Perché le testine della stampante 3D non utilizzano pareti interne in ceramica? I tubi in PTFE si sciolgono a temperature sufficientemente elevate e tutte le estremità metalliche rischiano di incepparsi quando il calore si fa strada lungo la testa.
Può essere fatto a buon mercato, come hanno dimostrato due diversi utenti, vedi
Tuttavia, come afferma Paulster2 nella sua risposta, ci sono alcuni problemi tecnici nell'usarlo, che lo rendono piuttosto problematico. Apparentemente, rispetto al PTFE, la conduttività termica della ceramica nelle candele è troppo alta per essere utilizzata (secondo nophead - un utente sui forum di reprap), e ci sono problemi di attrito / intasamento, a meno che il diametro interno non sia molto ben levigato.
L'utente di RepRap, hp_ , ha riscontrato i problemi di cui sopra durante il tentativo di progettazione - da Hotend in ceramica - Parte 1
Per quanto ne so non ci sono hotend in ceramica lì, so che nophead ha provato alcune candele per portaugelli ma le ha trovate non adatte (la conducibilità termica è piuttosto alta). Volevo provarlo, abbastanza fiducioso (speravo), che avrebbe funzionato :)
Quindi nel mio caso, esiste un hotend composto da 2 parti principali, un portaugello e un ugello.
L'ugello è la parte più facile che rimarrebbe in ottone.
Il portaugello è la parte interessante, ecco cosa ho ' abbiamo inventato
la lunghezza totale dovrebbe essere compresa tra 35 e 40 mm, guarda il mio primo schizzo di seguito:
qui ci sono molti tipi di ceramica là fuori, ad es. 95% AI2O3, 99% AI2O3, Zirconia (vedi scheda delle proprietà del materiale Link)
Il 95% AI2O3 è facile da acquistare ma dopo alcuni test la conclusione è stata fragile per i miei gusti, il secondo materiale da provare è Zirconia.
Ho trovato alcuni manufatti cinesi in ceramica. Solo per tornare indietro ho dovuto ordinare 10 pezzi per il primo lotto .. su qualcosa che non è mai stato testato, beh, ci proverei ... e ho ordinato le parti.
ma si è verificato il problema di intasamento menzionato sopra:
... dopo il primo strato, ha smesso di estrudere .. ugh !!! cosa potrebbe esserci di sbagliato ????
Possibili cause - Coefficiente di attrito? Significa che dopo un po 'l'attrito tra PLA e ceramica è diventato così alto da inceppare il portaugello.
Appiccicosità? Potrebbe essere che dopo un po 'il PLA si attaccherebbe alla ceramica e si incepperebbe a causa di ciò?
Espansione termica del PLA (il cilindro del portaugello è troppo piccolo?) Quindi il diametro interno di questo portaugello è di 3,2 mm, potrebbe essere che il filamento di 3,0 mm si espandesse così tanto a causa del calore, che inizierebbe a inceppare il portaugello?
Collegamento tra l'ugello e il portaugello è insufficiente causa l'inceppamento ??
L'utente è stato costretto a tornare a utilizzare il PTFE.
Da Hotend in ceramica parte 2, dopo alcune rielaborazioni effettuate dal produttore cinese, i nuovi hotend hanno funzionato correttamente:
Tempo fa ho iniziato a lavorare sull'hotend in ceramica e ho scoperto il la prima versione non funzionava per il filamento da 3,0 mm,
dopo qualche discussione con la mia controparte cinese :) ho ottenuto una nuova versione del pezzo in ceramica.
Hanno lucidato l'interno molto in profondità e preciso. e ho fatto un altro tentativo.
e
ancora un po 'di armeggiare con l'hotend e un nuovo design dell'ugello, con un diametro interno più piccolo ed è più lungo
A parte questo, i dettagli sono un po 'scarsi.
Da testa a J con corpo in ceramica invece di PEEK, in particolare questo post:
Giusto per essere chiari, è Ceramic Zirconium.
La mia preoccupazione era che lo zirconio diventa fragile quando viene esposto al calore per lunghi periodi consecutivi. Resterei con PEEK.
I gradi di zirconio stabilizzati con MgO o ittria sono molto stabili.
È noto che lo ZrO2 puro si incrina, quindi per stabilizzarlo vengono utilizzati degli additivi.
Proprietà chiave dello zirconio Ossido
- Utilizzare temperature fino a 2400 ° C
- Alta densità
- Bassa conducibilità termica (20 % quella dell'allumina)
- Inerzia chimica
- Resistenza ai metalli fusi
- Conduzione elettrica ionica
- Resistenza all'usura
- Elevata tenacità alla frattura
- Elevata durezza
Usi tipici di ZrO2
- Sfere e sedi delle valvole a sfera di precisione
- Mezzi di macinazione per mulini a sfere e ciottoli ad alta densità
- Rulli e guide per la formatura di tubi metallici
- Guidafili e guidafili
- Matrici per estrusione di metalli a caldo
- Valvole e sedi per pozzi profondi -Matrici per compattare polvere
- Tenute per pompe marine e guide per alberi
- Sensori di ossigeno
- Alta tempera suscettori di forni a induzione di tura
- Membrane a celle a combustibile
- Riscaldatori di forni elettrici oltre 2000 ° C in atmosfere ossidanti
Ossido di zirconio
L'ossido di zirconio viene utilizzato a causa del suo polimorfismo. Esiste in tre fasi: monoclina, tetragonale e cubica. Il raffreddamento alla fase monoclina dopo la sinterizzazione provoca un grande cambiamento di volume, che spesso causa fratture da stress nella zirconia pura. Additivi come magnesio, calcio e ittrio sono utilizzati nella fabbricazione del materiale per coltelli per stabilizzare le fasi ad alta temperatura e ridurre al minimo questa variazione di volume . La massima resistenza e tenacità è prodotta dall'aggiunta del 3% in moli di ossido di ittrio che produce zirconia parzialmente stabilizzata. Questo materiale è costituito da una miscela di fasi tetragonali e cubiche con una resistenza alla flessione di quasi 1200 MPa. Piccole crepe consentono il verificarsi di trasformazioni di fase, che essenzialmente chiudono le crepe e prevenire guasti catastrofici, ottenendo un materiale ceramico relativamente tenace, a volte noto come TTZ (zirconia indurita per trasformazione).
Il biossido di zirconio è uno dei materiali ceramici più studiati. Pure ZrO2 ha una struttura cristallina monoclina a temperatura ambiente e passa a tetragonale e cubica all'aumentare della temperatura. L'espansione di volume causata dalla trasformazione da cubica a tetragonale a monoclina induce sollecitazioni molto grandi e causerà la rottura di ZrO2 puro al raffreddamento da alte temperature. Diversi ossidi diversi vengono aggiunti alla zirconia per stabilizzare le fasi tetragonale e / o cubica: ossido di magnesio (MgO), ossido di ittrio, (Y2O3), ossido di calcio (CaO) e ossido di cerio (III) (Ce2O3), tra gli altri.
Alla fine degli anni '80, gli ingegneri ceramici impararono a stabilizzare la forma tetragonale a temperatura ambiente aggiungendo piccole quantità (3-8% in massa) di calcio e successivamente ittrio o cerio. Sebbene stabilizzata a temperatura ambiente, la forma tetragonale è "metastabile", il che significa che l'energia intrappolata esiste all'interno del materiale per riportarlo allo stato monoclino. Lo stress altamente localizzato prima di una cricca in propagazione è sufficiente per innescare la trasformazione di granuli di ceramica in prossimità della punta di quella cricca. In questo caso, l'aumento del volume del 4,4% diventa vantaggioso, essenzialmente comprimendo la fessura chiusa (ovvero, la trasformazione riduce l'intensità dello stress locale).
e il post successivo
Conduttività termica:
- Conduttività termica del diamante: 1000 W / (m · K).
- Conduttività termica del rame: da 385 a 401 W / (m · K).
- Alluminio: 205 W / (m · K).
Acciaio inossidabile 16 W / (m · K).
Granito: da 1,7 a 4 W / (m · K).
- La zirconia ha una conduttività termica tipica di 1,7 a 2,2 W / (m · K).
- La porcellana ha una conduttività termica tipica da 1,5 a 5 W / (m · K).
- Conduttività termica del vetro: 1,05 W / ( m · K).
Per inciso, ancora una volta dalla testa a J con corpo in ceramica anziché in PEEK, in particolare questo post:
Rulon era un materiale che abbiamo usato. Penso che sia un ptfe riempito di vetro. La resistenza meccanica è di gran lunga migliore del ptfe solido ed è facile da lavorare. Ci sono molti gradi ma Rulon AR, ad esempio, resisterà a 288 gradi C.
ma ci sono incongruenze nella qualità
Rulon che ho guardato qualche tempo fa, ci sono molte opzioni con esso, tuttavia il costo di alcuni di questi materiali può essere incredibilmente alto, e in alcuni casi la disponibilità è un problema serio, e la differenza da paese a paese è criminale in alcuni casi
Perché il PTFE non trasmette molto bene il calore? L'idea quando si utilizza un tubo in PTFE (e questa è solo la mia comprensione ... il che potrebbe essere sbagliato), è che il tubo non trasmetta calore, consentendo quindi al filamento di attraversarlo senza fondersi o per lo meno, raccogliersi molto calore lungo il percorso (che aiuta a prevenire gli inceppamenti). Il PTFE fa un buon lavoro di resistere al calore mentre svolge il compito a portata di mano. La ceramica fa un eccellente lavoro di resistere al calore. Il problema è che passerà il calore lungo il filamento, molto probabilmente sciogliendolo, facendolo deformare e incepparsi prima che arrivi all'estremità calda. Questo diventerebbe quindi un incubo di manutenzione.