Verbesserung des Innenleben am V2 Hot End

[AtlonXP]

Verbesserung des Innenleben am V2 Hot End.

Wie so vieles an unserem Spielzeug, ist an vielen Ecken eine Verbesserung sinnvoll.
Wenn ich mir so manche Baustellen anschaue, dann muss ich feststellen, dass der Konstrukteur weiter gedacht hat und dies leider nicht umgesetzt wurde.
Ich verweise hier noch auf diesen Link:

http://www.rf1000.de/viewtopic.php?p=14 ... 031#p14947

Die Vorteile an dieser Verbesserung sind:

- Die sich ansammelnde Stauwärme wird besser abgeführt.
- Der dünnere PTFE Schlauch wird besser von dem Rohr gekühlt und die Haltbarkeit dürfte sich verbessern.
- Da die Schlauchlänge nun Optimiert ist sollte der PTFE Schlauch zur Schmelzkammer abdichten, so dass
sich kein oder kaum Material hier zum Anhaften kommt (Axialspiel minimiert).
- Die Wärme im Hydraulikrohr wird nach oben an das Kupferblech und vor allem über die Aluminium Bauteile des Extruders abgeleitet.
- Wenn es so funktioniert wie ich mir es Vorstelle, dann können alle Komponenten außer dem Inlainer natürlich, mehrmals verwendet werden.
- Das Verbrauchsmaterial ist überall und kostengünstig zu bekommen.
- Das Ganze sollte dann insgesamt besser funktionieren!

Bild3.JPG

Dieses Bild ist ziemlich Maßstabsgetreu gezeichnet und stellt nur das Wesentliche dar.
Die 3,05 mm Bohrung in der Schmelzkammer schenke ich mir.
Normalerweise ist die Gesamtlänge 28 mm und ein paar Hundertstel + die 5,0 mm für das Abschlußgewinde.
Bitte selber das Tatsächliche Maß messen!

Zu diesem Längenmaß empfehle ich ein Aufmaß von max. 0,3 mm.
Es sind beide Stirnseiten am PTFE zum Außendurchmesser mit 0,5 mm an zu fasen.
Dies sorgt dafür, dass ein Ausgleichvolumen geschaffen wird, damit das überschüssige PTFE ausweichen kann und zum zweiten wird der Gegendruck des PTFE verringert.
Ich mache mir Sorgen, dass die Riegelwand nach vorne abhaut, wenn sich eine zu hohe Spannung bei dem Zusammenschrauben aufbaut.

Sollte dies Passieren ist euer Hot End hin!

Weiter unten seht ihr meinen Mod. halber zusammen gebaut in Einbaulage.
Innen ist ein PTFE Schlauch links davon ist ein Zweiter oben drüber geschoben und das Metallrohr wird rechts davon noch Übergeschoben.
Darunter habe ich ein neues Teflonröhrchen zur Ansicht dazu gelegt.
Das Maß X ist eine wichtige Größe der Abstimmung,
es wurde von mir auf 14 mm ermittelt. Also halbe Gesamtlänge.
Hier waren Versuche und weiter reichende Überlegungen nötig.

Nur so als Tipp, schaut euch die Außenform des V2 an.
Ein weiteres primeres Ziel, die Innentemperatur so weit zu senken, dass das Röhrchen geschützt ist, konnte ich konstruktionsbedingt leider nicht erreichen.

Der Inlainer ist und bleibt ein Verschleißteil.

Stückliste für 3,0 mm Hot End:

Ermetorohr: Außen D = 6,0 mm Innen D = 4,0 mm
PTFE Schlauch für Inlainer: Außen D = 5,0 mm Innen D = 3,0 mm
PTFE Schlauch für Ummantelung Außen D = 6,0 mm Innen D = 4,0 mm

Das Rohr ist auf 14 mm ab zu längen und innen auf 5,0 mm auf zu bohren.
Der PTFE Schlauch für Ummantelung ist auf 14,3 mm ab zu längen und auf 5,0 mm auf zu bohren.
Der Inlainer PTFE Schlauch ist auf 28,3 mm ab zu längen und muss von innen mit einem 3,3 mm (Kernlochbohrer für M4) aufgebohrt werden. Dies habe ich mit einem Handbohrer erledigt.

Tipp: Sperrt das PTFE Material in eine Röhre ein zum aufbohren, sonst weitet euer Bohrer mehr und bohrt nicht richtig.
An den PTFE Schläuchen das Anfasen nicht vergessen!

Stückliste für 2,0 mm Hot End:

Ermetorohr: Außen D = 6,0 mm Innen D = 4,0 mm (diesmal nicht aufbohren).
PTFE Schlauch für Inlainer: Außen D = 4,0 mm Innen D = 2,0 mm hier mit 2,2 bis 2,5 mm auf bohren.
PTFE Schlauch für Ummantelung Außen D = 6,0 mm Innen D = 4,0 mm
Gleiche Vorgehensweise nur mit 2,0 mm Maßen.

Manches ist etwas umständlich, aber die Handelsübliche Maße, geben es vor.
Auch müssen manche Dinge von Hand nachgearbeitet werden.

Das Ganze erfordert etwas Geschick, aber dem „Ingenieur ist nix zu schwör!“

LG AtlonXP

[PeterKa]

Ganz komme ich mit der Bemaßung nicht hin..Wenn das Metallrohr eine Wandstärke von 1mm haben soll( wie angegeben), bleibt für das PTFE Innenröhrchen nur 4mm Außendurchmesser. Wenn die Innenbohrung sagen wir mal 3,2 mm betragen soll (weniger würde ich für bedenklich halten) bleibt eine Wandstärke von 0,4 mm, was echt dünn ist und mechanisch nicht mehr jedermanns Sache. Und am dünnen Ende wüsste ich nicht, wie man da noch anfasen soll...

Ich gehe aber davon aus, daß das Edelstahlröhrchen 0,5mm Wandstärke haben sollte (sowas habe ich im Vorrat), dann ergäbe das wieder Sinn.

Den Nutzen sehe ich nur bedingt ein. Der Wärmefluß geht ja von unten (HotEnd) nach oben (ColdEnd), und nicht von innen nach Außen. Im zweiten Fall ergäbe sich durch die geringere Dicke eine Verkürzung des Wärmeweges um 0,5mm (von ursprünglich 1,4 mm), also pi mal Daumen eine Verbesserung der Wärmeabfuhr um 30%. Wegen des Wärmegradienten im PTFE Rohr ist der effektive Nutzen allerdings deutlich kleiner, ich würde ihn eher bei 15-20% ansiedeln wollen.

Vielleicht habe ich ja einen Gedankenfehler gemacht, vielleicht aber auch sind diese 20% gerade der Gewinn der den Extruder noch tauglicher macht. So ganz voll überzeugt bin ich nicht, jedenfalls nicht für den 3mm Extruder. Beim 2 mm Extruder sprechen wir allerdings von einer Verbesserung der Wärmeabuihr in der Kante von 50%, was eine andere Hausnummer ist. Da würde ich uneingeschränkt zustimmen.

PeterKa

[rf1k_mjh11]

AtlonXP,

Deine Lösung hilft noch immer nicht gegen das langsame, thermische Sterben des PTFE Röhrchens. Die heißeste Stelle bleibt immer noch bei derselben Temperatur.
Das Metallrohr hilft sicherlich im Bereich wo es ist. Die Wärmeleitung von Metall übersteigt jenes von Teflon um ein vielfaches, also kann dort mehr Wärme abgebaut werden. Aber eben um einige Millimeter weiter oben, als dort, wo das Teflon langsam den Hitzetod stirbt. Helfen wird es. Und wie PeterKa sagt, langt das bisschen vielleicht schon. Man sollte danach trachten, dass das "X" in deiner Skizze nicht mehr als 4-5mm hat. Dann ist der gewünschte Kühl-Effekt am ehesten zu haben. Es ist fraglich, ob man bis ganz an das Messinggewinde des Heizteils gehen kann, ohne zuviel Wärme zu verlieren (und diese auf direktem Weg nach oben zu leiten...).

Ich mache mir Sorgen, dass die Riegelwand nach vorne abhaut, wenn sich eine zu hohe Spannung bei dem Zusammenschrauben aufbaut.

Was meinst du mit Riegelwand?

Das PTFE Röhrchen sitzt zwischen dem oberen Einführungsteil (Messing), mit einem M6 Gewinde, und dem beheizten Teil, unten, ebenfalls aus Messing und mit M6 Gewinde. Da ist nirgends eine Wand die Gefahr läuft, durchgedrückt zu werden.
Hier ist ein Bild eines zerlegten V1 Hot Ends. Der V2 dürfte gleich aufgebaut sein, bis auf das Gewinde für die Düse. Im Bild fehlt allerdings das Gewinde beim V1, da ich es kaputt gemacht habe. Dafür konnte ich es zerlegen. Das Teflonrohr schließt am M6 Gewinde (beim "B") unmittelbar an. Das Hot End, V1 und V2, sieht Im Schnitt symbolisch etwa so aus. Da ist alles recht stabil.
(Die Farben in dem letzten Bild sind zum kotzen (kommt davon, wenn man einen Schnitt legt).) Hier nochmals das Bild mit unrealistischen, aber deutlicheren Farben:

SymbolicV1.jpg

mjh11

[AtlonXP]

Hallo zusammen,

@ PeterKA, ja das Metallrohr ist auf 5,0 mm auf zu bohren.
Wandstärke = 0,5 mm.

Es ist leider ein Kompromiss der den erhältlichen Maßen von den PTFE Schläuchen (Meter Ware) geschuldet ist.
In der Praxis hat es sich bei mir gezeigt, dass es dennoch funzt.

Das ich unter die PETG Drucker gegangen bin… , der Vorschlag kam von hier um meinen V2 Mod.
zu testen.
Das Zeug klebt auf meinen Glasscheiben, so gut wie UHU!!!
Somit gehe ich auch davon aus, dass es im Hot End genauso gut klebt.

http://www.rf1000.de/viewtopic.php?p=18742#p18742

Ich kann natürlich keine Garantie geben, wenn hier einer mit einem anderen exotischen Material daherkommt, ob es dann noch genauso funzt? PLA; ABS; PETG, sollte funktionieren.
Das hat das V2, ja vorher auch schon gekonnt.

@ mjh11, PeterKA´s V2 Hot End, war vermutlich Fabrikneue vorgeschädigt.
Die Antwort liegt hier bei #43 bis #45.

http://www.rf1000.de/viewtopic.php?p=18702#p18702

Dein Bild ist hier Hilfreich, dennoch habe ich mit genau zu diesem Thema, ein Verständnis Problem.
Wie sind die einzelnen Messingteile mit einander verbunden?
Ach, der Thermistor muss an einem anderen Platz platziert sein.

Kurz um, alles was in deinem Bild gelb gefärbt ist (von mir als Messingkappe bezeichnet), ist um 0,8mm nach vorne abgehauen!
Oder anders gesagt, das Ding ist länger geworden und hat gewackelt wie ein Kuhschwanz!
Dass da, der Beto nicht gebröselt hat, wundert mich.

Die Kalt Zone wurde von mir um das Maß X aufgeteilt.
Das Maß X ist die Isolationszone.
Die andere Hälfte bleibt die Kalt Zone.

Die Kalt Zone hat nun aber auch die Aufgabe die Leck Wärme der Isolationszone nach oben weiter zu leiten. Somit entsteht bei einer längeren Druckzeit kein Wärmestau mehr!
Ist der Wärmefluss zu hoch (Leck Wärme), wird nicht mehr genügend Wärme nach oben abgeleitet und der Bereich erwärmt sich stärker wie vorher!
Man bedenke, unsere gesamte Extruder Einheit (Mechanik) erwärmt sich schon von selber (eingehaust) auf über 60 C° und es ist besser wenn die Aluminiumteile nicht durch Kunststoffteile ersetzt werden!

Das hat ein Praktischer Test ergeben:

Bei PA12 nach reproduzierbaren 1,5 Std. Druckzeit, ist der F.- Wert plötzlich ins unermessliche gestiegen.
Es war ein 2,0 mm Hot End mit einem X Maß von 6 mm und ich möchte betonen, die Heizung hat das gepackt!
Nach dem Abkühlen hat das Ding, ganz ohne zu tun, normal weiter gedruckt!

Das Maß X = 28 / 2 hat der Konstrukteur vorgegeben, nicht ich!
Schaut euch die Außenkonturen vom V2 an, dann kommt ihr vielleicht dahinter.

Das Teflon Röhrchen am V2 zu schützen ist leider nicht möglich.
Die Wärme Übertragungsfläche, ist aber kleiner geworden.
Bei einem Metall Hot End glaube ich aber weiter daran, wenn eines (geschickt) installiert ist, ist es möglich.

Ob der PTFE schlauch ganz abdichtet?
Die Praxis wird es zeigen, der Kunststoff baut bis zu einem Bar (geschätzt) Druck auf.
Immerhin ist es besser wie vorher!

Ich schätze:
Der PTFE Schlauch wird auch weiterhin etwa auf ein Länge von ca. 3 mm verbrutzeln.
Man sieht es an einer gelblichen Einfärbung.
Diese Übergangszone PTFE Schlauch zur heißen Zone wird auch ein Problem bleiben.

Es stellt sich aber die Frage:
Wie hoch ist die Standzeit des PTFE Schlauch nach diesem Mod.
und wie oft gibt es Ärger mit dem neuen Ding?

Fragt mich mal nach 1000 Betriebsstunden danach.

Man könnte noch als Verbesserung oben an der Verdickung, ein paar Axiale Längsrillen ein Fräsen, um die Oberfläche zu vergrößern.
Einen Lüfter, da wehre ich mich, weil sonst ein Vorteil des V2 verloren geht.
Ein weiterer Vorteil des V2 ist, die kompakte Bauweise.

Was ich aus dieser Geschichte gelernt habe ist, man muss mit der Wärmeverteilung am V2 haushalten.


Auf jeden Fall, sollte alles besser Funktionieren und die Frage nach einem neuen Teflon Röhrchen hat sich erledigt.

Ich hoffe, durch diesen Beitrag etwas Skepsis genommen zu haben und dem einen oder anderen hier etwas Mut gemacht zu habe.
Schreibt einfach eure Meinung hier für andere.


LG AtlonXP

[PeterKa]

Im Prinzip ist mir jetzt klar was AthlonXP damit vorhat. Ich stimme zu, und habe darüber hinaus den Vorteil auf meiner Drehbank ziemlich ungewöhnliche Formen für das Teflonröhrchen produzieren zu können. Für meinen aktuellen Patienten scheidet die Lösung allerdings aus da ich mich mit ganz anderen Problemen herumzuschlagen habe, und mir nicht eine zweite Baustelle simultan an Land ziehe. Sie ist auch deshalb nicht nötig, da ich ja den ungeliebten Lüfter bereits seit langer Zeit eingebaut habe, und dieser für eine deutlich bessere Wärmeabfuhr sorgt, als die hier vorgestellte Lösung. Das hat einen sehr einfachen Grund. Der Wärmfluß ist proportional der Fläche und der Temperaturdifferenz. Während ich die Fläche nur im Prozentbereich verändern kann, lassen sich in der Temperaturdifferenz Faktoren erwirtschaften.
Das Teflon sollte heute kommen. Mit etwas Glück weiß ich schon heute Abend, ob der Patient tot ist

Was die vorgeschlagene Längs- oder auch Querrillen im Teflonrohr betrifft melde ich große Bedenken an. Zwar wird die Oberfläche des Rohres vergrößert. Das bringt aber nur Gewinn, wenn die Wärme durch Strahlung transportiert wird. Teflon ist aber ein ganz miserabler Wärmestrahler (hat schon mal jemand einen weißen oder durchsichtigen Kühlkörper gesehen ?), dieser Transportmechanisnus scheidet deshalb fast vollständig aus. Durch die Nuten veringere ich die Kontaktfläche zwischen Teflon und Messing, was zu einer Reduzierung des Wärmeflusses führt. Die Zusammenhänge sind sehr komplex und es ist sowieso ein Wunder, daß es überhaupt funktioniert

Was ich ebenfalls neu testen will ist Silikonspray für die Verschraubungen. Sollte das schief gehen, trifft es sowieso nur einen moribunden Patienten.

Merke: Ist der V2 erst ruiniert... schraubt man völlig ungeniert

PeterKa

[georg-AW]

Sorry wenn ich mich da noch so spät einklinke
Der Extruder des RF1000 hat grundsätzlich mehrere konstruktionsbedingte Schwachpunkte.
Die maximalen Dauerbetriebstemperaturen der verwendeten Kunststoffe PTFE und PEEK liegen bei +260°C. Diese Temperaturen liegen unmittelbar bei den notwendigen Extrusionstemperaturen diverser Filamente. Bereits vorher beginnt zb. PEEK massiv zu altern. Die eingeschraubten Ms Gewindeteile
beginnen sich zu lockern. Teflon beginnt zu schrumpfen bzw. zu kriechen oder zu kokeln. Die Haftung der hochtemperaturfesten Vergussmasse ( Feuerzement ) am PEEK ist ziemlich schlecht.
Da sich der Thermistoranschluss und der Heizwicklungsanschluss nicht weich löten lassen, müssen sie durch crimpen mit den Anschlusslitzen verbunden werden. Ein Problem welches dann als vermeintlicher "Kabelbruch" wieder im Forum auftaucht.
Die Anpassungen am Teflonrohr halte ich deshalb für unwirksam oder sogar kontraproduktiv bzw, unnötig.

ciao Georg

[PeterKa]

Es gibt aber Leute, die Extruder erwischt haben, die nach 1000 Betriebsstunden immer noch filigrane Flugzeuge drucken können, Leute denen es piepegal ist, ob PTFE bei 260 Grad kaputt geht, weil sie z.B. ABS nur mit 230 Grad drucken. Diese Leute könne sehr wohl über Verbesserungen nachdenken, und auch mal ins Klo greifen... Passiert ja bei den Vollmetallern nie... da ist soweit ich es herauslesen konnte immer alles perfekt und Konstruktionsschwächen sind völlig unbekannt, wo ja die Ersatzteile so billig sind

Ich war bereit auf Vollmetall zu wechseln... aber um ehrlich zu sein, es ist mir zu aufwändig und die Verbesserungen sind im praktischen Betrieb eher marginal. Außerdem brauche ich Wochen um mit einem anderen Extruder wieder auf mein Qualitätsniveau zu kommen.

Uhund....... die Düse vom V2 ist genial einfach zu reinigen. Bei den anderen Herstellern bekomme ich mit meinen Mitteln die Innenkammer nicht so sauber wie ich es möchte, und ich weiß wovon ich rede..

Errmm klar nach 200 Stunden Düse wegwerfen ist auch ein gangbarer Weg und auch nicht wirklich teuer. Aber es verstößt gegen mein tiefsten inneren Überzeugungen.

Und deshalb kann ich auch kein abgelutschtes Hot End wegwerfen das nur gelegentlich mal unbequeme Verschleißerscheinungen zeigt. Jedenfalls nicht solange da Möglichkeiten sind.

Deshalb begrüße ich Atlons Bemühungen aufs heftigste auch wenn ich die einen oder anderen Bedenken anmelde.

PeterKa

[AtlonXP]

Tja, eine Drehbank sollte man im Keller stehen haben.

Von den Rillen im Teflon rate ich auch ab.
Man sollte es wenden können um nochmal weiter Drucken zu können.
Aber bitte das Anfasen nicht vergessen (Ausgleichsvolumen).
Die letzten genannten Rillen waren am PEEK Teil in der Außenoberfläche gemeint. (nicht nötig)
Wo dein Lüfter hin bläst.

Berichte bitte, wie es mit dem Zerspanen geklappt hat.
Das Zeug hat seine Tücken.

Danke georg-AW, die Nachteile gehören hier auch mit rein.
Dass das Teflon Röhrchen seine Maße verändert (Schrumpfung durch Alterung oder Wärme), habe ich noch nicht beobachten können.
Außer wenn was wegbrutzelt.

LG AtlonXP

[PeterKa]

So der Extruder ist wieder zusammen. Das Teflonspray macht einen guten Eindruck, ich habe auch gleich das Düsengewinde mit eingesprayt. Der Extruder ist wie neu, und das mit den 0,8 mm war auch nicht so dramatisch, mehrfaches Vermessen ergab einen Wert von etwa 0,3mm +, also schon deutlich meßbar.

Ich habe das Röhrchen aus 12 mm Vollmaterial herausgedreht. Es ist nicht ganz einfach. Ohne eine Gegenspitze kann man nicht drehen, weil das Material sonst auswandert. Am Schluß war dann doch an der vorderen Seite ein Übeermaß von 4 Hunderstel, das aber leicht weggeschliffen werden konnte.

Ich habe beim Zusammenschrauben alles nur gut handfest angezogen, Das reduziert die Platzgefahr. Die Teflonschmierung sorgt dafür, daß man den Moment wo Kontakt mit dem Röhrchen passiert wunderbar fühlen kann. Dann muß man nur noch einen Fühler in den freien Spalt führen, der war bei mir genau 1/10 dick, so daß ich dann das Gewinde beherzt von Hand zudrehen konnte.

Ich baue ihn jetzt ein.... wenn er elektrisch überlebt hat sollte alles im Lot sein.

PeterKa

PS: Ich hab von der Düse unten ein paar hunderstel abgedreht und das 0,4mm Loch wieder nachgebohrt.. Wehe wenn die Oberflächen jetzt nicht mindestens wie geleckt aussehen

PS PS: Er heizt und misst... Jetzt alles montieren und einen HBS...

[PeterKa]

Ok, die Freude war verfrüht.. Der Thermistor ist nun defekt. bei etwa 110 Grad verliert er den Kontakt und liefert keine Spannung mehr. Nach Neustart ist wieder alles ok. Tja nun ist guter Rat teuer... Aufgeben ist bitter

PeterKa