Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

Witam wszystkich. Jestem nowy, pierwszy wpis na forum.
Co myślicie na temat pomysłu skonstruowania nietypowego ekstrudera którego schemat w przekroju zamieszczam w ilustracji. Wielu powie że nie ma w nim nic nietypowego, takich maszyn używa się w przemyśle i do produkcji filamentu również, mają wydajności od 5 do 2000kg na godzinę i ważą do 100ton :fool: ...
Schowek-1.jpg
Założenia:
-ekstruder składa się przede wszystkim z cylindra, ślimaka, na rysunku po prawej widać jeszcze obudowę łożyska oporowego, dalej będzie sprzęgło i silnik krokowy z przekładnią planetarną 71:1
-ekstruder nie wymaga filamentu, wciąga ścinki/kawałki/granulki -jak maszynka do mięsa w strefie pobierania, koniec cylindra jest rozgrzany i tam materiał się roztapia i jest wtłaczany do dyszy(nie ma jej na rysunku a powinna być po lewej)
-proekologiczny- za pomocą ekstrudera można drukować bezpośrednio ze śmieci : rozdrobnione nieudane wydruki PLA, butelki PET, opakowania po żywności PS/PE itp
-wydajność 10-50g/godz
-zaadoptowany na testy do drukarki anet a8, grzanie realizowane przez zewnętrzny sterownik i grzałki 230v
Schowek-2.jpg
Zalety:
-przede wszystkim przetwarzanie śmieci na coś pożytecznego
-wysoka wydajność
-możliwość przetestowania w druku różnych materiałów (oczywiście nie wszystkich na raz)
Schowek-3.jpg
Wady z których zdaję sobie sprawę:
-wysoka masa (ale będę dążył do wykonania jak najmniejszego choć pewnie prototyp wyjdzie ok 1 kg)
-gabaryty
-wieksza emisja ciepła
-przygotowanie materiału wymaga jego rozdrobnienia (i najpierw posegregowania :crazy: )
-cały projekt może w ogóle nie zadziałać :oops:

Tych wad to napewno jeszcze się sporo by uzbierało, natomiast i tak mnie to nie zraża bo ciekawość czy coś takiego jest w ogóle możliwe pcha mnie do przodu.
Napotykam problem: czy sterownik drukarki aneta8 poradzi sobie z zasilaniem mojego silnika z przekładnią jeśli są z tej samej serii (nema17)? A jeżeli tak to gdzie najlepiej kalibrować ilość kroków ekstrudera bo tu na pewno będę potrzebował kilkakrotnie zwiększyć ilość kroków(metodą "prób i błędów" lub metodą wagową bo tu nie mam filamentu w centymetrach ale mogę wypompowywać materiał na wagę, coś wymyśle)
Czy da się podłączyć jakoś dodatkowy sterownik silnika krokowego żeby drukarka sterowała silnikiem poprzez jakiś zewnętrzny sterownik który może dać w razie potrzeby większy prąd lub pracujący na wyższym napięciu?

Obecnie mam już większość elementów do tego projektu, pracuję już tylko nad dorobieniem aluminiowych radiatorów i łącznika między cylindrem a silnikiem nie mam także jeszcze gdzie wkręcić dyszy ale projekt nie jest juz tylko teorią. Ostatecznie będę mógł go używać po prostu do robienia filamentu sterując silnikiem za pomocą generatora impulsów. Nie dysponuję ani dużą wiedzą ani kapitałem, Anet A8 to moja pierwsza i jedyna drukarka i to będzie jej pierwsza modyfikacja :yawn:

Pomijając moje amatorstwo co myślicie ogólnie o takim projekcie? Ma ktoś pomysł jak rozwiązać problem sterowania nowym silnikiem ekstrudera?
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

Żeby nie rzucać słów na wiatr wstawiam fotkę na której jest większość elementów które już mam
20210917_092447.jpg
grzałki, radiator(samodzielnie odlany z alu :)), cylinder, ślimak(tak tak z wiertła do drewna fi12) silnik z przekładnią (nema17), największy silnik z serii nema17 jakby tamten nie dał rady, łożyska, sterownik z generatorem impulsów (na pewno się przyda do testów przed założeniem na drukarkę), poza tym jeszcze sterownik grzania na 230V z sondą temperatury... i widać fragment biorcy tego narządu :crazy2:
Proszę się nie krzywić gdy czytacie ze założę ten zestaw do Anet A8 od którego ciężaru wygną się jej prowadnice na osi X. Po pierwsze nie stać mnie na inną drukarkę do testów, po drugie nie zależy mi w czasie testów na jakości wydruków ani na prędkości, po trzecie jeśli ekstruder zadziała zadowalająco dobrze to dopiero wtedy będę myślał nad budową nowego urządzenia na którym miałby pracować wydajnie.
Zastanawiam się po natrafieniu na temat "Ekstruder Dyzio - dysza 5 mm" jak w tym urządzeniu rozwiązany jest problem gardzieli-miejsca gdzie ślimak pobiera granulat. W błogiej nieświadomości istnienia już takich rozwiązań myślałem że choć to bardzo niefortunne i niewygodne rozwiązanie to jednak cylinder ze ślimakiem będą jak we wszystkich przemysłowych rozwiązaniach pracować w pozycji poziomej, teraz nie wydaje mi sie to takie oczywiste i widzę plusy w ustawieniu pionowym ale jak ten surowiec tam wpada??
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

:think: :think: :think: Teraz, gdy już uświadomiłem sobie że taki ekstruder wcale nie jest taki nietypowy jak mi się wydawało gdy rozpocząłem pracę nad jego wykonaniem i zapoznałem się pobieżnie z tego typu komercyjnymi produktami oraz projektami rozwojowymi zastanawiam się nad tym co dalej:
-czy zrezygnować ze sprzęgła między ślimakiem a przekładnią i połączyć to "na sztywno"?
-czy już teraz zamawiać przekładnię z mniejszym przełożeniem - zamiast 71:1 dać 20:1?
-czy zrezygnować z łożyska oporowego (i zaryzykować że nie zmniejszy to drastycznie żywotności przekładni (bo tak sobie wyobrażałem że jak ślimak wpycha surowiec do dyszy to działa na niego siła w kierunku przeciwnym, stąd podejrzenie konieczności odciążenia przekładni))
-tutaj zastosowałem gardziel z boku cylindra (z założeniem że cylinder będzie pracował w poziomie), czy zmieniać to by była od strony przekładni (praca w pionie)? czy może zostawić jak jest ,ustawić w pionie i liczyć że jednak jakiś granulat tam wpadnie :problem:
-czy skrócić cały ślimak i cylinder który teraz ma 20 cm długości?
-jak zakończyć ślimak który jeszcze nie jest uformowany od strony dyszy - na płasko czy na stożku czy może zrobić jakiś element mieszający...?
-jaką dyszę na początek - średnica otworu?
Jestem dumny z siebie że tak mało profesjonalnie się do tego zabrałem i że w ogóle wcześniej nie znalazłem, nie widziałem takich rozwiązań żeby coś podpatrzyć :evil:
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

krótki1.jpg
Niem mogę spać :devil:
Myślę nad kompletną zmianą koncepcji- czymś małym, lekkim, co nadawałoby się w sam raz do Anet A8 a nie na wyrost:
-krótki cylinder i ślimak
-jedna grzałka z tych co mam przy samej dyszy
-stalowy rdzeń (redukcja masy)
-aluminiowy korpus być może składający się z dwóch półkolistych połówek i zaciśnięty na korpusie to by mi pozwoliło zastosować tylko jedną grzałkę, aluminium dobrze przewodzi ciepło ale strefa pobierania byłaby chłodniejsza niż dysza, ewentualnie radiator przy strefie pobierania może być oddzielnym elementem.
-ślimak fi 12 lub mniejszy ale nadal z przerobionego wiertła do drewna (świder kręty jednozwojny), ale mniejsze ślimaki boję się że albo ukręcę albo nie będą pobierać granulek. W tym co mam "ślimaku" fabryczny kanał do odprowadzania wiórów ma głębokość ok 4mm i szerokość/skok ponad 10mm, standardowy granulat ma właśnie zwykle do 4 mm średnicy. (nie uwzględniłem strefy sprężania na rysunku)
-jakbym uzyskał na tym 20g/h to byłby sukces.

Ale... :think:
krótki ślimak i cylinder to problem sklejania się np PLA już w strefie pobierania... może dojść do obrócenia rdzenia w aluminiowym korpusie... odcinek może być zbyt krótki na plastyfikację wszelkich termoplastów...
Czy to zadziała???
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

A idąc za ciosem:
krótki a1.jpg
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
Awatar użytkownika
japim
Postów w temacie: 2
Posty: 703
Rejestracja: 12 lis 2019, 14:15
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: W sumie 19...
x 205
Kontakt:

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: japim »

Mam jedno pytanie,, bo widzę ze trochę sie miotasz. Czy wiesz/znasz/rozumiesz jakie dokladnie procesy fizyczne odbywają się wewnątrz i w obrębie ekstrudera?

Mam na myśli zagęszczanie granulatu, topienie go, przeplyw ciepła z grzałki do korpusu, po korpusie, z korpusu do granulatu i śruby. Gdzie zacznie się granulat topić, jaka będzie intensywność tego procesu, czy ciepło w śrubie nie będzie szło do gory i będzie topic granulat za wcześnie? Długość ekstrudera musi uwzględniać to wszystko. Robiłeś chociaż jakieś podstawowe obliczenia wymiany ciepła? Wiesz chociaż o jakich temperaturach i na jakich odcinkach tu będzie mowa?

Edit:i stały skok śruby wskazuje na to że zakladasz że gęstość się nie zmienia...
arbaql
Pozdrawiam,
Przemek

Moje projekty 3D: https://www.thingiverse.com/Japim/designs
Aktualne projekty modelarskie: https://www.rcgroups.com/forums/member.php?u=174992
cube
Postów w temacie: 1
Posty: 138
Rejestracja: 29 mar 2020, 13:50
x 107

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: cube »

Ślimaki do wytłaczania są trzysekcyjne - zmienia się średnica rdzenia. Wobec czego świder do drewna może nie być odpowiedni. Ponadto ogromną powierzchnia boczna świdra może ci się zakleszczać, jeśli tylko niedogrzany granulat wsmaruje Ci się w szczeliny między nim a korpusem. Tu jest mnóstwo błędów w założeniach.
arbaql
Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

Dziekuje za zmasowany odzew. Pracuje przy ekstruderach przemyslowych od kilkunastu lat. Zdaje sobie sprawe z tego ze slimak musi miec przynajmniej 2 strefy- pobierania i sprezania i takowe będą. Prosze przyjrzeć się ślimakowi na fotografi kilka postów wyżej. Nowy projekt wymaga dopracowania. Moze rzeczywiscie bedzie trzeba wydluzyc slimak o kilka cm tak jak i cylinder. W przemyslowych ekstruderach stacjonarnych nikt nie dba o ciężar podczas projektowania a tu chodzi o znalezienie kompromisu pomiedzy masą i sprawnością. Wstyd mi że tego wcześniej nie widziałem i zrobiłem cylinder ze stali który z całą resztą i silnikiem przekroczy 1.5 kg... W moim przypadku ten kompromis zachacza jeszcze o budżet oraz brak maszyn do obróbki. To że się miotam wynika ze zboczenia zawodowego. Napatrzylem sie na ekstrudery poziome i taki zaczalem robic ale od poczatku mi w nim wiele rzeczy nie pasowalo. Zamieszczony wczoraj rysunek ideowy wydaje mi się lepszy do zastosowan w drukarce o bardzo niskich wydajnościach mimo że ma niepoprawnie niską długość ślimaka w stosunku do jego średnicy i skoku zwoju. Ale krytykujcie mnie proszę dalej i zawsze chętnie coś dwukrotnie przemyślę. Wkrótce wstawię poprawiony projekt.
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
Awatar użytkownika
japim
Postów w temacie: 2
Posty: 703
Rejestracja: 12 lis 2019, 14:15
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: W sumie 19...
x 205
Kontakt:

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: japim »

Tu nie chodzi o krytyke - tylko trzezwe spojrzenie na problem. Jako inzynier wiem ze czasami robi sie jakies zalozenia - i potem brnie do przodu z projektem caly czas majac je w glowie. Az przychodzi do weryfikacji tych zalozen - i wtedy jest juz za pozno, albo ktos z boku popatrzy na to i przypomni za wczasu o weryfikacji tychże. Tak więc bez spiny - normalna dyskusja.

Kolejny zestaw pytań :D
- czy nie jest przypadkiem tak, że ekstruder projektowany jest na pracę ciągłą? I w tej pracy ciągłej jest ustabilizowany balans cieplny - Qin = Qout. Co w przypadku konieczności wykonywania ruchów jałowych? będzie cieknąć? będziesz cofał wiertło na lewych obrotach?
arbaql
Pozdrawiam,
Przemek

Moje projekty 3D: https://www.thingiverse.com/Japim/designs
Aktualne projekty modelarskie: https://www.rcgroups.com/forums/member.php?u=174992
Awatar użytkownika
arbaql
Postów w temacie: 46
Posty: 108
Rejestracja: 16 wrz 2021, 20:22
Lokalizacja: Warszawa
Drukarka: Anet A8
x 41

Re: Konstruowanie nietypowego ekstrudera

Post autor: arbaql »

Cz te pytania są razem czy oddzielnie? :D
Nie mam wyksztalcenia technicznego mam tylko smykałkę... :rotfl: i doświadczenie w wersjach przemysłowych. Albo po prostu wydaje mi sie ze coś tam wiem. Cieszy mnie ta dyskusja.
W przemysle wyglada to w ten sposob ze gdy maszyna stoi to grzalki grzeją cylinder a gdy pracuje to czasem tylko wentylatory studzą i czasem nie nadążają ze studzeniem... Cieplo wytwazane jest przez tarcie surowiec-cylinder i dobry ekstuder to taki ktory ma duże tarcie na cylindrze a niskie na ślimaku. Tak w skrócie. Tu wydaje mi sie ze trzeba grzac tylko koniuszek cylindra a dlugosc tej tulei powinna byc tak dobrana aby gdy w strefie sprężania będzie panować temperatura robocza np200*C to w strefie pobierania nie może być wyższa niż temperatura mięknięcia surowca. Można by temperaturę roboczą zaniżać nieco jeśli głowica czy dysza będą miały własne grzanie i przy niewielkich wydajnosciach surowiec bedzie mial na wyjsciu poprawną temperaturę kosztem dokładne& homogenizacji. Zakładam pracę na jednorodnych surowcach bo wiem że nie wtmieszają sie poprawnie różne zkladniki na tak krótkim ślimaku.

Miło by było ustawić jakąś retrakcję...
"Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić i przychodzi taki jeden, który nie wie, że się nie da i on właśnie to robi." - Albert Einstein
ODPOWIEDZ

Wróć do „Ekstrudery, głowice i dysze, chłodzenie wydruku”