Фотополимеризационо штампање је напредовало последњих година. Оно што је некада била ниша хоби играчка сазрело је у главни производни алат за ливење накита, дентално моделирање, прототипне фигурице, па чак и делове за индустријску валидацију. СЛА, ДЛП и ЛЦД платформе имају значајан удео на тржишту. Али како корисници све више гурају ове машине, остаје једна упорна главобоља: како поуздано и доследно унети смолу у бачву.
Најранији приступ било је ручно наливање. Пре него што започнете штампање процените потребну запремину – троши превише смоле, премало и штампа се на средини осуши. Затим је уследило гравитационо храњење: резервоар је висио високо изнад машине, ослањајући се на главу течности за снабдевање смолом. У принципу једноставно, али у пракси брзина протока варира како ниво течности опада, узрокујући да се површина бачве диже и спушта током отиска. Први и последњи слојеви завршавају са потпуно другачијим квалитетом површине.
Неки су испробали мембранске или перисталтичке пумпе за аутоматско допуњавање. Пулсирање ових пумпи ствара таласе на површини посуде, додајући додатне линије слоја којих не би требало да буде.
Дакле, да се вратимо на основно питање: каква пумпа је заиста потребна за храњење смолом?
Прво, схватите "темперамент" смоле
Фотополимерна смола није вода. Његов вискозитет се обично креће од 200 до 1200 цпс, а јако пуњене индустријске смоле могу премашити 2000 цпс. Да то ставимо у перспективу, вода на собној температури је око 1 цпс - смола је стотине до хиљаде пута гушћа. Конвенционална центрифугална пумпа, која се ослања на пропелер велике брзине за избацивање воде напоље, драматично губи ефикасност када рукује нечим тако сирупастим као што је смола. И ток и глава зарастају.
Оно што је више проблематично је смолатиксотропија. Многе смоле показују висок вискозитет када су у мировању, али када су подвргнуте силама смицања - попут стискања и трења током пумпања - њихов вискозитет привремено опада и постају течније. Ово својство може бити од предности ако је тип пумпе правилно изабран: отпор протока се смањује како пумпа ради. Међутим, ако изаберете погрешну пумпу – рецимо, пумпу са импелером са великим зазорима – смола клизи назад кроз празнине, трошећи енергију и стварајући топлоту која заправо убрзава превремено очвршћавање унутар шупљине пумпе.
Још једно питање које се често занемарује: фотоиницијатори и пигментне честице у смоли имају различите специфичне тежине. Ако се оставе да мирују дуже од 4-6 сати, полако се слажу. Резултат је да смола на дну бачве постаје "тежа" по саставу, док на врху постаје "лакша". Делови штампани из исте серије могу показати различите механичке особине између доњег и горњег дела. Ако систем за пумпање може да одржи нежну циркулацију током храњења, овај проблем слегања је ефикасно елиминисан.
Зашто зупчасте пумпе могу да "угризу" смолу
Принцип рада зупчасте пумпе је варљиво једноставан. Два зупчаника се ротирају унутар чврстог кућишта. На улазној страни, простори који се шире између зубаца зупчаника стварају делимичан вакуум који увлачи течност. Течност се затим носи око зидова кућишта у џеповима за зубе и испушта на излазној страни, где дејство мреже тера течност напоље. Ово је класикапозитивно померањемеханизам-свака револуција испоручује фиксну запремину течности.
Ова карактеристика позитивног померања мења игру за храњење смолом. Брзина протока је стриктно пропорционална брзини ротације, што значи да контролисањем броја обртаја мотора можете прецизно измерити количину смоле која се испоручује у бачву по јединици времена. Када се комбинује са сензором нивоа у бачви за контролу затворене петље, површина течности може да остане стабилна унутар ±0,5 мм – више него што је довољно за ДЛП машине са дебљином слоја од 50–100 µм.
Зупчасте пумпе су инхерентно добро прилагођене течностима високог вискозитета. Смицање које се ствара током спајања зупчаника ради са тиксотропијом смоле - смола се привремено разређује док се стисне између зубаца зупчаника, смањујући отпор протока и заправо чинећи пумпу ефикаснијом него са хладном водом. У индустријским окружењима, зупчасте пумпе су најбољи избор за пумпање чоколадног сирупа, меласе, уља за подмазивање и других лепљивих материјала - физика је иста.
У поређењу са мембранским пумпама, зупчасте пумпе немају клипну мембрану, тако да је њихов излазни проток далеко континуиранији. Сваки ход мембранске пумпе ствара кратак прекид, који се претвара у мале, али константне подрхтавање површине у бачви. За фотополимеризацију, стабилност површине течности током сваког излагања директно утиче на то колико се смола равномерно шири. У поређењу са перисталтичким пумпама, зупчасте пумпе немају цеви које би се истрошиле. Цеви перисталтичке пумпе-обично силиконске-постепено бубре и стврдњавају при продуженом контакту са растварачима смоле, узрокујући приметно опадање протока у року од 3-6 месеци. Зупчасте пумпе, са својим металним или инжењерско-пластичним зупчаницима, имају радни век мерен у годинама у окружењу смоле.
Шта чини добру пумпу за довод смоле?
Узимајући у обзир својства смоле и предности зупчастих пумпи, ево кључних спецификација на које треба обратити пажњу када бирате минијатурну зупчасту пумпу за штампање на смоли.
Прво, притисак.За храњење смоле обично је потребно подизање од резервоара на нивоу пода до посуде штампача – вертикална висина од 1–2 м, плус 3–5 м цеви, са кривинама и спојевима који дају локални отпор. Укупни системски противпритисак обично пада у опсегу од 30–80 кПа. Ако је максимални радни притисак пумпе испод тога, брзина протока ће нагло пасти како противпритисак расте, а може чак и потпуно стати. Опсег радног притиска од 40–150 кПа покрива огромну већину потреба за стоним и малим индустријским храњењем – чак и ако резервоар лежи на поду, а штампач на столу, испорука остаје стабилна.
Друго, брзина протока.Потрошња смоле зависи од површине штампе и дебљине слоја. Типичан ДЛП штампач троши око 50–150 мЛ на сат; већи ЛЦД модели могу достићи 200–300 мЛ. Брзина протока пумпе треба само да одговара или мало премаши потрошњу – превелик проток заправо отежава контролу нивоа. Оцена веће од или једнака 100 мЛ/мин, са контролом променљиве брзине, лако покрива потребе радне површине до средње индустрије и одржава стабилан излаз чак и при ниским обртајима у минути без „клизања“.
Треће, компатибилност материјала.Сви унутрашњи делови који долазе у контакт са смолом морају бити отпорни на мономере и фотоиницијаторе. Смоле на бази акрилата су благо корозивне за легуре бакра и алуминијума, тако да је тело пумпе најбоље направљено од нерђајућег челика или конструисане пластике, а зупчаницима је потребан добар баланс отпорности на хабање и хемијску отпорност.
Четврто, бука.Многи штампачи на смоли се користе у канцеларијама, клиникама или лабораторијама, где су границе буке много строже него у фабричком поду. Звук ротације зупчасте пумпе је инхерентно мање наметљив од ударног ударања мембранске пумпе. Додавање гумене пригушне подлоге између пумпе и њеног носача додатно смањује структурну буку вибрација.
Пето, лакоћа вожње.Већина матичних плоча штампача има излаз од 24 В ДЦ. Усклађивање погонског напона пумпе штеди вас од додавања додатног модула напајања. Одржавање радне струје испод 200 мА избегава преоптерећење плоче и елиминише потребу за додатним расхладним елементом.
Како се СЦ2301ЦПВ понаша у храњењу смоле
Хајде сада да ускладимо ове критеријуме са минијатурном зупчастом пумпом СЦ2301ЦПВ - уклапање постаје очигледно.
24 В ДЦодговара уобичајеним напонима матичне плоче штампача, тако да није потребан конвертор за смањење или повећање.
Већа или једнака 100 мЛ/минпроток даје довољно простора за подешавање. У пракси, ПВМ контрола брзине може да је смањи на 30–80 мЛ/мин, прецизно у складу са потрошњом различитих штампача.
40–150 кПарадни притисак лако подноси вертикално подизање од 2–3 м и сложену отпорност цеви, чак и са смолама за ливење већег вискозитета или композитима пуњеним керамиком.
Мање или једнако 200 мАпотрошња струје значи директно напајање матичне плоче - нема одвојених високострујних ожичења, смањујући унутрашњи неред и тачке квара.
Мање или једнако 60 дБбука на 50 цм је отприлике на нивоу нормалног разговора - савршено прихватљива за окружења у канцеларији или клиници.
Пумпа користи осовину од нерђајућег челика и пар зупчаника отпорних на хабање, доказано за дуготрајан рад у смоластим медијима. Рутинско одржавање је ограничено на проверу О-прстенова и чишћење улазног филтера – нема честе замене делова који се троше.
Што је још важније, континуирани, глатки излаз зупчасте пумпе савршено је усклађен са процесним захтевима штампе на смоли. Површина посуде остаје без таласања изазваних пулсирањем, смола се равномерно шири током сваког излагања, а конзистентност дебљине слоја до слоја је очувана. Смола у линији за напајање остаје у успореном покрету, тако да фотоиницијатори и пигменти остају равномерно суспендовани – далеко боље од статичког складиштења. Систем храњења еволуира од "пасивног чекања да ниво падне" до "активног одржавања константног нивоа" - фундаменталне надоградње процеса.
Практични савети за инсталацију
Чак и са одговарајућом пумпом, детаљи инсталације су важни.
Држите доводну цев што је могуће краће и равно, минимизирајући непотребне кривине.
Инсталирајте филтер од нерђајућег челика од 60-100-месх на улазу да бисте ухватили нерастворене честице или спољашње остатке пре него што уђу у шупљину пумпе.
Усмерите излазну цев тако да уђе у посуду испод површине течности, избегавајући прскање и стварање мехурића.
Поставите пумпу ближе бачви него резервоару – скраћивање излазног хода смањује губитак притиска. Ако је унутрашњи простор тесан, монтирајте пумпу споља на бочну страну кућишта помоћу спојница за брзо повезивање ради лакшег одржавања.
Чишћење након штампања је подједнако важно. Остаци који остану у пумпи на дужи период могу се фото-очврсти или гелирати. Након сваког отиска, покрените кратки циклус чишћења изопропил алкохолом или наменским раствором за чишћење кроз пумпу. Ако ваш штампач подржава аутоматизоване рутине чишћења, интегрисање испирања пумпе у дневни распоред одржавања чини рад готово безбрижним.
Преиспитивање храњења смолом
Многи људи, када праве или накнадно монтирају штампач од смоле, своју пажњу усмеравају на извор светлости, екран, тачност З-осе – „видљиви” хардвер. Систем храњења се често третира као накнадна мисао, причвршћена комадом цеви. Али штампање је процес на нивоу система; свака слаба карика оставља траг на завршном делу.
Таласање од нестабилне површине, одступања у боји од сталожених пигмената, прекиди штампања услед ручног допуњавања - ове „мање“ сметње често сежу до подешавања храњења. Уложите мало труда у исправан систем увлачења и добићете значајно побољшану конзистентност штампе и далеко пријатније корисничко искуство.
Пумпа са зупчаником није једино решење, али за храњење смолом, она постиже континуитет протока који балансира слатко место, прилагодљивост притиску, компатибилност материјала и дугорочну поузданост. СЦ2301ЦПВ је репрезентативан пример који потврђује применљивост минијатурних зупчастих пумпи у фотополимеризационој штампи.
Ако се борите са проблемима са храњењем смоле, вреди поново размотрити цео пут течности из перспективе зупчасте пумпе. Понекад кључ за бољи отисак није гурање ваших параметара експозиције до крајњих граница – већ добијање основа за исправан начин храњења.