Оптимизированный обдув ZAV-UNI: история создания

 

Мы сыны равнины дикой, мы враги прямых путей...

 

Причины самостоятельной разработки

Почти три года достаточно активного использования мной 3D-принтера ZAV-mini наглядно продемонстрировали, что это очень хороший принтер, но у него есть 2 особенности, касающиеся обдувов печатаемых деталей:

  1. Габаритные ограничения принтера. То, что можно назвать ограничениями со стороны «служебных габаритов», предназначенных для размещения всевозможных частей и механизмов. Всё сделано очень компактно и из-за этого не получается использовать популярные обдувы на 2-х центробежных вентиляторах (турбинках) 4010 без частичной потери области печати. А потеря области печати — это достаточно обидно.
  2. К сожалению, в сообществах ZAV и UNI (просто напомню, что в них используются взаимозаменяемые радиаторы, а значит, они совместимы по обвесам для хотэндов) нет, на мой пристрастный взгляд, предложений работоспособных, эффективных и удобных вариантов обдувов с одним осевым/аксиальным вентилятором, устанавливаемым под углом.

 

 

Поскольку первая особенность неустранима, приходится (с учётом второй особенности) использовать какой-нибудь обдув с одним вентилятором, устанавливая на него наиболее мощные из имеющихся в природе вентиляторов 40xx, например такие, как SUNON 4015 (14 тысяч оборотов в минуту). Но даже это помогает далеко не всегда, ибо всё-таки дуют эти обдувы или «не так», или «не туда», или всё вместе.

Поэтому периодически возникал простой и, в общем-то, логичный и понятный вопрос: «Как быть в такой ситуации? Неужели нужно менять принтер?» Ответ на него был не менее прост и понятен: «Если нет готового обдува, то нужно сделать свой!» И ведь делают! За годы производства 3D-принтеров ZAV и UNI вариантов одновентиляторных вариантов обдувов наизобретали достаточно много, вот только с реальной эффективностью работы там или почти беда, или совсем беда.

Иными словами, сложилась ситуация, когда столь любимый 3D-печатниками принцип аутсорсинга «пускай другие свою голову ломают, а я потом их результатами попользуюсь» больше не работал. Для меня это означало, что придётся «с нуля» самостоятельно разрабатывать хороший, эффективный обдув. И делать это со всей возможной тщательностью инженерного подхода.

 

Цели разработки

  1. Создать эффективный, оптимизированный вариант одновентиляторного обдува для 3D-принтеров ZAV-mini и других 3D-принтеров, в которых применяются совместимые радиаторы хотэнда (это, как минимум, линейки 3D-принтеров ZAV и UNI).
  2. Постараться избавиться от необходимости использовать самые мощные вентиляторы (такие, как SUNON 4015 и им подобные).

 

Процесс проектирования

В ходе проектирования сначала была подобрана приблизительная компоновочная геометрия обдува. Затем она была реализована уже в виде твердотельной модели в CAD-системе.

 

 

Далее полученная модель обдува пошагово оптимизировалась и уточнялась при помощи симуляции физических процессов работы обдува (то есть при помощи математического моделирования и визуализации его результатов). По результатам каждого этапа моделирования и симуляции в модель вносились очередные изменения и корректировки, затем цикл оптимизации повторялся. И так до тех пор, пока не был получен требуемый результат.

 

 

На заключительном этапе проектирования печатались тестовые версии обдува, на которых в реальных условиях 3D-печати проверялись и уточнялись различные нюансы, касающиеся, например, габаритных ограничений и удобства обслуживания хотэнда. Версия 4.2.3 стала релизом.

Цикл разработки от первого макета в CAD и до коммерческого варианта обдува занялв общей сложности больше месяца.

- Как-то это всё сложно, долго и муторно, - скажет иной читатель.
- Да, всё так, - отвечу ему я.

 

Испытания обдува

Обновлённые результаты

Качество работы обдува проверялось путём печати специальных моделей. Использовалось латунное сопло 0,4 мм, толщина слоя 0,2 мм, пластик eSun PLA+ чёрного цвета, температура сопла 215°С, обдув печати до 55% (в зависимости от времени печати слоя), обдув на мостах 80%.

Печать нависаний

Модель с углами нависания, изменяющимися от 45° до 85° с шагом 5°.

Результаты:

Фотография напечатанной модели

Печать мостов

Модель с мостами различной длины, до 50 мм.

Результаты:

Фотография напечатанной модели

Печать малоразмерных объектов, склонных к перегреву и оплыванию формы

Модели в виде кубика 20х20х20 мм, в который вставлен фрагмент замка (или крепостной стены).

Результаты:

Фотография напечатанной модели

Печать фигурки в стиле «вороной».

Результаты:

Фотография напечатанной модели

 

Результаты разработки обдува

К сожалению, удалось достичь не всех поставленных целей.

  1. Разработка оптимизированного, эффективного обдува — успешная реализация.
  2. Отказ от обязательного использования вентиляторов SUNON 4015 (или аналогичных по производительности) — реализовано частично (примечание ниже), но на данном этапе можно считать, что не реализовано. Поэтому необходимость применять вентиляторы SUNON 4015 (либо аналогичные) сохраняется.
  3. Использование вентиляторов 4010 с данным обдувом возможно, но с оговорками: на малых скоростях печати и без перегрева пластика. По этой причине использование вентиляторов 4010 мной не рекомендуется. Если же вы всё-таки решите их использовать, то вы будете делать это исключительно на свой страх и риск. И не забудьте сообщить о своих результатах.

 

Заключение

Данный обув может применяться не только в принтерах ZAV-mini, но и в любых 3D-принтерах, оснащённых радиатором хотэнда ZAV или UNI (они совместимы и взаимозаменяемы).

С ним должен использоваться осевой (аксиальный) вентилятор Sunon размером 4015 (40х40х15 мм), либо аналогичный ему по размерам и производительности. Обдув используется вместе с устанавливаемым на вентилятор конфузором (в заметке он не рассматривался). Вентилятор устанавливается под углом, что позволяет более эффективно использовать служебное пространство 3D-принтера.

 

 

Обдув печатается из пластика ASA/PC (Filamentarno Антипирен UL94 V-0), крайне удачно сочетающего такие качества, как термостойкость, прочность и (как очень хороший бонус) негорючесть. В отверстия крепления вентилятора вплавляются латунные резьбовые втулки М3, в отверстиях «лапки» для крепления концевика оси X нарезается резьба М2.

 

Из-за достаточно больших затрат личных ресурсов (время, материалы и пр.) я решил, что не стану выкладывать данную разработку в общий доступ. Тем не менее, вы всегда сможете приобрести у меня этот обдув в виде готового изделия по вполне приемлемой и, не побоюсь этого слова, справедливой цене.

 

Ссылки

  1. Статья на портале 3Dtoday

На главную страницу


Услуги

Услуги 3D-печати

Изготовление шестерней

Услуги моделирования

Разработка обдувов


Типовые изделия

Запчасти для автомобилей

Инструменты и оснастка

Душевое оборудование


Апгрейды и моды

Обдув для ZAV-mini

Драйбокс для филамента

Термокамера для ZAV-mini

Электронные блоки

Аксессуары и «моды»


Разное полезное

Заметки о 3D-печати

Заметки о прошивка Marlin 2


Мои контакты

Электронная почта

Telegram

 

Представленная на сайте информация не является офертой.

© custom.trengtor.com, 2019-2022. При цитировании обязательна ссылка.