3D prentara vatnskælidæla: SC2201RPW og peristaltic pumps

Vökvakæling leysir hitavandamálin sem loftvifta nær ekki inn í þrívíddarprentara og dælan ákveður hvort sú lykkja haldist hljóðlát og áreiðanleg. SC2201RPW gírdælan dreifir kælivökva með 20-50 ml/mín. undir 60 dB fyrir eina lágaflslykkju, en 24 V peristaltic SC2301CPW skilar 100 ml/mín. og yfir þegar hitaálagið er meira. Stærðu flæðið frá hitanum, veldu síðan kælivökvann og slönguna.

Af hverju þrívíddarprentari þarf vatnskælikerfi

Vatnskælikerfi með þrívíddarprentun á sinn sess þegar hitagjafinn er lokaður, þéttur eða samfelldur, vegna þess að loft getur aðeins borið hita út í loftið í kringum sig, á meðan vökvi flytur þann hita í ofn sem þú getur sett hvar sem er á vélinni.

Hitaskrið er skýrasta tilvikið. Inni í lokuðu hólfi við 45-55 C endurnýjar kaldendaviftan á heitum enda heitu lofti í stað köldu lofts, þráðurinn mýkist fyrir ofan bræðslusvæðið og stúturinn stíflast á miðju prenti.

Chamber hiti er annað tilfellið, og það er ekki aðeins vandamál prentgæða. Útgefin leiðbeining fyrir filamentprentara lýsir hólfum sem eru í kringum 60-70 C og segir að prentari sem settur er í hólfi ætti að vera með rafeindabúnaði með virkri kælingu til að draga úr eldhættu.

Samþjappaðar heimildir eru þær þriðju. Díóða leysieining breytir aðeins hluta af inntaksafli sínu í sjónrænt úttak, þannig að afgangurinn skilur eftir sem varmi sem þarf að leiða í burtu frá litlum pakka, og skrefmótorar með reklum sínum bæta nokkrum vöttum hver inn í rammann og loftið í hólfinu.

Skýrslur framleiðandans á vettvangi setja breytinguna á prentaraskilmála: að færa hotend yfir í fljótandi kælingu kom jafnvægi á hitastig hans úr sveiflum upp á um 5 C í um það bil 1 C eða minna og hækkaði árangur prentunar úr um það bil 70 prósentum í meira en 90 prósent.

Hvers vegna loftkæling rennur út af höfuðrými

Vatn ber um það bil fjórfaldan eðlisvarma lofts á hverja massaeiningu - um 4,2 J/(gK) á móti u.þ.b. 1,0 J/(gK) - þannig að sama hitaálag þarf mun minna massaflæði vökva en lofts. Það hlutfall, ekki viftan, er það sem gerir vökvalykkju aðlaðandi þegar hitinn er lokaður inni í girðingu.

Annar kosturinn er vegvísun. Vifta getur aðeins hafnað hita inn í loftið sem hún situr í, sem er sama loft og hluturinn er að prenta í. Lykka með ytri ofni getur hafnað þeim hita utan hólfsins, þannig að kæling og hitastig hólfsins hætta að berjast við hvort annað.

Hvaða hitagjafar fljótandi kæling hentar í raun

Tafla 1. Hitagjafar í þrívíddarprentara, hvert hver og einn fer og hvort kælivökvalykkja sé rétta svarið.

Heimildir: Leiðbeiningar um vökvakerfi framleiðanda (45-55 C hólf, gögn um heita kælisvæði) og tilvitnuð tilvísun í þráðagerð (60-70 C hólf, virkt kæld rafeindatækni); leysir, mótor og rafeindatækni röðin eru verkfræðiæfingar fyrir þennan vélaflokk.

Lestu næst:Hvernig á að velja vökvakerfi fyrir þrívíddarprentara.

Hversu mikið kælivökvaflæði þarf lykkjan?

Flæði fylgir varmaálaginu, ekki dæluskránni: nauðsynlegt flæði jafngildir varmaálagi deilt með þéttleika, eðlisvarma og hitahækkuninni sem þú ert tilbúin að sætta þig við. Við 5 K hækkun ber 50 ml/mín. af vatni um 17 W; við 10 K hækkun ber sama rennsli um 35 W.

Flæðisjafnan í prentaraeiningum

Fyrir vatn nálægt stofuhita fellur jöfnan saman í einn fasta: nauðsynlegt flæði í ml/mín. er u.þ.b14,4 sinnum hitaálag í vöttum deilt með leyfilegri hækkun í kelvin. Fastinn er gagnkvæmur þéttleiki sinnum eðlisvarmi, þannig að hann tilheyrir kælivökvanum frekar en dælunni.

Glýkól breytir þeim fasta. 1:1 blanda miðað við massa af glýkóli og vatni hefur ákveðinn hita upp á um 3140 J/(kg.K), um það bil þrír fjórðu af vatni, þannig að það þarf um 25 prósent meira flæði fyrir sömu hitahækkun. Það er verðið á frostvörninni og það er þess virði að borga aðeins þegar vélin þarf að lifa undir frostmarki.

Tafla 2. Kælivökvaflæði sem þarf til að bera tiltekið hitaálag við þrjár hitahækkanir, fyrir vatn við 25 C.

Heimild: útreikningur höfundar frá Q=P / (rho xcx dT) með rho=997 kg/m3 og c=4180 J/(kg.K), sem gefur Q í ml/mín.=14.4 x P / dT. Notaðu 17,9 x P / dT fyrir 1:1 vatns-glýkól blöndu. Gildi eru námunduð.

Af hverju meira flæði er ekki sjálfkrafa betri kæling

Við 50 ml/mín í gegnum 2,5 mm holu fer kælivökvinn á um 0,17 m/s og Reynolds talan er um það bil 420 við 20 C og 650 við 40 C - vel innan laglínubandsins, sem endar nálægt 2.300. Í því fyrirkomulagi er filmustuðullinn á köldu plötunni stilltur af rúmfræði rásarinnar og leiðni vökvans frekar en hversu fast dælan þrýstir, þannig að tvöföldun flæðisins kaupir minni hitahækkun í vökvanum en helmingar ekki hitaviðnám blokkarinnar.

Þrýstifall hegðar sér á sama hátt. Í Hagen-Poiseuille samhenginu fyrir hringlaga rör er flæðisviðnám í öfugu hlutfalli við fjórða veldi radíusins, svo borun skiptir miklu meira máli en lengd. 2,5 mm hola sem keyrir 600 mm við 50 ml/mín. kostar aðeins um 0,3 kPa af núningi í beinni pípu; helmingun á holunni margfaldar það með sextán.

Í alvöru lykkju ráða innréttingarnar samt sem áður. Kaldaplötu örrásir, hraðaftengingar, olnbogar og síur standa fyrir miklu meiri viðnám en rörveggurinn gerir, þess vegna skiptir útgefið 40-150 kPa af SC2301CPW máli þegar lykkja ber nokkrar festingar og fínstillt kalda plötu, á meðan SC2201RPW er þægilegt fyrir skammhlaup, kPa, meira en 30 kPa.

Geymirinn er varmamassi, ekki hitaleiðin

Geymir gleypir skammtímaálag frekar en stöðugt álag. Einn lítri af vatni tekur um 4,2 kJ fyrir hvert kelvin sem það hitar, þannig að 100 W púls sem varir í eina mínútu - 6 kJ - hækkar eins lítra lón um 1,4 K, á meðan 100 mL lón myndi hækka um um 14 K. Stærðu lónið sem biðminni sem stöðvast aldrei til að nota ofnasvæðið og nota ofninn.

Lestu næst:Tæknilega skiptingin á bak við flæðishraða, þrýsting og hávaða.

SC2201RPW: hljóðlát 3D prentara vatnskælidæla

SC2201RPW er DC gírdæla sem er metin 20-50 ml/mín., meira en 30 kPa og undir 60 dB við 30 cm á 3, 6 eða 12 V, sem gerir hana að hljóðlátri vatnsdælu fyrir eina kælivökvahringrás með lágt afl frekar en ofnhringrás með miklu flæði.

Það sem birt forskrift segir

Tafla 3. SC2201RPW færibreytur og hverju hver og einn breytir í þrívíddarprentara kælivökvalykkju.

Heimild: forskriftarsíða framleiðanda fyrir SC2201RPW; hitaberi súlan er útreikningur höfundar úr töflu 2.

Hvers vegna 20-50 mL/mín er rétt stærð fyrir eina lykkju

Ein heita kaldenda lykkja er lágt afl álag. Við 50 ml/mín og 10 K hækkun er SC2201RPW nú þegar að flytja um 35 W af hita, sem er meira en eitt hitabrot sem hafnar í venjulegri vinnu - verkfræðilegt mat fyrir þennan vélaflokk frekar en birt tölu - og stutt lykkja með viðmiðunarholi framleiðanda þarf vel undir 30 kPa til að keyra.

Lítið flæði er eiginleiki hér, ekki málamiðlun. Með því að keyra þessa hljóðlátu vatnsdælu á 20-50 ml/mín. er hávaða, mótorhita og hverju slityfirborði haldið lágum, því þær hækka allar með hraða, á meðan hitinn sem ein lágaflslykkja þarf að hreyfa gerir það ekki. Hægari lykkja er rétt verkfræðiviðskipti fyrir þessa skyldu og þess vegna tilheyra undir-60 dB einkunn og 20-50 ml/mín. flæðisvið sömu dælu.

Stýringin er einföld vegna þess að flæði fylgist með hraða mótorsins. Vara PWM úttak gefur endurtekið flæði og útgefnar leiðbeiningar eru að færa rofabandið í 20-25 kHz og halda lágmarksskipuninni fyrir ofan dauðasvæðið, þar sem dælan myndi annars raula og hita vindann án þess að hreyfa vökva.

Mynd 1. Varmi fluttur af vatnslykkju við þrjár hitahækkanir, með birt flæðisvið dælanna tveggja merkt.

Heimild: útreikningur höfundar frá Q=P / (rho xcx dT) fyrir vatn við 25 C, teiknað á móti birtum flæðisviðum framleiðanda fyrir SC2201RPW (20-50 ml/mín.) og SC2301CPW (100 ml/mín. og hærri). Útreikningur, ekki mæling.

Lestu næst:SC2201RPW ör gírdæla fyrir plastáfyllingu.

Peristaltic dæla kæling: vökva einangrun og mikið flæði

SC2301CPW er 24 V peristaltic dæla með 100 ml/mín. og yfir, 40-150 kPa, 60 dB eða minna við 50 cm og 200 mA eða minna. Það er dælan til að tilgreina hvenær lykkjan verður að bera meiri hita, þola loftbólur eða halda rafeindatækjunum alveg utan vökvaleiðarinnar.

Það sem birt forskrift segir

Tafla 4. SC2301CPW færibreytur og hverju hver og einn breytir í þrívíddarprentara kælivökvalykkju.

Heimild: samantekt framleiðanda forskriftar fyrir SC2301CPW; hitaberi súlan er útreikningur höfundar úr töflu 2.

Ein varúð við hávaðatölurnar. Dælurnar tvær eru ekki birtar í sömu fjarlægð: undir 60 dB við 30 cm fyrir SC2201RPW, á móti 60 dB eða minna við 50 cm fyrir SC2301CPW. Hljóðþrýstingur fellur um 6 dB í hvert sinn sem fjarlægðin tvöfaldast, þannig að 60 dB við 50 cm eru um það bil 64 dB við 30 cm á lausu sviði. Á sama grundvelli eru tvær tölur nálægt, þannig að hljóðlátari talan er mælifjarlægð frekar en hönnunarmunur.

Mynd 2. Kælivökvaflæðissvið fyrir dælurnar tvær á móti flæðinu sem algengar prentaralykkjur þurfa.

Heimildir: framleiðandi birt flæðisvið fyrir SC2201RPW (20-50 mL/mín.) og SC2301CPW (100 mL/mín og yfir); lykkjuböndin eru fengin úr töflu 2 við 10 K hitastigshækkun. Útreikningur, ekki mæling.

SC2201RPW eða SC2301CPW: hvaða dæla fyrir hvaða lykkju

Tafla 5. SC2201RPW og SC2301CPW hlið við hlið, með hitanum sem hvor um sig getur borið í vatnslykkju.

Heimildir: forskriftarsíður framleiðanda fyrir báðar gerðir; hitabera röðin er útreikningur höfundar frá Q=14.4 x P / dT.

„Gírdæla háflæðiskæling“: hvað leitarorðið þýðir í raun

Kaupendur sem leita að gírdælu með háflæðiskælingu eru venjulega að lýsa verkinu frekar en vélbúnaðinum. Í þessari fjölskyldu er gírdælan mælitækið: SC2201RPW hreyfist 20-50 ml/mín., sem er lágflæðisdæla samkvæmt hvaða kælistaðli sem er. Mikið rennsli kælingar er þjónað af peristaltic SC2301CPW við 100 ml/mín og hærri, eða með miðflæðisdælu þegar lykkja þarf lítra á mínútu við lágan þrýsting.

Aðgreiningin skiptir máli vegna þess að flæði og þrýstingur eiga í viðskiptum frekar en að bæta við. Báðar dælurnar eru jákvæðar, þannig að þær halda flæði þegar viðnám kerfisins eykst, en algert flæði þeirra er stillt af tilfærslu og hraða, ekki af því hversu hart mótorinn er knúinn. Ef lykkja þarf að hreyfast meira en um 70 W við 10 K hækkun er 100 mL/mín. peristaltic dælan upphafspunkturinn; undir u.þ.b. 35 W, hljóðláta gírdælan tekur til starfa.

Lestu næst:Peristaltic pump vs gear pump fyrir þrívíddarprentara.

Kælivökvaval fyrir þrívíddarprentara vatnskælikerfi

Eimað vatn með tæringarhemli og sæfiefni er sjálfgefinn kælivökvi fyrir prentaralykju. Glýkóli er aðeins bætt við þegar vélin þarf að lifa undir frostmarki, því hún gefur frá sér um það bil fjórðung af hitagetu lykkjunnar og kaupir ekkert við stofuhita.

Vatn, glýkól eða forblandaður kælivökvi

Tafla 6. Kælivökvavalkostir fyrir prentaralykju, með eiginleikanum sem breytir flæðisútreikningi.

Heimildir: sérvarmi og varmaleiðni vatns frá tilvitnuðu vatnsviðmiðun; 1:1 miðað við massa glýkól við u.þ.b. 3140 J/(kg.K), og hreint glýkól við u.þ.b. helming af eðlisvarma vatns, frá tilvitnuðum glýkólviðmiðun; -37 C talan fyrir 50% af rúmmáli própýlenglýkólblöndu með þrýstikerfi frá tilvitnuðu frostlögnum.

Blandaðir málmar: tæringargildran í hverri prentaralykkju

Prentaralykkja blandar venjulega málma án þess að nokkur ákveði: álköldu, kopar- eða koparofn, koparfestingar og ryðfría klemmu. Þar sem tveir ólíkir málmar deila leiðandi vökva myndar parið galvanískan frumu og sá sem er minna eðalmálmur tærir. Þetta er sama vandamálið og gerir það að verkum að kælivökvi í bílum ber tæringarhemla, vegna þess að kælikerfi ökutækja inniheldur ál, steypujárn, kopar, kopar og lóðmálmur á sama tíma.

Tvær reglur fylgja. Haltu lykkjunni við eina málmfjölskyldu þar sem þú getur, og keyrðu alltaf hindraðan kælivökva frekar en akur vatn. Hindrar sem notaðir eru í vatnskerfum eru meðal annars natríumnítrít og natríummólýbdat. Bættu líka við sæfiefni: ljós og hlýja vaxa þörunga í ómeðhöndlaðri lykkju og líffilman lokar síðan kalda plötunni og nærir agnir inn í dæluna.

Þétting: kaldplötugildran í upphituðu hólfi

Því kaldari sem kælivökvinn er, því meiri hita getur hann tekið í sig og því er freistandi að kæla lónið. Í upphituðu herbergi er það mistök. Hólfloft í þessum prentaraflokki situr nálægt 60-70 C og á móti köldu plötu sem haldið er vel undir daggarmarki hólfsins þéttist vatn úr loftinu beint á blokkina, innréttingar og allt fyrir neðan þær.

Haltu kælivökvanum fyrir ofan daggarmark hólfsins, einangraðu kalda blokkina og línur hans eða skiptu lykkjunni í lokaða aðalrás og aukakælirás. Leggðu aldrei lykkjuna fyrir ofan aflgjafann eða stjórnandann.

Lestu næst:Leysir klossa, loftbólur og leka frá ördælubreytum.

Val á kælirörum: slöngur, bora og festingar

Veldu slöngur í þessari röð: efni sem lifir af dælubúnaðinum, efnafræði sem lifir af kælivökvanum, síðan gatið og lengdina sem flæðisútreikningurinn þinn bað um. Allt annað er smáatriði.

Efni: það sem rúllurnar og kælivökvinn þola

Tafla 7. Slönguefni fyrir kælivökvalykkju prentara, metið eftir þeim forsendum sem í raun ráða valinu.

Heimildir: kísill hörku svið og lágur togstyrkur þess og léleg slitþol frá tilvitnuðu kísill tilvísun; EPDM hörku, þjónustusvið og jarðbiki viðvörun frá tilvitnuðu EPDM tilvísun; PTFE núningsstuðull og hitastöðugleiki frá tilvitnuðu PTFE tilvísun; prófunarskilyrði 45 Shore A og 2,5 mm borholu úr samantekt framleiðanda forskrifta. Raðir án tilgreindrar tölu eru verkfræðiæfingar fyrir þennan vélaflokk.

Bora, lengd og beygjuradíus

Borið kemur frá flæðisútreikningi þínum, ekki frá gadda sem þú átt. Framleiðandinn prófar þessa dælufjölskyldu með 2,5 mm holu, sem er skynsamlegur viðmiðunarpunktur: hún heldur lykkjunni í lagskiptu bandinu í 20-50 ml/mín. og heldur þrýstingsfalli nógu lágu fyrir dælu sem er meira en 30 kPa.

Haltu soginu stuttu, beinu og eins breitt og dæluinntakið leyfir, vegna þess að núningur og innilokað loft skaðar mest fyrir dæluna. Haltu heildarmagni lykkjunnar litlu, þar sem það ákvarðar hversu langan tíma blæðing tekur og hversu mikinn kælivökva þjónusta kostar. Og virtu beygjuradíusinn: bogið rör er lokaður loki án viðvörunar, svo leiðin með rausnarlegum beygjum og styður langa keyrslu svo rörið geti ekki fallið saman við sog.

Festingar, klemmur og hraðaftengingar

Sérhver festing bætir við þrýstingsfalli og lekaleið, svo teldu þau áður en þú velur dæluna. Gaddafestingar með mjúkum sílikonslöngum með klemmubúningi; ýta til að tengja festingar henta stífum túpum og eru hraðari í þjónustu, á kostnað innsigli sem þarf að skipta á endanum.

Settu grófa inntakssíu fyrir framan dæluna. Gírdælan er ástæðan: agnir klæðast gírnetinu og slitið möskva opnar rýmið sem stillir flæði dælunnar. Á peristaltic dælu verndar sían rörið gegn núningi í staðinn.

Lestu næst:3D prentara peristaltic dæla: hljóðlát ör vökva framboð leiðarvísir.

Uppsetning og gangsetning

Settu dæluna fyrir neðan geyminn, haltu soginu stuttu, settu lónið á hæsta punkt með blæðingu á köldu blokkinni og haltu öllum rafmagnshlutum fyrir ofan vökvann. Þessar fjórar reglur koma í veg fyrir flestar gallana í lið 8.

Mynd 3. Kælivökvalykkja fyrir prentara í þeirri röð sem vökvinn fer, með þeim fjórum uppsetningarreglum sem skipta mestu máli.

Heimild: skýringarmynd höfundar. Röð íhluta fylgir stöðluðu lokuðu lykkju vökvakælingu; ræsingarreglan endurspeglar birta athugasemd um að SC2201RPW er ekki sjálfkveikjandi.

Grunnlína.Skráðu umhverfishita, hitastig kælivökva í geymi, hitastig kalda plötunnar við stöðugt ástand, flæðishraða frá tímasettum skammti í mælihólk og dælustrauminn.

Fjall og flóð.Settu geyminn við eða fyrir ofan dæluinntakið þannig að gírdæla fyllist með þyngdaraflinu, einangraðu dæluna frá grindinni og settu inntakssíuna í. Peristaltísk dæla kveikir sig sjálf, en heldur inntakinu á flæðinu engu að síður fyrir stöðugt flæði.

Leið og blæðing.Fylltu lykkjuna, keyrðu síðan dæluna á lágri vinnu með hæstu festinguna sprungna þar til afturstraumurinn er loftbólulaus. Hallaðu vélinni til að færa loftið í loftinu í átt að blæðingarpunktinum.

Verndaðu rafmagnið.Láttu ökumanninn fylgja IP-einkunn sem hentar staðsetningunni, með því að nota IEC 60529 hylkjaflokkunina, haltu kapalinngangum fyrir neðan lykkjuna og settu dreypibakka undir samskeytin. Leggið aldrei slöngur fyrir ofan aflgjafann.

Stilltu drifið.Færðu PWM-bandið í 20-25 kHz, stilltu lágmarksskipunina fyrir ofan dauðasvæðið og staðfestu MOSFET-einkunnina, greinaröryggi og flugbakdíóða ef dælan deilir viftutengi.

Staðfestu og skráðu þig.Endurtaktu grunnlínuna eftir 24 klukkustunda prentun, síðan á viðhaldsbilinu. Breyting sem lifir ekki af hitadag er ekki ákveðin stilling.

Tafla 8. Uppsetning og viðhaldsskrá fyrir kælivökvalykkju prentara.

Heimildir: 40 klukkustunda skammturinn og núverandi athuganir með 5 prósent og 20 prósent viðmiðunum, og vikulega túpuskoðunaratriðin, fylgja útgefnum leiðbeiningum um viðhald vökvakerfis; kaldplötu röðin er verkfræðiæfing fyrir þennan vélaflokk.

Lestu næst:3,0 V eða 24 V? Getur aðalborð 3D prentarans raunverulega keyrt þessa dælu?.

Úrræðaleit í kælivökvalykkju

Flestar bilanir í kælivökvalykkju birtast sem hitastig sem mun ekki setjast og orsökin er venjulega flæði, loft eða efnafræði frekar en dælan sjálf. Berðu saman við gangsetningarskrána áður en þú skiptir um vélbúnað.

Tafla 9. Úrræðaleitarfylki fyrir kælivökvalykkju fyrir prentara.

Heimildir: skammtur og núverandi viðmið fylgja útgefnum viðhaldsleiðbeiningum; loftlæsingar, ofn og þéttingarraðir eru verkfræðiæfingar fyrir þennan vélaflokk.