Kleine Düse = Geringe Geschwindigkeit?

[rf1k_mjh11]

Im Forum kommt öfters die Aussage vor:
Mit einer kleinen Düse muss man langsam(er) drucken.

Als Querkopf muss ich das wieder in Frage stellen. Vielleicht liege ich falsch. Ich werfe einfach einige Zahlen in den Raum.

Gegenstand	'Standard'	'Klein'	Bemerkung
Düsendurchmesser	0.5mm	0.2mm
übliche Raupenbreite	0.5	0.2
übliche Layerhöhe	0.5	0.1
üblicher Querschnitt (= Raupenbreite mal Layerhöhe)	0.125	0.02	= Verhältnis 6.25:1
ungefähre max. Layerhöhe	0.42	0.168
max. Querschnitt	0.21	0.0336	= Verhältnis 6.25:1

Die Werte sind natürlich nur angenommen. Man kann selbstverständlich auch mit einer 0.5mm Düse Layerhöhen unter 0.1mm drucken (ich habe z.B. mit der 0.2mm Düse eine Layerhöhe von 0.045mm erfolgreich umgesetzt, hier). Mir geht es hier um Durchschnittswerte.

In der Tabelle oben wird nur der resultierende Querschnitt aufgelistet. Im Prinzip reicht das auch, den die Raupenlänge bleibt gleich (wenn das gleiche Objekt vorausgesetzt wird). Damit kann man gedanklich das Volumen dem Querschnitt gleichsetzen. Wie man selbst nachrechnen kann, wird mit einer kleinen Düse weniger als ein Sechstel des Volumens der 'Normaldüse' auf die selbe Länge gefördert=extrudiert. Als ich mit der 0.2er Düse, bei einer Layerhöhe von nur 0.045mm gedruckt habe (PLA, zugegeben), bin ich vielleicht 10-20% langsamer gefahren als sonst (aus Vorsicht?). Ich kann mich nicht erinnern, damals außergewöhnlich hohe F-Digits gesehen zu haben.
Da das geförderte Volumen bei der kleinen Düse nur ein Sechstel des 'Normalvolumens' ist, könnte der Extrusionswiderstand um das Sechsfache wachsen, ohne dass es Probleme geben sollte, da im gleichen Maß die Fördergeschwindigkeit gesunken ist.
Bei mir kommen beim Drucken (0.5er Düse) gelegentlich kurzzeitig F-Digit-Werte bis 4000 vor. Das Verhältnis der Düsenquerschnitte ('normal' zu 'klein') ist ebenfalls 6.25. Stünde der Extrusionswiderstand im direkten Verhältnis zum Querschnitt, müsste der Widerstand mit der kleinen Düse um denselben Betrag steigen. Damit müsste ich F-Digits über 24000 sehen. Das sollte sofort ein Notstop hervorrufen, was es aber nicht tat.

Daraus folgere ich, dass man mit einer kleineren Düse um gar nichts langsamer drucken muss als mit der 'normalen' Düse (zumindest bei PLA).

Diskussion erwünscht.

mjh11

[Jünni]

[AtlonXP]

Hallo mjh11,

ist dir hier ein Fehler unterlaufen?
Auszug von deinem Beitrag: "Übliche Layerhöhe bei 0,5 mm Düse -> 0,5 mm Layerhöhe!"

Einfach mal ohne viel zu rechnen, ich denke 2/3 des Düsendurchmessers halte ich als maximale Layerhöhe für realistisch.

Wenn jemand eine kleine Düse verwendet, so gehe ich davon aus, dass dann eher Kleinteile gedruckt werden und/oder Wert auf Detail gelegt wird.
In deinem Link ist irgendwo auch eine Nasenspitze leicht matschig geworden.

Leider benötigt der Kunststoff eine Abkühlzeit, um in der Form zu bleiben.
Am einfachsten ist es hier, mit der Druckgeschwindigkeit herunter zu gehen.
Eine weitere Lösung wäre, mehrere Teile gleichzeitig zu Drucken.
Die Bauteilkühlung ( Blasluft ) für ABS versuche ich zu vermeiden (Layerbonding).
Mein persönlicher Schritt war, die Bauraumtemperatur so weit wie möglich zu senken.
Bei ABS ist dies leider nur bei kleinen Teilen möglich. Bringt da aber sehr viel.

Je grösser der Temperaturunterschied Erstarrungstemperatur / Bauraumtemperatur desto schneller kann der Kunststoff abkühlen.

Meine Theorie, die Reibung wird über 2 Faktoren bestimmt:
1. Die Viskosität des Kunststoffes.
2. Der Reibungswiederstand Madenaußenhaut / Düsenwandung.

Ersteres können wir in begrenzten Masen über die Temperatur beeinflussen.
Bei einer kleinen Düse, kommt als Vorteil noch hinzu, dass die kleine Düse weniger den Schnupfen bekommt wie eine größere Düse.

Das Zweite, der Kreisumfang und die Kreisfläche, stehen nicht in einem linearen Verhältnis.
Umso kleiner die Düse, desto mehr kommt die Reibung von dem Kreisumfang zur Geltung.

Bei ABS, beobachte ich auch innen in der Düse einen dünnen Belag, der sich beim Düsenreinigen nicht mit Aceton lösen lässt. Ich vermute, dass bei ABS mit kleiner Düse deshalb die F. Werte steigen.

Da ich nur eine halbe Rolle PLA verdruckt habe, stelle ich hier die Fragen:

1. Gibt es bei PLA auch solch einen Belag in der Düse wie bei ABS?
2. Ist die Blasluft bei der Verarbeitung von PLA auch nachteilig?


LG AtlonXP

[Marcometaner]

Hallo,

AtlonXP hat recht, da sollte eigentlich 0.25mm stehen denke ich.
Zumindest ist das realistisch und dann stimmt auch die weitere Berechnung.

Ich habe bislang mit den Düsen 0.3 0.4 und 0.5 gedruckt.
Geändert hab ich beim Slic3r da nur den Düsendurchmesser und die Layerhöhe. An der Geschwindigkeit wurde nichts verändert.
Da Drucke ich aber auch nicht schneller als 30mm/s und meißt PLA.
Wie es sich verhält wenn man schneller druckt weiß ich daher nicht.

AtlonXP, Ablagerungen in der Düse sollten eigentlich nicht entstehen. Kann aber durchaus vorkommen wenn man den Extruder aufheizt und
nicht druckt über längere Zeit.
Es könnte sich auch um Verschmutzung handeln. Filament kann allerhand "Staub" mitnehmen.


MfG

[AtlonXP]

Hallo Marcometaner,

AtlonXP, Ablagerungen in der Düse sollten eigentlich nicht entstehen. Kann aber durchaus vorkommen wenn man den Extruder aufheizt und
nicht druckt über längere Zeit.
Es könnte sich auch um Verschmutzung handeln. Filament kann allerhand "Staub" mitnehmen.

Verschmutzungen schließe ich weites gehend aus.
Ein guter Schaumstoff ist eingebaut.
Die Ablagerung ist so schwarz wie mein Material.

Bei einer 0,3 mm Düse ist meine Verarbeitungstemperatur (ABS) am ersten Layer knapp an der Zersetzungstemperatur (257 C°).
Der Grund hierfür ist, so viel Fett wie möglich am Ersten Layer.
Das Vorheizen wegen der Nachlängung des V2, ist bei mir auf 240 C° eingestellt.

Darrol hat in diesem Link, was Nettes geschrieben.
Link:

http://www.rf1000.de/viewtopic.php?p=15712#p15712

LG AtlonXP

[rf1k_mjh11]

ist dir hier ein Fehler unterlaufen?
Auszug von deinem Beitrag: "Übliche Layerhöhe bei 0,5 mm Düse -> 0,5 mm Layerhöhe!"

Einfach mal ohne viel zu rechnen, ich denke 2/3 des Düsendurchmessers halte ich als maximale Layerhöhe für realistisch.

Ja leider, da ist eine "2" 'verlorengegangen'. Marcometaner hat es richtig erkannt. Die übliche Layerhöhe wurde mit 0.25mm angenommen (dann stimmen auch die Berechnungen). (Eigentlich ist es ja gut, dass die Beiträge so gewissenhaft durchgelesen und durchgearbeitet werden - Danke!)

Als maximale Layerhöhe gehen 80% des Düsendurchmessers problemlos. Habe ich schon dutzende Male gemacht (0.4mm Layerhöhe bei einer 0.5mm Düse). In meiner Annahme gehe ich sogar von fast 85% des Düsendurchmessers aus.

Leider benötigt der Kunststoff eine Abkühlzeit, um in der Form zu bleiben.

Hier tritt wieder dasselbe Phänomen auf. Bei einer kleinen Düse ist pro Raupe das Volumen nur ein Sechstel jenes der 'normalen' Raupe und kühlt entsprechend schneller aus.

Ich bin schon der Meinung, dass eine kleinere Düse einen erhöhten Extrusionswiderstand hervor ruft. Das ist wissenschaftlich belegt. AtlonXP hat es einigermaßen auf den Punkt gebracht. (Die Oberfläche der Düsenwand ändert sich linear - d x Π, die Düsenquerschnittsfläche aber quadratisch - d² x Π / 4; dazu kommen noch die komplexen Fließwiderstände, abhängig von der Viskosität). Bloß bezweifele ich, dass dieser Widerstand um den Faktor 6 steigt, und der Nachteil eher vom geringeren Extrusionsvolumen aufgehoben wird.

Bei einer 0,3 mm Düse ist meine Verarbeitungstemperatur (ABS) am ersten Layer knapp an der Zersetzungstemperatur (257 C°).

AtlonXP, du gehst wieder davon aus, dass deine Temperaturen auch wirklich stimmen. Falls ja, gratuliere!

mjh11

[AtlonXP]

Hallo mjh11,

AtlonXP, du gehst wieder davon aus, dass deine Temperaturen auch wirklich stimmen. Falls ja, gratuliere!

ein Eichprotokoll kann ich dir leider nicht vorlegen!
Irgend einen Richtwert sollte man schon haben, wenn er auch bei jedem unterschiedlich ist.
2- 3 % Toleranz wird unser Thermistor schon haben, oder noch mehr?
Ich sehe das ganze Intergalaktisch!

Deshalb werfe ich einfach mal die Frage in Raum:
Kann man in der Firmware eine Temperaturkorrektur für das V2 eintragen, so wie es bei unserem Heizbett auch möglich ist?

LG AtlonXP

[rf1k_mjh11]

AtlonXP,

Kann man in der Firmware eine Temperaturkorrektur für das V2 eintragen, so wie es bei unserem Heizbett auch möglich ist?

Das kann man. Nicht so einfach wie für das Bett, aber ich kenne eine Möglichkeit. Vermutlich gibt es eine elegantere Methode auch, aber die, die mir einfällt, ist das Anlegen einer eigenen Thermistortabelle in der Firmware.
Das habe ich schon einmal gemacht - für mein Mendel Drucker, als die Systemplatine hinüber war und die neue Platine (ein Printrboard) irgendwie falsche Temperaturen verwendete.

Das Anlegen einer neuen Tabelle oder auch das Modifizieren einer bestehenden ist mühsam und als Laie kommt man nicht besonders nahe an die Ist-Temperaturen heran (+/- drei oder vier Grad, was ich mich so erinnere - das war die Abweichung zur Ist-Temperatur, möchte ich dabei betonen).

Aber möglich ist es.

mjh11

[AtlonXP]

Hallo mjh11,

nach deiner Antwort und der Tatsache, dass Muttis Thermometer für den Spiesbraten auch nur bis 200 C° geht.
(Das ist das Ende meiner Möglichkeiten).
Da bleibe ich doch lieber bei meiner intergalaktischen Sichtweise.

Weißt du zufällig die Toleranz unseres Thermistors vom V2?

LG AtlonXP

[Nibbels]

Beim RF2000 kommt noch dazu, dass theoretisch und praktisch zwei Extruder unterschiedlich interpretieren. Dabei sehe ich inzwischen genau an diesem Punkt einen enormen Vorteil - wenn es exakter lösbar wäre. So kann man kaum einer Temperaturangabe aus dem Internet trauen, weil man doppelt-nicht weiß was real ist.
Einfach-nicht, weil man nicht weiß ob der Gegenüber kalibriert war. Doppelt wegen meiner eigenen Ungenauigkeit. Und dann die Sache mit einem eventuellen neuen oder zweiten Hotend.

Vielleicht kann man mal in ferner Zukunft den überzähligen Temperatursensorport des RFx000 dazu nutzen, um eine Kalibriersocke zu basteln. So nach "Socke drüber und ein Firmware-Mod gleicht den Kalibriersensor mit den Hotends ab".
Evtl. nur aussen, dass zumindest zwei Hotends oder ein neues nach einem Austauschhotend wieder so arbeitet wie das bisherige.
(Für genaue Temperaturen müsste man, wie AtlonXP schon mal wo erwähnt hatte innen rein.)

LG

PS: Zur Düsenlochdiskussion schweige ich aktuell ^^. Da bin ich noch nicht wirklich drin und es steht hier noch einiges sonstiges an.