为什么 3D 打印爱好者应该注意新的 E3D Revo 热端

3D 打印空间存在于两个平行的宇宙中:专业的一个锁定在专利后面,在那里打印机工作神奇,但一次要花费几十万美元,而我们消费者居住的空间必须等待数十年可笑的专利到期才能打印除了最简单的塑料之外的任何东西。

这种情况并不经常发生,但由于英国 3D 打印公司 E3D 的新 Revo 热端,消费者 3D 打印领域有理由感到兴奋。让我们深入研究 3D 打印挤出系统,以了解大惊小怪的全部内容。

如果您将 3D 打印的概念想象成一个面包师在蛋糕上撒上糖霜,就更容易理解 3D 打印的概念。就像面包师操纵滚边袋在生日蛋糕上打印名字一样,3D 打印机移动喷嘴以在构建表面上放置塑料。

事实上,3D 打印机挤出系统与面包师的滚边袋非常相似。

用手将糖霜挤在蛋糕上与挤出机将细丝从喷嘴中挤出没有什么不同。然而,3D 打印机要复杂一些。由于塑料在室温下不会像结霜一样流动,因此每台 3D 打印机都必须配备加热喷嘴。

这本质上是一个高科技管道袋,由一个挤出机组成,该挤出机将长丝推过加热的喷嘴组件,同时控制喷嘴温度和压力以引导长丝流动。

由于消费 3D 打印行业依靠开源 RepRap 项目所做的开创性工作,消费级 3D 打印机采用相同的 DIY 式方法使用现成的部件。

现代热端设计就是这种现象的一个很好的例子。

传统的热端包括一个喷嘴,该喷嘴拧入加热器块,而后者又由单独的圆柱形加热器筒加热。该模块还装有一个用于温度测量的可拆卸热敏电阻。最后,单独的热断路器将热端与长丝进料路径热隔离,从而防止其在通往热端的途中熔化。

不幸的是,这是一个非常低效的系统。

加热器块和热敏电阻以及加热器筒之间存在气隙,因此无法进行有效的热传递和准确的温度控制。这些元件和喷嘴之间增加的距离也无济于事。

这导致挤出系统无法以任何明显的速度或精度控制喷嘴温度。

这是一个主要障碍,因为如果不快速改变喷嘴温度以跟上波动的灯丝流速,就不可能以不同的速度和挤出量进行 3D 打印。

反过来,这表现为所有消费级 3D 打印机展示的3D 打印小精灵,直到今天仍未解决。

焊接行业在几十年前解决了这个问题,通过将这三个元件组合成一个单一的复合部件来消除尖端、加热元件和温度传感器之间的气隙。这种烙铁可以更快地加热,并且可以非常轻松地焊接高热质量接头。

Revo 热端采用相同的方法,将加热器和热敏电阻集成到更小的复合加热器芯中。这解决了现有热端的许多问题。

修复缓慢的喷嘴加热只是一个开始,正如 E3D Revo 原型所证明的那样,其达到工作温度的时间是竞争性高功率热端的一小部分。

Revo 加热器芯的更高热效率使 E3D 能够制造出明显更小的热端。其微小的占地面积减少了部件冷却风扇对气流的阻碍。这因此提高了需要桥接和陡峭悬垂的复杂零件的打印质量。

尽管有些人可能会争辩说,Revo 热端微型加热器芯的较低热质量会使温度调节更加困难,但采用相同方法的现代烙铁也选择了热质量较低的设计。

E3D 可能在这里有所作为。

高效的加热器组件不需要储存大量热量。事实上,Revo 热端较低的热质量也使其能够更快地冷却。

您希望这个热端更快冷却是有充分理由的。原因是 E3D Revo 的免工具喷嘴更换能力。对于一个喷嘴堵塞的频率只会被随后它们释放的破坏所超过的空间来说,这是天赐之物。

到目前为止,更换喷嘴是一项艰巨的任务,涉及许多加热和冷却循环,喷嘴需要在最大允许温度下进行热拧紧。不这样做会导致更多的堵塞。

起泡,冲洗,重复。

另一方面,E3D Revo 喷嘴可以用您的手指简单地拧上和拧下。当然,一旦热端冷却下来。由于喷嘴和隔热板是一个整体,因此您不必担心热拧紧以及相关的堵塞或塑料泄漏风险。

这也不仅仅是为了防止喷嘴堵塞。

不同的喷嘴尺寸还可以让您在打印速度和质量之间取得良好的平衡。想要打印具有更严格公差的小物体?打破 0.2 毫米喷嘴。需要在短时间内放下大量塑料?请改用 0.8 毫米喷嘴。

如果 Revo 生态系统的快速更换喷嘴真的像宣传的那样工作,这最终将使 3D 打印领域的工具更换几乎与高端减材 CNC 制造同行的工具更换相当。

当温度调节故障导致热跑道时,火灾危险是 3D 打印机真正关心的问题,这随后导致加热元件通过加热器块熔化并引发火灾。

Revo 热端包含一个正温度系数 (PTC) 加热元件,随着温度升高,其内部电阻会增加。随着喷嘴逐渐升温,这会自动降低供应功率(加热器瓦数)。从理论上讲,这应该会显着降低 3D 打印机烧毁房屋的可能性。

热质量减少的热端设计有一个令人愉快的副作用,即重量非常轻。Revo 热端仅重 30 克,因此可以在不担心振动的情况下调高步进电机加速度值。

这应该允许打印机在更长的实际打印移动持续时间内达到最大速度,同时还可以减少与高速甩动较重的热端相关的振铃和其他影响质量的 3D 打印伪影。

在耐用性方面,加热器和热敏电阻电缆通过钢铠应力消除进行了加固。在应对需要从热端撬出熔融塑料的大量打印故障时,这应该会派上用场。只有这一次,您不太可能无意中扯断电缆。

这家总部位于英国的公司一直致力于开源理念,并一直在发布 3D 打印社区所需的工程资源,以修改其产品并将其集成到其他 DIY 和开源项目中。

虽然 Revo Micro 是新的热端设计,但 Revo Six 是大量消费者和 DIY 3D 打印机中无处不在的 E3D V6 热端的直接替代品。这意味着几乎每个运行 E3D 硬件的人都可以升级到新的 Revo 挤压生态系统。

这一传统将在 Revo 中延续,因为 E3D 选择将冷端接口开源。这应该有助于 3D 打印爱好者为 Revo 喷嘴和加热器芯设计自己的散热器和安装座。

换句话说,在不久的将来,开源 3D 打印机(例如 Rat Rig、HevORT、HyperCube、Voron 系列等)可以轻松更新以集成这些可能改变游戏规则的热端。

另一方面,E3D 辩称,猖獗的知识产权盗窃迫使其申请并(在未来)就 Revo 挤出系统的未指明方面申请专利。然而,它还承诺停止针对个人、研究人员、学术界和非营利组织使用其设计来推动 3D 打印技术的诉讼。

由于 E3D 的专利在撰写本文时尚未公布,因此只能猜测它是否与统一加热器芯或带有集成隔热板的复合螺旋式喷嘴设计有关。

不幸的是,这两项假设专利都违反了公司的承诺,即避免提交“最广泛、最广泛的专利,这些专利阻止人们也为技术进步做出贡献”。

将加热器和温度传感器组合成一个单元的统一加热器芯已在焊接行业中使用了几十年。同时,已经有一项3D 打印专利,用于具有集成隔热功能的相当相似的旋入式喷嘴设计。

我们已联系 E3D 以澄清该主题,并将在收到他们的回复时更新本文。无论如何,一款配备四种喷嘴尺寸的潜在革命性挤出系统,售价 120 美元,绝对值得在推出前大肆宣传。

标签: 3D打印