Warum 3D-Druck-Enthusiasten das neue E3D Revo Hot End zur Kenntnis nehmen sollten

Der 3D-Druckbereich existiert in zwei parallelen Universen: dem professionellen, der hinter Patenten gesperrt ist, wo Drucker zaubern, aber einige Hunderttausend kosten Dollar pro Stück, und die von uns Verbrauchern bewohnt wird, die Jahrzehnte warten müssen, bis lächerliche Patente ablaufen, nur um alles andere als das Einfachste zu drucken Kunststoffe.

Dies passiert nicht allzu oft, aber der 3D-Druckbereich für Verbraucher hat dank des neuen Revo-Hot-Ends des britischen 3D-Druckunternehmens E3D Grund zur Freude. Lassen Sie uns in 3D-Druck-Extrusionssysteme eintauchen, um zu verstehen, worum es bei der Aufregung geht.

Was ist ein heißes Ende?

Es ist einfacher, das Konzept des 3D-Drucks zu verstehen, wenn man es sich als Bäcker vorstellt, der Zuckerguss auf einen Kuchen spritzt. So wie ein Bäcker einen Spritzbeutel manövriert, um Namen auf Geburtstagstorten zu drucken, bewegt ein 3D-Drucker die Düsen herum, um Plastik auf die Bauoberfläche zu legen.

Tatsächlich ähnelt das 3D-Drucker-Extrusionssystem einem Spritzbeutel eines Bäckers.

Die Verwendung der Hand, um Zuckerguss auf einen Kuchen zu drücken, unterscheidet sich nicht von einem Extruder, der das Filament durch die Düse drückt. Der 3D-Drucker ist jedoch etwas komplizierter. Da Kunststoff bei Raumtemperatur nicht wie Zuckerguss fließt, muss jeder 3D-Drucker mit einer beheizten Düse ausgestattet sein.

Dies ist im Wesentlichen ein High-Tech-Spritzbeutel, der aus einem Extruder besteht, der das Filament durch ein beheizte Düsenbaugruppe, während die Düsentemperatur und der Düsendruck gesteuert werden, um den Durchfluss von Filament.

Das Problem mit bestehenden Hot-Ends

Weil die Consumer-3D-Druckindustrie die Pionierarbeit des Open-Source-Programms huckepack trägt RepRap-Projekts verfolgen 3D-Drucker in Verbraucherqualität den gleichen DIY-Ansatz wie die Verwendung von Standardprodukten Teile.

Das moderne Hot-End-Design ist ein großartiges Beispiel für dieses Phänomen.

Ein traditionelles heißes Ende besteht aus einer Düse, die in den Heizblock eingeschraubt wird, der wiederum von einer separaten zylindrischen Heizpatrone erhitzt wird. Der Block enthält auch einen abnehmbaren Thermistor zur Temperaturmessung. Schließlich isoliert ein separater Hitzeschutz das heiße Ende thermisch vom Filamentzuführpfad, wodurch verhindert wird, dass es auf dem Weg zum heißen Ende schmilzt.

Leider ist dies ein sehr ineffizientes System.

Das Vorhandensein eines Luftspalts zwischen Heizblock und Thermistor sowie Heizpatronen macht eine effiziente Wärmeübertragung und eine genaue Temperaturregelung unmöglich. Auch der vergrößerte Abstand zwischen diesen Elementen und der Düse hilft nicht weiter.

Dies führt zu Extrusionssystemen, die nicht in der Lage sind, die Düsentemperatur mit einer nennenswerten Geschwindigkeit oder Genauigkeit zu steuern.

Das ist ein großes Handicap, da 3D-Druck mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Extrusionsvolumina nicht möglich ist ohne schnelle Änderungen der Düsentemperatur, die erforderlich ist, um mit dem schwankenden Filamentfluss Schritt zu halten Bewertung.

Dies wiederum manifestiert sich als a 3D-Druck-Gremlin von allen Consumer-Grade-3D-Druckern ausgestellt und ist bis heute ungelöst.

Inspiriert von modernen Lötkolben

Genau dieses Problem hat die Lötindustrie vor vielen Jahrzehnten gelöst, indem sie den Luftspalt zwischen den Spitze, Heizelement und Temperatursensor durch die Kombination dieser drei Elemente zu einem einzigen Verbund Teil. Solche Lötkolben könnten sich schneller erhitzen und Verbindungen mit hoher thermischer Masse problemlos löten.

Das Revo-Hot-End verfolgt den gleichen Ansatz, indem die Heizung und der Thermistor in einen kleineren Verbund-Heizkern integriert werden. Dies löst eine Reihe von Problemen mit existierenden heißen Enden.

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Und das Beheben einer langsamen Düsenerwärmung ist nur der Anfang, wie ein E3D Revo-Prototyp beweist, der Betriebstemperaturen innerhalb eines Bruchteils der Zeit erreicht, die ein konkurrierendes Hot-End mit höherer Leistung benötigt.

Die höhere thermische Effizienz des Revo-Heizkerns hat es E3D ermöglicht, ein deutlich kleineres Hot-End zu bauen. Seine winzige Stellfläche verringert die Behinderung des Luftstroms vom Teilelüfter. Dies verbessert folglich die Druckqualität von komplizierten Teilen, die Brücken und steile Überhänge erfordern.

Obwohl einige argumentieren könnten, dass die geringere thermische Masse des winzigen Heizkerns des Revo-Hot-Ends die Temperatur erhöhen würde Regulierung härter, setzen moderne Lötkolben nach dem gleichen Ansatz auch auf Designs mit reduzierter thermischer Masse.

E3D könnte hier etwas finden.

Eine hocheffiziente Heizungsbaugruppe muss keine große Wärmemenge speichern. Tatsächlich ermöglicht die geringere thermische Masse des Revo-Hot-Ends auch eine schnellere Abkühlung.

Es gibt einen guten Grund, warum Sie möchten, dass dieses heiße Ende schneller abkühlt. Der Grund dafür ist die werkzeuglose Düsenwechselfähigkeit von E3D Revo. Dies ist ein Glücksfall für einen Raum, in dem die Häufigkeit von Düsenverstopfungen nur durch die daraus resultierenden Störungen übertroffen wird.

Bisher war der Düsenwechsel ein Herkules-Unterfangen mit zahlreichen Aufheiz- und Abkühlzyklen, unterbrochen von einem Heißanzug der Düse bei der maximal zulässigen Temperatur. Andernfalls würde es zu weiteren Verstopfungen kommen.

Aufschäumen, ausspülen, wiederholen.

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Die E3D Revo-Düsen hingegen lassen sich einfach mit bloßen Fingern auf- und abschrauben. Sobald das heiße Ende abgekühlt ist, natürlich. Da Düse und Heatbreak eine Einheit bilden, müssen Sie sich keine Sorgen um das Heißspannen und die damit verbundene Gefahr von Verstopfungen oder Kunststofflecks machen.

Und dabei geht es auch nicht nur darum, Düsenverstopfungen zu vermeiden.

Durch unterschiedliche Düsengrößen können Sie außerdem ein feines Gleichgewicht zwischen Druckgeschwindigkeit und Qualität finden. Möchten Sie ein kleines Objekt mit engeren Toleranzen drucken? Brechen Sie die 0,2 mm Düse aus. Sie müssen in kurzer Zeit viel Plastik verlegen? Verwenden Sie stattdessen die 0,8-mm-Düse.

Wenn die Schnellwechseldüsen des Revo-Ökosystems wirklich wie beworben funktionieren, wird es endlich zu Werkzeugwechseln kommen im 3D-Druckbereich fast auf Augenhöhe mit der High-End-subtraktiven CNC-Fertigung Kollegen.

Integrierte Sicherheit und schnelle Beschleunigung

Brandgefahren sind bei 3D-Druckern ein echtes Problem, wenn Temperaturregelungsfehler zu thermischen Rollbahn, wodurch das Heizelement anschließend durch den Heizblock schmilzt und startet Feuer.

Das Revo-Hot-End enthält ein Heizelement mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC), das seinen Innenwiderstand erhöht, wenn es heißer wird. Dadurch wird die zugeführte Leistung (Heizleistung) automatisch verringert, wenn sich die Düse zunehmend erwärmt. Auf dem Papier sollte dies die Wahrscheinlichkeit, dass Ihr 3D-Drucker das Haus abbrennt, erheblich reduzieren.

Ein Hot-End-Design mit reduzierter thermischer Masse hat den angenehmen Nebeneffekt, dass es bemerkenswert leicht ist. Das Revo-Hot-End wiegt nur 30 Gramm, wodurch es möglich ist, die Beschleunigungswerte des Schrittmotors ohne Angst vor Vibrationen einzustellen.

Dies sollte es Druckern ermöglichen, ihre maximalen Geschwindigkeiten für eine längere Dauer der eigentlichen Druckbewegungen zu erreichen, während auch Reduzierung von Klingeln und anderen qualitätszerstörenden 3D-Druckartefakten, die mit dem Schleudern um schwerere heiße Enden bei hohen Temperaturen verbunden sind Geschwindigkeiten.

An der Haltbarkeitsfront sind die Heizungs- und Thermistorkabel mit einer stahlarmierten Zugentlastung verstärkt. Dies sollte sich als praktisch erweisen, wenn es um massive Druckfehler geht, bei denen geschmolzener Kunststoff vom heißen Ende abgezogen werden muss. Nur dieses Mal ist es weniger wahrscheinlich, dass Sie die Kabel versehentlich abreißen.

E3D-Patente: Die gute Nachricht…

Das in Großbritannien ansässige Unternehmen hat sich der Open-Source-Philosophie verschrieben und hat Engineering-Ressourcen veröffentlicht notwendig für die 3D-Druck-Community, um ihre Angebote zu ändern und in andere DIY- und Open-Source-Anwendungen zu integrieren Projekte.

Während der Revo Micro das neue Hot-End-Design ist, ist der Revo Six ein direkter Ersatz für allgegenwärtige E3D V6-Hot-Ends, die in einer großen Anzahl von Consumer- und DIY-3D-Druckern zu finden sind. Das bedeutet, dass praktisch jeder, der E3D-Hardware verwendet, einen Upgrade-Pfad zum neuen Revo-Extrusionsökosystem hat.

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Diese Tradition wird mit dem Revo fortgeführt, denn E3D hat sich dafür entschieden, die Cold-Side-Schnittstelle Open Source zu machen. Das sollte 3D-Druck-Enthusiasten helfen, ihre eigenen Kühlkörper und Halterungen für die Revo-Düsen und Heizkerne zu entwickeln.

Mit anderen Worten, Open-Source-3D-Drucker wie Rat Rig, HevORT, HyperCube, die Voron-Reihe und andere können leicht aktualisiert werden, um diese potenziell bahnbrechenden Hot Ends in naher Zukunft zu integrieren Zukunft.

…Und die schlechten Nachrichten

Auf der Kehrseite, E3D argumentiert dieser grassierende IP-Diebstahl hat sie gezwungen, Patente auf nicht näher spezifizierte Aspekte des Revo-Extrusionssystems anzumelden und (in Zukunft) durchzusetzen. Es verspricht jedoch auch, keine Rechtsstreitigkeiten gegen Einzelpersonen, Forscher, Hochschulen und gemeinnützige Organisationen zu führen, die ihre Entwürfe zur Förderung der 3D-Drucktechnologie verwenden.

Da die Patente von E3D zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht veröffentlicht wurden, kann man nur vermuten, ob dies der Fall sein wird beziehen sich auf den einheitlichen Heizkörper oder das Verbund-Einschraubdüsen-Design mit integriertem Hitzepause.

Leider würden beide hypothetischen Patente gegen das Versprechen des Unternehmens verstoßen, es zu vermeiden, „die breitesten und breitesten Patente einzureichen, die Menschen daran hindern, auch zum technischen Fortschritt beizutragen“.

Der vereinheitlichte Heizkern, der Heizer und Temperatursensor in einer Einheit vereint, wird seit mehreren Jahrzehnten in der Lötindustrie eingesetzt. Inzwischen a Patent für 3D-Druck gibt es bereits für ein ziemlich ähnliches Einschraubdüsendesign mit integriertem Heatbreak.

Wir haben E3D zur Klärung des Themas kontaktiert und werden diesen Artikel aktualisieren, sobald wir von ihnen hören. Auf jeden Fall verdient ein potenziell revolutionäres Extrusionssystem mit vier Düsengrößen für 120 US-Dollar den Hype vor seiner Einführung definitiv.

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