24В високог притиска и високог протока, пробијање кроз уска грла испоруке материјала високог вискозитета у 3Д штампању

СЦ2301ЦПВ је зупчаста пумпа за 3Д штампање од 24 В са 100 мЛ/мин или више у односу на опсег радног притиска од 40-150 кПа, и то упаривање је оно што разбија уско грло високог вискозитета у 3Д штампању. Тамо где цевна пумпа губи проток како се повећава противпритисак, зупчаста пумпа наставља да истискује густу течност кроз дугачке водове, уске отворе и повишене тачке испоруке.

На први поглед

Структура - два зупчаника која се спајају у кућишту са малим зазором; позитивно померање, без вентила на путу флуида.

Електрични - ДЦ 24 В, 200 мА или мање, испод 5 В, тако да излаз матичне плоче или мали МОСФЕТ степен може да га пребаци.

Проток - 100 мЛ/мин или више, око 1,7 мЛ/с при пуној брзини, пропорционално брзини мотора.

Радни опсег притиска - 40-150 кПа, довољан за трење линије, спојнице, филтере и вертикално подизање.

Брза навигација

Уско грло високог вискозитета у испоруци течности за 3Д штампање

Како зупчаста пумпа држи притисак

СЦ2301ЦПВ спецификације на први поглед

Одабир усклађен са вискозитетом: где побеђује зупчаста пумпа

Клизање, смицање, абразија и кавитација

Димензионисање 24 В микро зупчасте пумпе у пет корака

Покретање 24 В микро пумпе за воду са матичне плоче штампача

Границе усисне стране, заливања и негативног притиска

Аутоматско снабдевање флуидом за 3Д штампаче

Контролна листа за инсталацију и пуштање у рад

Често постављана питања

Кључни за понети

Уско грло високог вискозитета у испоруци течности за 3Д штампање

Вискозитет, а не проток, одлучује да ли пумпа штампача може да испоручи. Губитак притиска дуж линије расте са вискозитетом течности и опада са четвртом потенцијом полупречника бушотине, тако да густа течност у уској линији може захтевати већи притисак него што пумпа ниског притиска може да генерише, колико год брзо да се њен мотор окреће.

Свака породица која овде пропадне пропада из структуралних разлога. Перисталтичка пумпа заптива гњечењем цеви, тако да заптивка омекшава како расте притисак пражњења. Центрифугална пумпа губи главу како се петља затеже, што је искључује из мерења. Мембранска пумпа производи користан притисак, али пулсира, а њени неповратни вентили се прво покваре када течност носи честице или очвршћава на месту.

Зупчаста пумпа мења ограничење уместо да га оптимизује. Његови зупчаници су крути, зазори су мали и фиксирани, а сама течност употпуњује заптивку, тако да притисак потиче од геометрије помака, а не од еластичности цеви.

Табела 1. Породице пумпи које се користе у и око 3Д штампача, упоређене по дужности

Практично читање је уско: прво изаберите породицу из течности и геометрије петље, а затим упоредите оцене. Пумпа изабрана за њен проток и уграђена у петљу високог вискозитета је најчешћа грешка у дизајну течности штампача, јер свака фигура протока припада једном наведеном притиску и једној течности.

Како зупчаста пумпа држи притисак: два зупчаника, уски зазори, без вентила

Зупчаста пумпа помера фиксну запремину по обртају. Течност је заробљена између зубаца и кућишта, преноси се око кућишта од улаза до излаза и гура се тамо где се зупчаници спајају, тако да проток прати брзину и низводни отпор не зауставља пумпу испод њеног номиналног притиска.

Заптивање је пре аранжман него компонента. Микропумпа описује три динамичка подручја заптивања: врхове зупчаника уз зид шупљине, тачку мреже где се зупчаници затварају и површине за спајање где зупчаници налете на тело и завршни поклопац. Ти делови морају да се померају, тако да постоје зазори и течност цури назад од излаза до улаза; то повратно цурење је клизање и поставља волуметријску ефикасност.

Градитељу су важне три последице:

Проток је близу линеарног са брзином, тако да се пумпа понаша као оса кретања: једна калибрација претвара вредност команде у милилитре у секунди.

Притисак расте да би наишао на отпор, тако да делимично зачепљен филтер подиже оптерећење уместо да заустави испоруку, а свакој инсталацији је потребан начин да се то примети.

Вискозитет побољшава заптивање, што је супротно од цевне пумпе и разлог зашто исти хардвер постаје тачан на пуњеној смоли или пасти.

Следе два ограничења. Без вентила који би хватали остатке, честице доспевају до зазора, тако да улазно сито није опционо. А пошто течни филм и заптива и подмазује, рад на суво се мора спречити, а не толерисати.

СЦ2301ЦПВ на кратко: 24 В, 100 мЛ/мин, 40-150 кПа

СЦ2301ЦПВ је минијатурна зупчаста пумпа од 24 В ДЦ са протоком од 100 мЛ/мин или више, опсегом радног притиска од 40-150 кПа, максималном струјом од 200 мА и 60 дБ или мање буке на 50 цм, што је индустријска и велика штампа у класи течног облика.

Табела 2. Оцењени параметри СЦ2301ЦПВ (подаци произвођача, јединице како су објављене)

Читајте оцене као један систем. Намотај од 24 В чини електрични рад прекидачем и осигурачем, а не претварачем, а плафон од 200 мА држи степен драјвера далеко мањим од излаза грејача. Флов поставља буџет за допуну; притисак дефинише колики отпор петље инсталација може да носи, а појас водене пумпе од 40-150 кПа је оно што одваја ову класу микро пумпи високог притиска од хардвера за пренос ниског притиска. Наведена цифра протока без притиска, напона и испитне течности није спецификација.

Један опрез се односи на сваку минијатурну пумпу. Принцип пумпања је поље са подацима, а не нешто што је кодирано у броју дела, а секундарни извори понекад различито описују исти модел. Пре пројектовања петље око било које пумпе, потврдите три поља на тренутном техничком листу: тип пумпе, влажни материјали и услове испитивања који стоје иза оцена протока и притиска.

Избор усклађен са вискозитетом: Где побеђује зупчаста пумпа

Изнад отприлике 1000 мПа·с, сам филм флуида заптива зазоре зупчаника и мераче пумпе без пулсирања; испод тог опсега исти зазори пропуштају и тачност пада. Граница избора је прво питање вискозности, а друго питање притиска.

Табела 3. Опсези вискозитета у течностима за 3Д штампање и породица пумпи која одговара свакој траци

Вискозитет варира у зависности од температуре и брзине смицања, па га наведите на температури коју ће течност видети у линији. Пумпе са зупчаницима покривају најшири опсег у табели 3 - Викинг пумпа даје моделе са подесивим зазором од 1 до 440.000 цСт – али је опсег употребе у штампачу ужи, јер течност такође мора да одговара зупчаницима и кућишту.

За рад ниске вискозности и критичне контаминације цевна пумпа остаје бољи одговор; нашеСЦ2201РПВ водич за перисталтичку пумпу за прецизну контролу течностидокументује тај пут, изупчаста пумпа наспрам границе избора перисталтичке пумпепокрива шире поређење. Близу линије од 1000 мПа·с, одлучујуће питање је обично да ли процес толерише пулсирање.

Клизање, смицање, абразија и кавитација: четири начина да се губи прецизност

Зупчаста пумпа губи тачност на четири начина, сваки са својим симптомима. Клизање смањује испоручену запремину како расте диференцијални притисак, смицање мења течност, абразија отвара зазоре током месеци, а кавитација прекида испоруку буком и неправилним притиском.

Табела 4. Начини кварова у раду зупчасте пумпе високог вискозитета и како се њима управља

Клизање и абразија су најважнији у производњи и они повлаче у супротним смеровима: груби филтер пропушта честице које отварају зазоре, док префини филтер подиже диференцијални притисак и повећава клизање. Компромис је улазно сито од 100 µм на распореду сервисирања плус периодична провера испоручене запремине која открива хабање пре него што кошта део.

Како одредити величину микро зупчасте пумпе од 24 В у пет корака

Димензионирајте пумпу од пет бројева: запремина по циклусу, дозвољено време, вискозитет на радној температури, притисак потребан на месту испоруке и расположива шина. Све остало произилази из тих пет, а аритметика се уклапа у табелу.

Корак 1: Запишите радну тачку као бројеве

Забележите течност, запремину по циклусу, време циклуса, висину испоруке, отвор и дужину линије, и напон шине. Захтев написан као довољан проток не може се тестирати, због чега се системи флуида два пута поново специфицирају.

Корак 2: Претворите висину у притисак

Статичко подизање произилази из густине течности: притисак је једнак густини пута гравитационо убрзање, 9,81 м/с², пута висина.

Табела 5. Висина еквивалентна врху од 150 кПа радног појаса СЦ2301ЦПВ

Статичка висина ретко троши целу траку: подизање смоле од 0,5 м до бачве монтиране на порталу кошта око 5 кПа, а остатак маргине се троши на трење.

Корак 3: Израчунајте трење линије пре него што изаберете проврт

При брзинама протока штампача са вискозним течностима, проток у линији је ламинаран, тако да се примењује Хаген-Поисеуилле: пад притиска је једнак осам пута вискозитет пута дужина пута проток, подељено са пи пута четвртом степеном полупречника проврта. Четврта сила је део за памћење, јер досада доминира свим осталим.

Табела 6. Пад притиска на 1 м равне цеви при 100 мЛ/мин (ламинарни проток, 20 степени)

Прочитајте табелу као одлуку. Смола при 1000 мПа·с кроз 1 м цеви од 6 мм при 100 мЛ/мин кошта око 52 кПа; додајте лифт и арматуре и обавеза и даље пролази са отприлике 90 кПа резерве. Иста течност у цеви од 4 мм кошта 265 кПа и отказује пре него што се узме у обзир подизање, а при 10.000 мПа·с чак и цев од 8 мм на 166 кПа премашује оцену. Одговори су онда да се загреје течност, скрати ход, повећа отвор или прихвати мањи проток - да никада не стане већи мотор.

Корак 4: Проверите течност на влажним деловима

Потврдите компатибилност са зупчаницима и кућиштем, величином и тврдоћом честица и осетљивошћу на смицање. Температура такође припада овде, јер поставља вискозитет који се користи у прорачуну: вода пада са око 1,00 мПа·с на 20 степени на око 0,55 мПа·с на 50 степени, трење линије сечења за отприлике 45% при истом протоку.

Корак 5: Буџетирајте електричну страну и стратегију хабања

Проверите да ли шина обезбеђује радну и почетну струју са простором за налет и застој ротора и одлучите како ће испоручена запремина бити верификована током времена. Код зупчасте пумпе хабајући део је комора за пумпање, тако да је план одржавања стандард филтрације и периодична провера протока, а не планирана замена делова.

Вожња 24 В микро пумпе за воду са матичне плоче штампача

На 24 В и 200 мА или мање, пумпа представља комутирано излазно оптерећење, а не проблем са напајањем. Н-канални МОСФЕТ логичког нивоа на доњој страни, гранасти осигурач и повратна диода преко мотора покривају електричну страну, а прави посао је контрола, калибрација и заштита.

Преклопљени излази вентилатора и грејача на 32-битној плочи су обично оцењени између 1 А и 3 А сваки, а шина иза њих носи грејаче, вентилаторе и корачне драјвере, тако да цртеж пумпе испод 200 мА добро лежи у буџету - али ипак треба да има сопствени осигурач и никада не дели логичку шину. Пумпа нижег напона црпи пропорционално више струје за исти посао, због чега се јединица од 24 В интегрише лакше него еквивалентна од 6 В:усклађивање напона и струје за матичне плоче штампачапоставља ту аритметику.

Пошто је проток пропорционалан брзини, пумпа се понаша као оса: дефинишите минималну команду изнад које ротација почиње поуздано, одржавајте време циклуса ПВМ у опсегу милисекунди и поново калибришите након било какве промене течности, отвора, дужине линије или висине испоруке. Клиппер открива време циклуса, време покретања и минимално оптерећење за комутиране и ПВМ излазе, а Марлин покреће излазе типа вентилатора кроз М106, тако да секвенца допуњавања постаје кратак макро. Повратна диода и провера струје или протока затим покривају два квара које контролер не види: зачепљен филтер и сув резервоар.

Границе усисне стране, заливања и негативног притиска

Зупчаста пумпа није самоусисна и не подноси ваздух у усисном воду. Он ствара негативан притисак на улазној страни, али само разлика између атмосферског притиска и притиска паре течности је доступна пре него што кавитација почне.

На нивоу мора, атмосферски притисак од око 101 кПа је еквивалентан отприлике 10,3 м воде у савршеном систему. Трење, растворени ваздух и притисак паре то смањују на неколико метара у пракси, а температура пооштрава границу: притисак паре воде расте са око 2,3 кПа на 20 степени до око 12,4 кПа на 50 степени, тако да топла расхладна петља удубљује тамо где је хладна била безбедна.

Следе четири правила. Поставите пумпу на или испод излаза резервоара тако да улаз остане преплављен гравитацијом. Нека усисни вод буде кратак, раван и за једну величину већи од потисног. Процедите улаз, димензионисан за мали пад притиска. И пронађите сваку тачку где ваздух може да уђе – лабав спој, делимично потопљену цев за урањање, резервоар који се празни у току изградње – јер газирана течност смањује испоруку и убрзава хабање.

Тамо где је захтев вакуум, а не пренос течности, исправна компонента је наменска микро пумпа са негативним притиском направљена за рад ваздуха и гаса. Пумпа са течним зупчаником ствара само мали негативан притисак и не може да замени вакуумски уређај у функцији подизања и постављања, отпуштања гаса или задржавања.

Аутоматско снабдевање течношћу за 3Д штампаче: контрола нивоа и логика допуњавања

За аутоматско снабдевање течношћу за 3Д штампаче потребан је сензор нивоа, хистерезни опсег довољно широк да заустави тражење пумпе и команда за допуњавање која помера познату запремину. Са доступним 100 мЛ/мин или више, допуна од 50-100 мЛ траје 30 до 60 секунди, довољно кратко да се креће између слојева.

Избор сензора поставља логику: фотоелектрични сензор тачке или пливајући прекидач дају једноставан сигнал високе и ниске вредности за серијско пуњење, ултразвучни сензор или сензор притиска непрекидно прати запремину, али му је потребно филтрирање, а ћелија за оптерећење испод резервоара мери масу директно и одговара вискозним течностима, где сам ниво доводи у заблуду.

Контролна логика је иста у сваком случају: праг допуњавања, виши праг заустављања и ниво блокаде испод којег пумпа не сме да се покрене. Одредите величину сваке серије тако да ниво не пређе прекорачење, допуните током кретања у стању мировања или између слојева, а не током експозиције, и евидентирајте сваки волумен серије тако да се калибрација која се креће изгледа као тренд уместо неуспешне израде.

Табела 7. Време допуњавања и циркулације у односу на брзину протока за типичне задатке штампача

Виша класа протока купује више од брзине. Допуњавање које траје 30 секунди уместо минута враћа машинско време у сваком циклусу и скраћује период у коме је ниво у бачви испод циља. Провера тих волумена припада рутини, а не једнократном тесту, и исторутина инспекције и верификације протокакоји се користи за инспекцију димензија може да носи проверу пумпе.

Контролна листа за инсталацију и пуштање у рад

Укључите петљу у шест корака и пумпа се понаша као мерни уређај, а не као компонента која покреће течност. Ред је битан, јер пуњење и калибрација зависе од исправности механичке инсталације.

Поставите пумпу на или испод излаза резервоара, и нека усисни вод буде кратак, раван и за једну величину већи од испусног.

Поставите уклоњиво сито за улаз од 100 µм и ставите га на сервисни распоред.

Подржите испусни вод тако да његова тежина не виси о пумпи и избегавајте уске кривине које задржавају ваздух.

Напуните пре прве вожње, а затим потврдите да је линија пуна и да нема мехурића на месту испоруке.

Подесите минималну команду која поуздано покреће ротацију и калибришите испоручени волумен са довољно великом серијом да грешка читања остане мала.

Осигурајте грану пумпе, поставите повратну диоду, проверите напон шине под оптерећењем и забележите радну тачку: флуид, температуру, отвор, командну вредност и проток.

За машине где је петља флуида један подсистем веће конструкције, наведите пумпу поред хардвера за таложење уместо да је додајете на крају. Изградња екструзије материјала и пробни процеси који квалификују линију флуида и систем за кретање заједно су доступни преко нашегУслуга 3Д штампања, где исти тим прегледа радну тачку, отвор и степен возача пре него што се било шта наручи.

Често постављана питања

Да ли СЦ2301ЦПВ може да поднесе испоруку материјала високог вискозитета, као што су пуњене смоле и пасте?

Да, унутар опсега 40-150 кПа и опсега вискозности одговарају његови зазори. Вискозитет побољшава заптивање у зупчаној пумпи, јер је филм флуида отпоран на повратно цурење. Право ограничење је трење у линији, па проверите пад притиска преко предвиђеног отвора и дужине и држите довод поплављеним.

Који проток и притисак испоручује СЦ2301ЦПВ?

Произвођач га оцењује на 100 мЛ/мин или више, опсег радног притиска 40-150 кПа, максимално 200 мА на 24 В и 60 дБ или мање на 50 цм. Проток је пропорционалан брзини, тако да испоручена брзина прати вредност команде након калибрације.

Да ли је зупчаста пумпа боља од перисталтичке пумпе за 3Д штампање?

Ни једно ни друго није боље уопште; течност одлучује. Пумпа са зупчаником побеђује на вискозним течностима, мерењу притиска и без пулса; перисталтичка пумпа побеђује на танким течностима осетљивим на смицање или течностима критичним за контаминацију, јер само цев додирује течност.

Да ли се СЦ2301ЦПВ самоусисава и да ли може да ради на суво?

Не за обоје. Пумпи са зупчаником је потребан поплављен улаз и ствара само ограничен негативни притисак, тако да резервоар треба да стоји на или изнад пумпе. Течни филм такође подмазује сет зупчаника, тако да је рад на суво спречен блокадом нивоа.

Како да подесим проток на 24 В микро пумпи за воду?

Подесите минималну команду која поуздано покреће пумпу, а затим подесите брзину све док измерена запремина не одговара циљу. Забележите команду са конфигурацијом флуида и линије и поново калибришите након било какве промене течности, отвора или дужине линије.

Шта се дешава ако се вод блокира или зачепи филтер?

Притисак расте како би задовољио отпор и испорука се наставља све док се опсег не прекорачи, тако да се делимична блокада појављује као веће оптерећење мотора, а не тренутно заустављање. Прочитајте растући тренутни тренд на фиксној команди као упозорење.

Зашто испоручени обим опада током времена?

Уобичајени узрок је хабање врхова зупчаника и шупљих плоча од тврдих честица, што отвара зазоре и повећава клизање; гелирана или осушена течност унутар коморе је секунда. Филтрирајте улаз и поново проверите испоручену запремину како би се тренд показао рано.

Кеи Такеаваис

Зупчаста пумпа од 24 В разбија уско грло високог вискозитета јер њен притисак потиче од круте геометрије померања, а не од еластичности цеви или брзине радног кола.

СЦ2301ЦПВ испоручује 100 мЛ/мин или више у опсегу од 40-150 кПа при 200 мА или мање, што је класа снабдевања флуидом коју користе штампачи великог формата.

Вискозност изнад отприлике 1000 мПа·с фаворизује зупчасту пумпу; испод тога, цевне пумпе и њихова путања без смицања, без контаминације су сигурнији подразумевани.

Проврт доминира губицима у линији кроз четврти степен радијуса, тако да димензионисање цеви уклања веће оптерећење притиска него било која промена мотора.

Преплављени довод, улазно сито, фузионисана грана са повратном диодом и периодична провера испоручене запремине покривају скоро сваки режим квара у табели 4.

Пошаљите своју радну тачку - течност, радни вискозитет, запремину по циклусу, притисак испоруке и напон шине - сатренутни захтев за понудуа ми ћемо потврдити конфигурацију пумпе, отвор и степен покретача пре него што се било шта наручи.