Hot end E3D Revo disebut-sebut sebagai yang terbaik. Cari tahu bagaimana ini bertujuan untuk meningkatkan cara kami mencetak plastik 3D.
Ruang pencetakan 3D ada di dua alam semesta paralel: yang profesional terkunci di belakang paten, di mana printer bekerja dengan ajaib tetapi harganya beberapa ratus ribu dolar per pop, dan yang dihuni oleh kita konsumen yang harus menunggu puluhan tahun hingga paten konyol berakhir hanya untuk mencetak apa pun kecuali yang paling sederhana dari plastik.
Ini tidak terlalu sering terjadi, tetapi ruang pencetakan 3D konsumen memiliki alasan untuk bersemangat berkat mesin cetak 3D terbaru dari perusahaan percetakan 3D E3D yang berbasis di Inggris, Revo. Mari mempelajari sistem ekstrusi pencetakan 3D untuk memahami apa yang diributkan.
Apa itu Hot End?
Lebih mudah untuk memahami konsep pencetakan 3D jika Anda menganggapnya sebagai tukang roti yang melapisi kue. Sama seperti pembuat roti yang menggerakkan kantong piping untuk mencetak nama pada kue ulang tahun, printer 3D menggerakkan nozel untuk meletakkan plastik di permukaan bangunan.
Faktanya, sistem ekstrusi printer 3D sangat mirip dengan kantong pipa pembuat roti.
Menggunakan tangan Anda untuk memeras frosting ke kue tidak berbeda dengan ekstruder yang mendorong filamen keluar melalui nosel. Printer 3D, bagaimanapun, sedikit lebih rumit. Karena plastik tidak mengalir seperti frosting pada suhu kamar, setiap printer 3D harus dilengkapi dengan nozzle yang dipanaskan.
Ini pada dasarnya adalah kantong perpipaan berteknologi tinggi yang terdiri dari ekstruder yang mendorong filamen melalui rakitan nosel yang dipanaskan, sambil mengontrol suhu dan tekanan nosel untuk mengarahkan aliran filamen.
Masalah Dengan Hot End yang Ada
Karena industri percetakan 3D konsumen mendukung pekerjaan perintis yang dilakukan oleh proyek RepRap open-source, printer 3D tingkat konsumen mengambil pendekatan DIY-esque yang sama dengan menggunakan suku cadang yang tersedia.
Desain hot end modern adalah contoh yang bagus dari fenomena ini.
Ujung panas tradisional terdiri dari nosel yang disekrup ke blok pemanas, yang pada gilirannya dipanaskan oleh kartrid pemanas silinder terpisah. Blok ini juga menampung termistor yang dapat dilepas untuk pengukuran suhu. Akhirnya, pemutus panas terpisah secara termal mengisolasi ujung panas dari jalur umpan filamen, sehingga mencegahnya meleleh dalam perjalanan ke ujung panas.
Sayangnya, ini adalah sistem yang sangat tidak efisien.
Adanya celah udara antara blok pemanas dan termistor serta kartrid pemanas membuat perpindahan panas yang efisien dan kontrol suhu yang akurat menjadi tidak mungkin. Peningkatan jarak antara elemen-elemen ini dan nosel juga tidak membantu.
Ini menghasilkan sistem ekstrusi yang tidak mampu mengendalikan suhu nozzle dengan kecepatan atau akurasi yang cukup besar.
Itu adalah kendala utama karena pencetakan 3D pada kecepatan yang bervariasi dan volume ekstrusi tidak mungkin dilakukan tanpa perubahan cepat pada suhu nosel yang diperlukan untuk mengikuti laju aliran filamen yang berfluktuasi.
Ini, pada gilirannya, bermanifestasi sebagai gremlin pencetakan 3D yang dipamerkan oleh semua printer 3D kelas konsumen dan tetap belum terpecahkan hingga hari ini.
Terinspirasi oleh Besi Solder Modern
Industri penyolderan memecahkan masalah ini beberapa dekade yang lalu dengan menghilangkan celah udara antara ujung, elemen pemanas, dan sensor suhu dengan menggabungkan ketiga elemen tersebut menjadi satu bagian komposit. Setrika solder semacam itu dapat memanas lebih cepat dan menyolder sambungan massa termal tinggi dengan mudah.
Ujung panas Revo mengambil pendekatan yang sama dengan mengintegrasikan pemanas dan termistor ke dalam inti pemanas komposit yang lebih kecil. Ini memecahkan sejumlah masalah dengan ujung panas yang ada.
Dan memperbaiki pemanasan nosel yang lambat hanyalah permulaan, sebagaimana dibuktikan oleh prototipe E3D Revo yang mencapai suhu operasi dalam sepersekian waktu yang dibutuhkan oleh hot end dengan watt lebih tinggi yang bersaing.
Efisiensi termal yang lebih tinggi dari inti pemanas Revo telah memungkinkan E3D untuk membuat ujung panas yang jauh lebih kecil. Jejaknya yang kecil mengurangi hambatan aliran udara dari bagian kipas pendingin. Akibatnya, ini meningkatkan kualitas cetak bagian-bagian rumit yang membutuhkan bridging dan overhang yang curam.
Meskipun beberapa orang mungkin berpendapat bahwa massa termal yang lebih rendah dari inti pemanas kecil ujung panas Revo akan membuat pengaturan suhu lebih sulit, setrika solder modern yang menggunakan pendekatan yang sama juga memilih desain dengan massa termal yang berkurang.
E3D mungkin ke sesuatu di sini.
Rakitan pemanas yang sangat efisien tidak perlu menyimpan panas dalam jumlah besar. Faktanya, massa termal ujung panas Revo yang lebih rendah juga memungkinkannya mendingin lebih cepat.
Pertukaran Nozzle Tanpa Alat yang Cepat
Ada alasan bagus mengapa Anda ingin ujung panas ini mendingin lebih cepat. Alasannya adalah kemampuan pertukaran nosel tanpa alat E3D Revo. Ini adalah anugerah untuk ruang di mana frekuensi penyumbatan nosel hanya dilampaui oleh gangguan berikutnya yang mereka keluarkan.
Sampai saat ini, mengubah nosel adalah upaya besar yang melibatkan banyak siklus pemanasan dan pendinginan diselingi oleh nosel yang membutuhkan pengencangan panas pada suhu maksimum yang diizinkan. Kegagalan untuk melakukannya akan menghasilkan lebih banyak penyumbatan.
Busa, bilas, ulangi.
Nozel E3D Revo, di sisi lain, dapat dengan mudah disekrup dan dimatikan dengan jari telanjang Anda. Setelah ujung panas mendingin, tentu saja. Karena nosel dan penahan panas adalah satu kesatuan, Anda tidak perlu khawatir tentang pengencangan panas dan risiko penyumbatan atau kebocoran plastik yang terkait.
Dan ini juga bukan tentang mencegah penyumbatan nozzle.
Memvariasikan ukuran nozzle juga memungkinkan Anda mencapai keseimbangan yang baik antara kecepatan dan kualitas cetak. Ingin mencetak objek kecil dengan toleransi yang lebih ketat? Hancurkan nosel 0,2 mm. Perlu meletakkan banyak plastik dalam waktu singkat? Gunakan nosel 0,8 mm sebagai gantinya.
Jika nozel perubahan cepat ekosistem Revo benar-benar berfungsi seperti yang diiklankan, ini akhirnya akan menempatkan perubahan alat di ruang pencetakan 3D hampir setara dengan rekan-rekan manufaktur CNC subtraktif kelas atas.
Keselamatan Terintegrasi dan Akselerasi Cepat
Bahaya kebakaran merupakan masalah nyata dengan printer 3D ketika kesalahan pengaturan suhu menyebabkan landasan termal, yang kemudian menyebabkan elemen pemanas meleleh melalui blok pemanas dan memicu kebakaran.
Ujung panas Revo menggabungkan elemen pemanas koefisien suhu positif (PTC) yang meningkatkan resistansi internalnya saat semakin panas. Ini secara otomatis mengurangi daya yang disuplai (watt pemanas) saat nozzle memanas secara progresif. Di atas kertas, ini akan secara signifikan mengurangi kemungkinan printer 3D Anda membakar rumah.
Desain ujung panas dengan massa termal berkurang memiliki efek samping yang menyenangkan karena sangat ringan. Hot end Revo berbobot hanya 30 gram, yang memungkinkan untuk menaikkan nilai akselerasi motor stepper tanpa mengkhawatirkan getaran.
Ini akan memungkinkan printer mencapai kecepatan maksimumnya untuk durasi yang lebih lama dari gerakan cetak yang sebenarnya, sementara juga mengurangi dering dan artefak pencetakan 3D yang menguras kualitas lainnya yang terkait dengan melemparkan ujung panas yang lebih berat pada kecepatan tinggi.
Di bagian depan daya tahan, kabel pemanas dan termistor diperkuat dengan pelepas regangan lapis baja. Ini akan berguna ketika menghadapi kegagalan cetak besar-besaran yang mengharuskan plastik cair untuk dikeluarkan dari ujung yang panas. Hanya saja kali ini Anda cenderung tidak sengaja merobek kabel.
Paten E3D: Kabar Baik…
Perusahaan yang berbasis di Inggris telah berkomitmen pada filosofi sumber terbuka dan telah merilis sumber daya teknik yang diperlukan untuk komunitas pencetakan 3D untuk memodifikasi dan mengintegrasikan penawarannya ke proyek DIY dan sumber terbuka lainnya.
Sementara Revo Micro adalah desain hot end baru, Revo Six adalah pengganti drop-in untuk hot end E3D V6 di mana-mana yang ditemukan di sejumlah besar konsumen dan printer 3D DIY. Itu berarti hampir semua orang yang menjalankan perangkat keras E3D memiliki jalur peningkatan ke ekosistem ekstrusi Revo yang baru.
Tradisi ini akan berlanjut dengan Revo, karena E3D telah memilih untuk membuat antarmuka sisi dingin menjadi open source. Itu akan membantu penggemar pencetakan 3D merancang heatsink dan dudukan mereka sendiri untuk nozel Revo dan inti pemanas.
Dengan kata lain, printer 3D open-source seperti Rat Rig, HevORT, HyperCube, jajaran Voron, dan lainnya dapat dengan mudah diperbarui untuk mengintegrasikan ujung panas yang berpotensi mengubah permainan ini dalam waktu dekat.
…Dan Kabar Buruknya
Di sisi lain, E3D berpendapat bahwa pencurian IP yang merajalela telah memaksanya untuk mengajukan dan (di masa depan) menegakkan paten pada aspek yang tidak ditentukan dari sistem ekstrusi Revo. Namun, ia juga berjanji untuk menghentikan proses pengadilan terhadap individu, peneliti, akademisi, dan organisasi nirlaba yang menggunakan desainnya untuk memajukan teknologi pencetakan 3D.
Karena paten E3D belum diterbitkan pada tulisan ini, orang hanya bisa menebak apakah itu akan berkaitan dengan inti pemanas terpadu atau desain nosel sekrup-in komposit bantalan penahan panas terintegrasi.
Sayangnya, kedua paten hipotetis akan melanggar janji perusahaan untuk menghindari pengajuan “paten terluas dan terluas yang menghalangi orang untuk juga berkontribusi pada kemajuan teknis”.
Inti pemanas terpadu yang menggabungkan pemanas dan sensor suhu menjadi satu unit telah digunakan dalam industri penyolderan selama beberapa dekade sekarang. Sementara itu, paten pencetakan 3D sudah ada untuk desain nozzle ulir yang cukup mirip dengan penahan panas terintegrasi.
Kami telah menghubungi E3D untuk klarifikasi tentang masalah ini dan akan memperbarui artikel ini saat kami mendengar kabar dari mereka. Bagaimanapun, sistem ekstrusi yang berpotensi revolusioner penuh dengan empat ukuran nosel seharga $ 120 pasti layak mendapat sensasi menjelang peluncurannya.