозу на шар і геометрію випуску за допомогоюмиттєвий запит пропозиціїі ми підтвердимо конфігурацію насоса та план будівництва, перш ніж щось буде замовлено.

Часті запитання

П'ять питань найчастіше виникають, коли для принтера вказують трубку насоса: що він може, а що не може качати, як встановлюється потік, чим відрізняються варіанти напруги, скільки служить трубка і як поводиться помпа при блокуванні лінії.

Чи може SC2201RPW друкувати на керамічній пасті чи інших високов’язких матеріалах?

Не жорсткі пасти з високим вмістом твердої речовини, які використовуються для робокастингу, тому що трубчастий насос обмежений тиском, який може витримувати його трубка, а не крутним моментом двигуна. Керамічна суспензія з низьким вмістом твердої речовини або гідрогель, який легко тече, є в асортименті цього насоса. Якщо рідина потребує поршневого, гвинтового або шестеренного насоса з необхідною швидкістю, мікротрубчастий насос є неправильним сімейством.

Як встановлюється швидкість потоку на перистальтичному насосі?

Потік – це добуток об’єму, який витісняється за один прохід ролика, на кількість проходів за хвилину, тому швидкість – це ручка керування, а трубка – константа калібрування. Практична процедура полягає в тому, щоб зафіксувати номер деталі трубки, встановити швидкість, яка відповідає цільовій дозі, виміряти об’єм, що надійшов, а потім записати обидва разом. Зміна трубки скидає калібрування та вимагає нового вимірювання.

Яка різниця між версіями на 3 В, 6 В і 12 В?

Вони відрізняються не принципом накачування, а електричною ціною. Обмотка 12 В споживає менше струму для даного вихідного сигналу та підходить для машини з рейкою 12 В або 24 В; пара варіантів 6 В з архітектурою 5 В; Варіант на 3 В використовує найбільший струм і винагороджує короткі товсті кабелі. Розмір драйвера, запобіжника та проводки для пускового удару та зупинки, а не для робочої фігури.

Скільки служить трубка і на чому закінчується її життя?

Термін служби труби витрачається на стиснення, тому кількість роликів і швидкість вала визначають, наскільки швидко витрачається номінальна кількість. Хімія, частинки, протитиск і тепло ще більше скорочують його, а надмірне стиснення та тепло завдають найбільш невидимої шкоди. Оскільки втомлена трубка втрачає потік на фіксованій швидкості, перш ніж виходить з ладу, замініть її за розрахованим графіком і сприймайте падіння потоку як раннє попередження.

Що станеться, якщо заблокується напірна лінія?

У більшості установок двигун продовжує обертатися, поки ущільнювач труби зісковзує, тому миттєвим ефектом є втрата потоку, а не зупинка. Якщо блокування не зникає, тиск на стінку труби зростає, і труба може поповзти або розколотися на роликовій доріжці. Виявіть це за допомогою тиску нагнітання або струму двигуна, де цього вимагає процес, і перевірте заблоковану лінію один раз під час введення в експлуатацію.