Како одабрати систем флуида за 3Д штампаче? Свеобухватан водич за поређење перисталтичке и зупчасте пумпе

Директан одговор: Ускладите дужност, а не категорију пумпе

Изаберите тип пумпе по дужности, а не по навици. Користите микро перисталтичку пумпу за течности ниског вискозитета, осетљиве на смицање или течности критичне за контаминацију при ниском до умереном притиску, и микро зупчасту пумпу за вискозне течности, већи притисак испоруке или мерење без импулса. Пре наручивања потврдите напон, струју и трошак делова који се хабају.

Обе породице су пумпе са позитивним померањем, тако да обе производе проток који је у суштини независан од отпора низводно. Све што их раздваја произилази из једне дизајнерске одлуке: како пумпа затвара празнину између свог улаза и излаза.

Практична последица је да избор пумпе у систему снабдевања течностима за 3Д штампање није питање бренда и цене. То је дужно питање, на које одговара пет варијабли које можете измерити или прочитати са листа са подацима. Скоро свако решење за контролу течности за 3Д штампање на тржишту се своди на једну од ове две породице пумпи, обучене у различита кућишта и класе напона.

Шта 3Д штампач заправо тражи од пумпе да уради?

3Д штампач има четири течна посла, и они се разликују више него што већина савета за избор признаје. Хотенд хлађење ради континуирано при малом протоку, допуна смоле ради повремено при већој запремини, циркулација прања ради у серијама са агресивним течностима, а дозирање ради прецизно при малим количинама.

Прво изградња радног профила је оно што спречава градитеља да купи пумпу која је решила нечији проблем. Петља за хлађење и линија за дозирање могу да деле исту течност и још увек требају супротне карактеристике пумпе.

Пузање топлоте је режим квара који најчешће гура ФДМ градитеља ка течном хлађењу. Филамент омекшава изнад зоне топљења и екструзија се зауставља усред отиска, што је грешка Пруса Ресеарцх документује као посебан узрок неуспеха екструзије средњег штампања.

Течно хлађење побеђује у физици пре него у моди. Вода носи отприлике четири пута већу специфичну топлоту ваздуха по килограму: око 4,18 кЈ/кг·К наспрам око 1,0 кЈ/кг·К. Мали проток расхладне течности стога уклања много више топлоте него велики проток ваздуха може, а радијатор може да избаци ту топлоту ван загрејане коморе.

Допуна смоле је другачији проблем са истом листом опреме. Пошто паузирање штампања ради допуњавања посуде оставља траг на месту поновног покретања, пумпа за допуњавање мора да ради без надзора, што чини сензор нивоа и поновљиву испоруку мале запремине ограничењима дизајна.

Дозирање је најтежа дужност. Екструзија пасте и мастила је процес позитивног померања покретан притиском, а мотор пумпе се обично димензионира према обртном моменту, а не према протоку, због чега су ови системи пројектовани као осе кретања са сопственим драјверима.

За конструкције у којима је петља за течност само један део машине, изаберите пумпу поред остатка хардвера уместо да је причврстите на крају. ПроизвођачаАпликације за пумпу 3Д штампачастраница наводи породице пумпи које су већ распоређене на платформама штампача.

Како перисталтичке и зупчасте пумпе другачије покрећу течност?

Обе су пумпе са позитивним померањем и разликују се по начину заптивања. Микро перисталтичка пумпа истискује цев затворену ваљцима, тако да је заптивање механичко и течност остаје унутар цеви. Пумпа са микро зупчаницима задржава течност између зуба који се спајају и заптивке на филму течности у сопственим зазорима.

У перисталтичкој пумпи, ваљци или ципеле сабијају цев док се ротирају, стварајући вакуум који увлачи течност. Потпуно затварање цеви у тачки оклузије је оно што пумпи даје позитивно померање: спречава повратни ток без икаквог повратног вентила, и ништа осим цеви никада не додирује течност.

Инжењерска последица је да је куповина перисталтичке пумпе заиста избор цеви. Силиконске и друге еластомерне цеви одређују хемијску компатибилност, температурни опсег и интервал одржавања, а замена цеви је потрошни догађај, а не поправка.

Код зупчасте пумпе заптивање се дешава унутар пумпне коморе. Микропумпа описује три динамичка подручја заптивања: врхове зубаца зупчаника на зиду шупљине, тачку где се два зупчаника спајају и затварају, и спојне површине зупчаника, тело и крајњи поклопац.

Пошто ти делови морају да се померају, морају постојати зазори и течност цури назад од излаза високог притиска до улаза ниског притиска. То повратно цурење се назива проклизавање и оно је главни фактор запреминске ефикасности зупчасте пумпе.

Прочитајте два механизма заједно и остатак поређења следи аутоматски. Вискозитет доминира понашањем зупчасте пумпе и једва утиче на перисталтичко заптивање. Притисак пражњења доминира перисталтичком способношћу, а до зупчасте пумпе стиже само кроз клизање. Питање о влажном материјалу се скупља на једну еластомерну цев у једној породици и шири се на неколико металних и полимерних делова у другој.

Комерцијални распони одражавају ту поделу. Скооцом'сопсег микро перисталтичке пумпеје изграђен око испоруке ниског протока, ниског притиска, без контаминације, док је дизајн зупчасте пумпе позициониран око подесивог протока при вишем притиску.

Која пумпа подноси вашу течност? Вискозност, смицање и абразија

Вискозитет одлучује о томе. Микро перисталтичка пумпа толерише скоро сваки вискозитет јер њено заптивање не зависи од течности. Пумпи са микро зупчаницима је потребан довољан вискозитет да би филм течности затворио своје зазоре и губи волуметријску ефикасност како се течност разређује.

Зупчасте пумпе покривају веома широк распон вискозитета у смислу каталога: Викинг пумпе раде на моделима са подесивим зазором од 1 до 440.000 цСт. Опсег употребе сваке појединачне пумпе је далеко ужи, јер су њени зазори фиксирани за једну траку течности. Проклизавање расте како диференцијални притисак расте, како вискозитет опада и како се зупчаници троше, тако да две идентичне пумпе могу да испоруче различите запремине на две различите течности.

Смицање је други филтер. Мрежица зупчаника намеће велики смицање у утору, што је безопасно за пуњену пасту и може бити штетно за фотополимер који се разређује смицањем, емулзију или биолошки реагенс. Пут цеви перисталтичке пумпе је инхерентно нежнији и никада не излаже течност врућој или брзо покретној металној површини.

Абразија је трећа. Чврсте керамичке или металне честице троше врхове зупчаника и плоче са шупљинама, а то се хабање показује као опадајућа волуметријска ефикасност која се не може поново калибрисати. У перисталтичкој пумпи исте честице бришу цев, али је цев дизајнирана да се замени и кошта само делић главе пумпе.

Хемијска компатибилност употпуњује слику. У перисталтичкој пумпи једини део који се навлажи је цев, тако да је питање компатибилности једна материјална одлука. У зупчастим пумпама течност се сусреће са зупчаницима, вратилом, лежајевима и кућиштем, тако да агресивна течност може искључити зупчасту пумпу пре него што се перформансе уопште и размотре.

Једно упозорење важи за целу табелу. Вискозитет се мора навести на брзини смицања коју пумпа стварно производи и на радној температури, јер већина ових течности није Њутнова и њихов измерени вискозитет се мења са оба. Једна цифра снимљена погрешном брзином смицања може померити течност кроз два реда ове табеле.

Прецизност пулсирања и мерења: Која пумпа држи задату тачку?

Пумпа са микро зупчаником боље држи задату тачку. Његов проток је пропорционалан брзини и у великој мери независан од низводног притиска, тако да испоручена запремина прати израчунату запремину. Перисталтичка пумпа даје исти просечан проток, али са пулсом за сваки пролаз ваљка.

Фреквенција пулсирања је подешена бројем ваљака помноженим са брзином ротације, тако да глава са десет ваљака која ради при 60 обртаја у минути производи десет импулса у секунди. Више ваљака смањује амплитуду сваког импулса, али повећава замор који види сваки део цеви, што је дизајнер пумпе већ направио за вас.

Клизање, а не пулсирање, је граница тачности зупчасте пумпе. Испоручена запремина једнака је геометријском померању по обртају умањеном за течност која цури назад, а део који је исцурео расте са диференцијалним притиском. Због тога је зупчаста пумпа најпрецизнија према познатом и стабилном противпритиску.

Апликација одлучује који је ефекат битан. Петље за хлађење толеришу и пулсирање и скромну грешку протока, јер топлотна маса топлоте и радијатора изглађује сваку варијацију. Допуна смоле води рачуна о испорученој запремини, а не о пулсирању, пошто допуна од 50-100 мЛ при 20-50 мЛ/мин траје један до два и по минута и нико не посматра таласни облик протока.

Дозирање пасте и мастила брине о оба. Пулс притиска се појављује као површински дефект или варијација у ширини трага. Грешка у испорученој запремини се појављује као грешка у димензијама у готовом делу. Због тога се ови системи обично граде око пумпе позитивног померања која се покреће као осовина кретања.

Која пумпа одговара плочи вашег штампача и буџету за напајање?

Проверите напон, затим струју, па степен драјвера. Ниједна пумпа се не повезује на МЦУ пин: пин пребацује капију и струја долази из шине штампача. Оба најбоље раде на ПВМ излазу који се може ограничити на безбедан рад.

Електрична страна избора своди се на то која шина може да носи терет. Плоча штампача нуди тешку једносмерну шину која напаја кревет, врући крај и вентилаторе, као и логички домен ниске струје за МЦУ и сензоре. Само тешка шина има довољно простора за покретање водене пумпе 3Д штампача, а МЦУ пин никада није део путање напајања.

Класа напона не предвиђа повлачење струје. Снага је напон помножен струјом, тако да перисталтичка пумпа од 5-6 В која испоручује до 100 мЛ/мин црпи око 500 мА, док пумпа од 12 В исте класе протока црпи 200-300 мА. Одабир пумпе ниског напона да буде нежнија за електронику обично чини електрични проблем тежим него лакшим.

ПВМ је нормална контрола брзине за обе породице. Држите време циклуса у опсегу милисекунди и поставите вредност за покретање тако да пумпа не може да се заустави на ниској команди. Клиппер излаже циклус_тиме, кицк_старт_тиме и офф_белов на својим излазним и вентилаторским секцијама, а Марлин контролише излазе типа вентилатора преко М106.

Обавезно додајте заштиту на грани пумпе. Повратна диода преко мотора, осигурач величине за грану, а не за радну струју пумпе, и драјвер оцењен за струју заустављања, сви коштају веома мало. Заједно спречавају заглављену пумпу да са собом скине плочу.

Колико кошта свака пумпа током свог животног века?

Упоредите део који се троши, а не набавну цену. Перисталтички трошак перисталтичке пумпе је цев; зупчаста пумпа нема потрошни материјал за цев, али њен влажни сет зупчаника мора да преживи течност током целог радног века, а њена тачност зависи од зазора које абразиви троше.

Живот цеви зависи од дужности. Брзо покретање пумпе, рад против високог притиска и пумпање агресивне течности све то скраћује, а цев која је постала равна или мека даје мањи проток пре него што видљиво поквари. Сам задатак одржавања је једноставан и без алата, због чега су перисталтички дизајни популарни у машинама без надзора. Решења за контролу течности за 3Д штампање без надзора стављају део који се троши, а не пумпу, на распоред одржавања.

Наведени радни век се мора очитати заједно са условима испитивања. Произвођачи наводе период трајања циклуса са прекидима, обично 5 секунди, 3 секунде искључене, што је управо начин на који пумпа за допуњавање ради, а не уопште како ради пумпа за хлађење. Претварање циклуса у године је једино искрено поређење:

Пумпа са оценом изнад 300.000 циклуса при 5 с укључена, 3 с искључена, која се користи за десет допуњавања дневно, оцењена је за око 30 000 дана тог рада - далеко дуже од животног века машине на коју је уграђена.

Иста пумпа која ради непрекидно као пумпа за хлађење има много краћи век, јер је континуирани рад оно што носи цев, а не број покретања.

Објављене бројке за исти модел могу да се не слажу; тамо где раде, планирајте мањи број и потврдите га у табели са подацима који сте добили уз део који добијете.

Зупчасте пумпе продају тај потрошни материјал за другачији ризик. Не постоји цев за мењање, а на чистој, компатибилној, адекватно вискозној течности пумпа може да ради годинама. Абразивне чврсте материје, међутим, смањују зазоре, а са њима и запреминску ефикасност, а истрошени сет зупчаника је замена за пумпу, а не за сервис.

Пример рада: СЦ2201РПВ параметри и СЦ2301ЦПВ перформансе

Два објављена скупа података показују где та одлука пада. СЦ2201РПВ је микро перисталтичка пумпа ниског протока за допуну смоле, расхладну течност и дозирање чистача; СЦ2301ЦПВ је пумпа већег протока од 24 В за хлађење хотенда и веће петље за пуњење.

Почните саСЦ2201РПВ микро перисталтичка пумпа, чије објављене бројке описују компактну дозирну пумпу, а не циркулациону пумпу.

Бројке перформанси СЦ2301ЦПВ се налазе у другој класи, а разлика је намерна, а не инкрементална.

Једно практично упозорење важи за оба модела и за сваки број дела на овом тржишту. Принцип пумпања је поље са подацима, а не нешто што можете декодирати из броја модела.

СЦ2201РПВ је описан као перисталтичка пумпа на страници производа, али исти модел је описан као зупчаста пумпа у неким листама трећих страна. Објављени материјал око СЦ2301ЦПВ користи оба описа у различитим чланцима.

Пре пројектовања флуидне петље око броја дела, потврдите три поља на тренутном техничком листу: тип или структуру пумпе, влажне материјале и услове испитивања који стоје иза оцена протока и притиска. Наведен број протока без његовог притиска и напона није спецификација.

Процедура одабира у пет корака

Покрените ових пет корака по редоследу и класа пумпе ће сама изабрати. Напишите радну тачку, окарактеришите течност, одлучите да ли је пулсирање важно, буџетирајте електричну страну, а затим изаберите стратегију хабајућих делова.

Напишите дежурну тачку. Забележите течност, запремину померену по циклусу, дозвољено време и притисак потребан на месту испоруке. Захтев наведен као довољан проток не може се тестирати.

Окарактерисати течност. Измерите вискозитет на радној температури и при брзини смицања пумпе, забележите садржај чврстих материја и тврдоћу честица и проверите хемијску компатибилност у односу на влажне материјале сваког кандидата.

Одлучите да ли је пулсирање важно. Дужност хлађења и допуњавања то игнорише; паста, мастило и било која доза која се појави у готовом делу не.

Буџет за електричну страну. Потврдите напон на шинама, доступну струју, степен драјвера и да ли је потребна ПВМ контрола брзине, затим додајте осигурач и повратну диоду.

Изаберите стратегију хабајућих делова. Одлучите ко мења цев и колико често, или потврдите да је течност довољно чиста и компатибилна да би зупчаста пумпа могла да ради без ње.

Затим купите пумпу чији се технички лист поклапа, а не ону са најдужом листом карактеристика. Тхеасортиман микро ДЦ пумпи за водупокрива обе породице, а усклађивање класе напона и захтева притиска са радном тачком је брже од поређења маркетиншке копије.

Често постављана питања

Да ли је перисталтичка или зупчаста пумпа боља за хлађење 3Д штампача?

Перисталтичка пумпа је сигурнија подразумевана за расхладну петљу. Самоусисна је, не може да цури поред заптивке вратила јер течност никада не напушта цев, а на њен проток не утиче вискозитет расхладне течности. Пумпа са зупчаником је једнако способна када је расхладна течност чиста, без абразивних честица и када је повратни притисак у петљи стабилан, и додаје испоруку без пулса.

Могу ли да покренем пумпу за воду 3Д штампача са порта за вентилатор матичне плоче?

Често да, ако оцена порта то дозвољава. Порт за вентилатор је МОСФЕТ комутирани излаз на главној шини за напајање, што је исправна архитектура, али порт може бити оцењен за мали аксијални вентилатор, а не за пумпу која троши неколико стотина милиампера. Проверите оцену порта, додајте осигурач и користите порт са ПВМ контролом ако желите контролу брзине.

Колики проток заправо треба воденом хлађењу?

Мање него што већина градитеља очекује, али са високим притиском. Једна хотенд петља је обично задовољена са 20-50 мЛ/мин, тако да пумпа од 100 мЛ/мин или више даје маргину за машину са двоструким хотендом и за отпорност дугог рада цеви. Притисак је важнији од вршног протока, јер водени блок и спојеви за брзо одвајање постављају противпритисак.

Коју пумпу треба да користим за допуну СЛА смоле?

Микро перисталтичка пумпа је погодна за допуну смоле без надзора јер смола остаје унутар цеви, тако да нема осушене смоле за чишћење из пумпе, а замена цеви је кратак задатак без алата. Пумпа са микро зупчаником побеђује када је смола вискозна и без импулса, важне су мале запремине које се могу поновити - под условом да су навлажени материјали отпорни на фотополимер и да улаз остане поплављен.

Зашто зупчаста пумпа губи тачност са ретким течностима?

Зато што је течност печат. Зупчаста пумпа се ослања на танак филм течности унутар зазора између врхова зупчаника, зида шупљине и крајњих плоча. Течност ниске вискозности брже излази кроз те зазоре, тако да већи део измештене запремине цури назад до улаза, а испоручена запремина је мања од израчунате запремине.

Какво одржавање је потребно свакој пумпи?

Перисталтичкој пумпи је потребно заменити цев према распореду који је одређен брзином, притиском и течношћу, плус провера да ли су ваљци и шина чисти и неоштећени. Пумпи са зупчаником није потребан потрошни материјал за цев, али јој је потребан филтер на улазу, поплављени улаз или једно пуњење, и периодичне провере испоручене запремине као замена за унутрашње хабање.

Пошаљите своју радну тачку - течност, радни вискозитет, запремину по циклусу, притисак испоруке и напон шине - крозконтактирајте наса класа пумпе и степен возача могу се потврдити пре куповине.