Eigenbau Extruder

[georg-AW]

Hi peterka
Es ist grundsätzlich richtig, die Wärmekapazität des Hotendkopfes etwas zu vergrössern ohne jedoch die Schmelzkammer zu vergrössern. Die Schwankungen der Temperatur würden so verkleinert. Allerdings wird die Temperaturregelung insgesamt sehr träge.
Es wäre optimaler die Schmelzkammergrösse so klein zu halten, dass der maximal erforderliche Ausstoss möglich ist, mehr nicht. Gleichzeitig aber sollte auch die gesamte thermisch relevante Masse des Hotends verkleinert werden. Das erfordert dann allerdings eine höhere Heizleistung und eine sehr schnelle Regelung. Hier wirds klemmen.
Wenn du Zugang hast zu Präzisionskeramik, d. h. auf Mass geschliffene, dann ist deine Idee zu thermischen Isolation Hotend--Coldend sehr gut.
Falls die Scheibe aber unpräzis wäre, hast du eine neue Stelle geschaffen, wo das Filament stockt und nicht mehr weiterkommt.

Ich drucke zb PLA nie im Bereich oberhalb der max. Temperatur , eine solche Dekomposition wie sie du beschreibst, mit solcher Ausgasung darf so nicht entstehen.
Eine Abdichtung mit einer Teflonbüchse finde ich unnötig solange die Übergangszone zwischen Hotend und Coldend richtig gestaltet ist.

anstelle von Teflon natur kann man gefülltes Teflon verwenden was bessere mechanische Eigenschaften hat, leider aber schlechtere thermische.
Wenn du genügend Kohle zur Vefügung hast, besteht noch die Möglichkeit von Verbundstoffen zb. PVDF und PTFE was ganz gute mechanische und thermische Eigenschaften aufweist aber schweineteuer ist. Wir haben das in meiner eigenen Firma für bestimmte Sensoren eingesetzt.

Insgesamt bin ich aber der Ansicht, dass Vollmetall Hotends die ideale Lösung sind.

ciao Georg

[PeterKa]

Danke für die Einschätzung. Ich wollte die Wärmekapazität nicht extrem hochschrauben, nur etwas erhöhen. Vielleicht wäre es eine gute Idee den "Heizblock" aus Kupfer auszuführen. Wenn man dann noch die Oberfläche vergrößert, bekommt man einen erhöhten Wärmefluß von der Patrone weg, was die Regelung dramatisch erleichtert. Auch Rotbronze habe ich im Vorrat, sollte ähnliche Eigenschaften haben. Ob der Unterschied zu Messing allerdings so dramatisch ist weiß ich nicht, da müsste man in Tabellen wühlen, aber so weit bin ich noch nicht.

Das mit der Keramik... na ja ist so eine Idee gewesen. Grundsätzlich kann ich in meiner Werkstatt nur bis 5/100 wirklich reproduzierbar arbeiten, das könnte in diesem Falle schon an der Grenze sein. Aber da fällt mir sicher etwas ein.

Als ich noch im Vakuumlabor gearbeitet habe (lang lang ists her) hatten wir Keramikpaste. Diese wurde in Formen gegossen und dann geglüht, weit über 1000 Grad. Auf Maß gebracht haben wir sie dann mit einem Diamantschleifgerät. Etwas ähnliches ist die frei erhältliche Schamottpaste. Die hat allerdings grausam schlechte Festigkeitswerte. Ich habe aber nicht wirklich etwas vergleichbares gefunden, außer im Industriemaßstab, wo ich nicht so ohne weiteres drankomme.

Das Material aus dem der V2 gefertig ist, kenne ich überhaupt nicht. Vielleicht weiß ja hier jemand mehr.

Was das Teflon betrifft scheiden sich ja offensichtlich die Geister. Ich habe meine endgültige Meinung noch nicht gefunden. Außer das mein OpaV2 jetzt schon superlang supergute Ergebnisse abliefert, und der hat Teflon drinne. Eigentlich stört mich nur die Sabberei, bei den einlagigen Modellen wird die Optik etwas verschlechtert. Durch geschickte Anordnung auf dem Druckbett und sagen wir mal hochspannende Slicereinstellungen kann man das weitgehend reduzieren, ganz weg bekomme ich es nicht.

PeterKa

[georg-AW]

Hi
Eine Alternative zur Keramik wäre Macor. Leider auch teuer
http://www.eperon.ch/images/pdf/Macor_K ... eutsch.pdf

ciao Georg

[Nibbels]

Ich bin aber dran ein wassergekühltes Ganzmetall-Hotend für den RF1000 zu realisieren wobei ich die Erfahrungen meiner ersten "Kunststoffkonstruktion" einfliessen lassen kann.

ciao Georg

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Zwei einfache konstruierte Teile, der Rest sind Kaufteile: E3D-V6 und weitere passende Teile. Credits gehen natürlich auch an Wessix und hliebscher. Der Kühler ist nicht strömungsoptimiert, aber immer nur handwarm oder kalt. Der Wasserfluss ist klein, was völlig genügt.
In Onshape haben wir einen kompletten Extruder-Konstruktions-Aufbau mit diversen Modellen drin.

Wenn man dann noch die Oberfläche vergrößert, bekommt man einen erhöhten Wärmefluß von der Patrone weg, was die Regelung dramatisch erleichtert. Auch Rotbronze habe ich im Vorrat, sollte ähnliche Eigenschaften haben. Ob der Unterschied zu Messing allerdings so dramatisch ist weiß ich nicht, da müsste man in Tabellen wühlen, aber so weit bin ich noch nicht.

Eins der beiden Hotends hat den schweren Heizblock aus Chopper Alloy (500°C max.) verbaut. (https://youprintin3d.de/hotendszubehoer ... zkopf.html)
Ich warte noch auf die Erleuchtung, dass ich den Unterschied zum Alu, abgesehen vom enormen Gewicht, überhaupt bemerken kann. Höhere Temperaturen nutze ich zur Zeit nicht, dazu fehlt mir der PT100, den ich nicht plane einzubauen. -> 300°C Max.
Kupfer ist im Gegensatz zu Alu wirklich schwer. Der Knackpunkt ist auch meiner Meinung nach meist Heatbreak - oder schlicht das Material.

Wenn der Heatbreak optimal ist ( sehr kurze Länge, maximaler Temperaturunterschied des Extrusionsmaterials ) kanst du kaum mehr etwas optimieren. Das Schwierigste ist es, das Hotend vom Coldend thermisch zu isolieren.

Ich habe mich vorher nochmal von eurer Diskussion inspirieren lassen und mich dran erinnert, dass ich bei den ersten Versuchen zwischen Kühler und Heatbreak zusätzlich Wärmeleitpaste drin hatte.
(Manche) Wärmeleitpaste ist nicht unkritisch: Die hält eigentlich laut Datenblättern die hohen Temperaturen nicht aus und sollte entgegen mancher Anweisungen vermutlich nur zwischen Heatbreak und Kühler verwendet werden? Dann gibts noch Graphitplättchen für Hochtemperatur, aber die bekomme ich schlecht ins Gewinde.

Die Wärmeerteilung im Block ist soweit ich vermute meist ausreichend. Wie digibike geschrieben hat, http://www.rf1000.de/viewtopic.php?f=96 ... eit#p18882

Nun, ich habe zur Zeit gerade PLA, daß 230 Grad Minimum braucht, um in der von mir gewünschten Geschwindigkeit zu drucken.
Da ist nämlich auch ein Knackpunkt... Der Faktor Zeit, die dem Material verbleibt, um die Temperatur aufzunehmen...Kannst
in einem Selbstversuch einfach nachvollziehen: Nimm eine Schüssel 50 Grad heißes Wasser und fahre ganz kurz mit der Hand rein und gleich
wieder raus - unangenehm aber kein Problem. Jetzt langsam rein mit der Hand - schon nach Sekunden wird's unangenehm.
Ebenso "geht´s" Filament dem auf dem Weg durch das Hotend: Je schneller, desto weniger Zeit verbleibt um das Zeug zu verflüssigen. Das mußt
du kompensieren, indem du entweder Langsamer Druckst, oder aber die Temperatur erhöhst. Aber dies hat Grenzen!

muss die Wärme aber auch ins Material und der Lüfter sollte nicht zusätzlich die Wärme am Heizblock stören. Der Trick mit der schnelleren Regelung im Mod könnte was bringen, allerdings kann das auch meine Regelparameter verändern, wenn diese kontinuierlicher gerechnet werden als bisher. Bis die Wärme vom Heizelement beim Sensor ist vergeht etwas Zeit. Totzeit ist meist etwas, das dem Regler nicht gut tut. Da im Drucker mit PWM geheizt wird, ist eine winzige minimal-Totzeit vermutlich nicht ganz schlecht. Der Sensor darf das An-Aus nicht mitmessen, er soll was möglichst konstantes sehen.

Meine aktuelle Strategie:
- Wasserkühler Kupfer um Rohrwelle in dem das HB sitzt. (seit eben wieder mit Wärmeleitpaste zwischen HB und Rohrwelle)
- Höhere Heizleistung (40W),
- Silikonsocke
- Beschichtete Heatbreaks und Düsen.
- Schnellere Regelung 10ms statt 100ms für Extruder::manageTemperatures();
- Tests ob Chopper Alloy oder der normale Alu-Block besser sind.
- Den Heizblock so montieren, dass die Schrauben für Thermoelement und Heizkartusche oben sind Sonst verdrecken die.

> Tests laufen, denn PETG verzeiht nichts. Vorallem nicht die rauhen Varianten von ESUN.

[PeterKa]

Wasserkühlung tue ich mir definitiv nicht an. Vor 20 Jahren fing man an, CPUs und Graphikkarten mit Wasser oder Glykol zu kühlen. Es gab Eigenbau Kits.

Wir hatten massenhaft Platinen in der Werkstatt die aufgrund von Leckagen durchgebrannt oder korrodiert waren. Mein Credo seitdem: Strom und Wasser niemals am selben Ort...

Hier kommt noch dazu, daß die Zuleitungen flexibel sein müssen. Die geeigneten Spritschläuche aus Silikon werden unter diesen Bedingungen sehr schnell porös und brüchig, wir Modellflieger können ein Lied davon singen.. Also nix für nen alten Oppa.

Das Macor ist ja wirklich ein sagenhaftes Zeug. Ich muß etwa 50€ investieren um Material für 3-4 Extruder zu bekommen. Teuer, aber nicht utopisch. Für diejenigen die es nicht kennen: Die Keramik kann in der Drehbank oder in der Fräse bearbeitet werden.

Unschlüssig bin ich immer noch über die Verwendung von Teflon. Das Argument mit der Verringerung der Reibung in der Zuleitung will mir nicht so recht zusagen, und von der heißen Seite will ich es sowieso fernhalten. Es bleibt eigentlich nur das Argument der Abdichtung der Schmelzkammer, das ich sehr ernst nehme.

Nur zur Klarstellung: Ich werde keinen besseren Extruder bauen können als man käuflich erwerben kann. Es genügt schon, dieselbe Qualität zu reproduzieren, mehr wird nicht möglich sein, wenn man nicht zig Versuche fahren will. Ich will aber nicht abhängig werden. Mir hat das Pico Hotend zum Beispiel zugesagt.. Bumms nicht mehr lieferbar. Das Ende des V2 ist auch eingeläutet und und und. Das ist es was mir alles nicht wirklich schmeckt. Das mag alles irgendwie komisch klingen, aber so bin ich, und so ist es gekommen, daß mein V2 jetzt die zweiten Tausend Betriebsstunden angegangen ist.

PeterKa

[georg-AW]

Hi
Ich werde vermutlich Galden ZT einsetzen anstelle von Wasser. Es wird üblicherweise als Wärmeträger in Dampf-Phasen-Lötanlagen verwendet.
Die Wärmeleitfähigkeit ist allerdings schlechter als Wasser. 0.1W/mK ( H2O 0.55 ), Luft 0.026W/mK
Die Vorgänger der Flüssigkeit waren spezielle Freone und schweineteuer ( vor 20 Jahren ). Das ist günstiger geworden ( ca. 60€/l)
Galden macht keine Kurzschlüsse sollte es einmal zu Leckagen kommen. Anstelle von Billigsilikonschläuchen werde ich vermutlich einen bestimmten Schlauchtyp von FESTO einsetzen. Dazu kommt ein Ausgleichsbehälter und ein 120mm Radiator sowie eine Laing Pumpe. Ich werde demnächst kurz mal die Konstruktion vorstellen. Viele werden aufheulen wegen des " overkills", aber zurück kann ich immer noch.
Ein Versuch mit einem speziellen Hochtemperatur Thermistor von Vishay steht dann auch noch auf der Liste. ( bis 900°C ) Auch die Socke wird montiert.
Das Versuchshotend soll in meinen bestehenden Extruder reinpassen, es darf deshalb oben und in der Mitte keinen grösseren Durchmesser als 22mm haben. Die Gesamtlänge ist in etwa gleich wie der Conrad Extruder.
Das Ganze muss auch noch mit dem bestehenden, gut funktionierenden 3-fach Druckobjekt- Lüfter werkeln.. Etc. etc.
Nicht zuletzt will ich möglichst viele Standardteile einsetzen, Düsen, Heizpatronen etc ( gelegentlich wenn auch modifiziert, zb Kühlkörper von e3d) .
Man sieht, die Umgebungsbedingungen sind etwas schwierig.

im Herbst habe ich mehr Zeit, jetzt ist mal Urlaub.

ciao Georg

in der Folge ein paar Zeichnungen

[Nibbels]

Wenn man vom RF1000 ausgeht, will man das Hotend oben anschrauben. Dann ist das Messing oben wichtig.
Allerdings hat der RF2000 eine Klemme für eine simple 8er Welle mit 3.2mm bis 4mm Loch. Nur unten muss noch das M6 Gewinde rein, schon hat man einen Heizblock-Halter fürs E3D-V6. Mit 67mm Rohrwelle sollte man so hoch sein wie das V2, wenn ich mich nicht irre. Dann geht auch Ninjaflex ohne Führung.

Screenshot_1.png

Screenshot_2.png

Ich würde eher das Halteteil des RF1000 auf einen RF2000 o.ä. upgraden als anzufangen ein original E3D zum Wasserkühler umzubauen.
Bei Wasserkontakt reicht wirklich eine extrem kleine Fläche und alles ist kalt.
Die kompletten Lamellen mit Wasser zufluten ist bestimmt ein gutes Upgrade, aber evtl. auch etwas Overkill. Dazu gibts auch bereits Druckteile auf Thingiverse.
Ich meine, die Halteklemme ist viel präziser, einfacher und wackelfreier, als den E3D-Flansch zu adaptieren.

Wenn man seinen Kühler aus Kupfer/Messing macht, kann man mit nem Brenner und etwas Lot alles sauber verlöten. Im Grunde reicht eine Schlangenlinie, über die man was drüberlötet und seitlich anbohrt, wegen Wasserein- und Auslass
Messingwellen oder Stahlwellen bekommt man mit 4er Loch. Dann ist alles sauber dicht und man hat eine stabile Verbindung.

Und wenn die Schläuche dünn sind gehen die auch nicht so schnell kaputt. Notfalls macht man sich einen Plan und wechselt jedes Jahr einmal den Schlauch zum Extruderkopf.

[georg-AW]

Hi
Die Modifikation ist für den RF1000 ausgelegt und soll es mir ermöglichen meine anderen Erweiterungen, alternatives Andrucksystem mit Filamentsüberwachung und den Laser sowie den 3-fach Bauteilelüfter weiterhin zu benutzen. Der dazu noch vorhandene Bauraum ist ausserordentlich knapp. Max. Durchmesser 22mm, Zuleitungen !
http://www.rf1000.de/viewtopic.php?t=13 ... 557#p13557
Volumenmässig ist es ja ziemlich überfrachtet. Vom Gewicht her gehts gerade noch ohne Probleme beim Druck. Ich kann aber nicht mehr jede Druckgeschwindigkeit fahren wie früher.
Jedes Ding hat zwei Seiten.
Gedruckte Bauteile sind metallischen Bauteilen in den meisten Anwendungen ( mit mech. Last ) unterlegen wenn man es langfristig betrachtet. PLA oder ABS sind über längere Zeit nicht stabil. Dies vorab wenn höhere Temperaturen zum Einsatz kommen .

ciao Georg

[AtlonXP]

Gedruckte Bauteile sind metallischen Bauteilen in den meisten Anwendungen ( mit mech. Last ) unterlegen wenn man es langfristig betrachtet. PLA oder ABS sind über längere Zeit nicht stabil. Dies vorab wenn höhere Temperaturen zum Einsatz kommen .

Das ist unbestritten richtig.
Trotz allem hier eine Alternative.

http://www.rf1000.de/viewtopic.php?f=62 ... was#p18396

PA12 hat aber bei dem Drucken seine Tücken.
Es soll laut Datenblatt bis zu 140 C° aushalten.
Kleinteile lassen sich maßgenau drucken.

Das Warping ist jedoch noch größer wie bei ABS.

LG AtlonXP