Rama wewnątrz grzanej komory a rozszerzalność cieplna.
: 24 paź 2023, 19:36
Trochę przydługawy opis będzie 
Od razu napiszę o czym nie ma być ten wątek:
Nie chodzi o zabezpieczanie elektroniki i silników przed ciepłem. One będę poza komorą.
Nie chodzi o zabezpieczanie karetki/silnika/ekstrudera przed ciepłem. One będą chłodzone wodą.
Nie chodzi o wytrzymałość temperaturową pasków zębatych i łożysk. No może tylko trochę, przy okazji.
Nie chodzi o jakość wydruków, choć to się pewnie pośrednio na nie też przełoży.
Chodzi za to o zakleszczanie się napędu, powodowane rozszerzalnością cieplną elementów w komorze.
Nie znalazłem tutaj żadnych informacji o tym. Jedynie były jakieś o rozszerzalności stołu:
viewtopic.php?t=7283&hilit=wodne&start=30 (ciągnie się od połowy tej strony jeszcze kilka stron)
Problem polega na różnym rozszerzaniu się elementów z różnych materiałów (stal i aluminium) albo na rozszerzaniu się elementów grzanych i nierozszerzaniu się niegrzanych, nawet jak będą z takiego samego materiału.
Problem nie występuje jak się całą drukarkę z jednego materiału wsadzi do komory.
Czy to drukarkę "pająkową" (cała konstrukcja ze stalowych wałków oraz ze stalowych szpilek budowlanych), czy to drukarkę w całości zrobioną z profili aluminiowych (rolki na prowadnicach V-slot).
Problem za to występuje jak drukarka jest zrobiona z różnych materiałów (konstrukcja z aluminium, ale prowadnice stalowe). Albo jak część konstrukcji jest wewnątrz komory (prowadnice), a część poza nią (rama).
Szukałem tu na forum rozwiązań tego problemu, a nie znalazłem. Tak jakby go nie było
No ale jest. Weźmy na przykład drukarkę CoreXY o stole 250x250 mm. Taka musi mieć prowadnice o długości około 300 mm.
Załóżmy że komora będzie grzana do 100°C, co daje wzrost o 80°C licząc od 20°C. Stal ma współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej równy 11..13 ppm/K. To oznacza że przy wzroście temperatury o 80*C, rozszerzy się mniej więcej o 1 promil.
Niby niedużo, ale dla 300 mm to już 0.3 mm.
Aluminium ma ze 26, czyli około 2 razy więcej.
Widok z góry (pasków ani karetki nie rysowałem):
Czerwone prowadnice są przytwierdzone do ramy w odstępie powiedzmy 300 mm. Żółta prowadnica powiedzmy że też ma 300 mm.
Na razie na tapetę biorę rozszerzanie się tylko żółtej prowadnicy.
Jeżeli rama będzie z aluminium, a prowadnice ze stali, to gdy pogrzejemy całość to się to wygnie tak:
Rama z aluminium odkształci się (na dystansie 300 mm) o 0.6 mm, a żółta prowadnica o 0.3 mm. Siłą rzeczy będzie się to musiało naprężyć tak jak na rysunku. 0.15 mm dla łożysk liniowych czy tulejek ślizgowych, to dużo. Albo trzeba będzie tam mieć tak duże luzy, albo będzie się zakleszczać po podgrzaniu.
Inna wersja:
Izolacja cieplna od środka, a więc rama się nie rozszerza. Za to rozszerza się żółta prowadnica.
To samo, różnica długości 0.3 mm. A więc po 0.15 mm na łożyska w krzyżakach, tyle w drugą stronę.
Już nie rysowałem naprężeń jakie będą od wydłużania się prowadnic osi Y (czerwonych). Ani tych od osi Z.
Mam na to kilka rozwiązań, ale najpierw chciałem poszukać czy na forum czegoś podobnego nie znajdę. Niestety nie znalazłem, na na hasło "rozszerzalność" są raptem 3 wyniki.
Samych komór też nie znalazłem za wiele. Te w które się wkłada cała drukarkę pomijam, bo to nie jest konstrukcja sama w sobie (zresztą takie rzadko są podgrzewane).
Znalazłem tylko dwie komory wbudowane w ramę. To te:
viewtopic.php?p=143353#p143353
viewtopic.php?p=129134#p129134
Z wyglądu profeska, ale brak opisów. Nikt nie wspomina czy tam wystąpił taki problem jak opisałem.
Z kolei dla maszyn fabrycznych ciężko znaleźć dokładne zdjęcia wnętrza.
Tak więc przychodzę z tym na forum
Już ten post wyszedł za długi, więc reszta w kolejnych. Na razie liczę na jakikolwiek odzew.
Od razu napiszę o czym nie ma być ten wątek:
Nie chodzi o zabezpieczanie elektroniki i silników przed ciepłem. One będę poza komorą.
Nie chodzi o zabezpieczanie karetki/silnika/ekstrudera przed ciepłem. One będą chłodzone wodą.
Nie chodzi o wytrzymałość temperaturową pasków zębatych i łożysk. No może tylko trochę, przy okazji.
Nie chodzi o jakość wydruków, choć to się pewnie pośrednio na nie też przełoży.
Chodzi za to o zakleszczanie się napędu, powodowane rozszerzalnością cieplną elementów w komorze.
Nie znalazłem tutaj żadnych informacji o tym. Jedynie były jakieś o rozszerzalności stołu:
viewtopic.php?t=7283&hilit=wodne&start=30 (ciągnie się od połowy tej strony jeszcze kilka stron)
Problem polega na różnym rozszerzaniu się elementów z różnych materiałów (stal i aluminium) albo na rozszerzaniu się elementów grzanych i nierozszerzaniu się niegrzanych, nawet jak będą z takiego samego materiału.
Problem nie występuje jak się całą drukarkę z jednego materiału wsadzi do komory.
Czy to drukarkę "pająkową" (cała konstrukcja ze stalowych wałków oraz ze stalowych szpilek budowlanych), czy to drukarkę w całości zrobioną z profili aluminiowych (rolki na prowadnicach V-slot).
Problem za to występuje jak drukarka jest zrobiona z różnych materiałów (konstrukcja z aluminium, ale prowadnice stalowe). Albo jak część konstrukcji jest wewnątrz komory (prowadnice), a część poza nią (rama).
Szukałem tu na forum rozwiązań tego problemu, a nie znalazłem. Tak jakby go nie było
No ale jest. Weźmy na przykład drukarkę CoreXY o stole 250x250 mm. Taka musi mieć prowadnice o długości około 300 mm.
Załóżmy że komora będzie grzana do 100°C, co daje wzrost o 80°C licząc od 20°C. Stal ma współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej równy 11..13 ppm/K. To oznacza że przy wzroście temperatury o 80*C, rozszerzy się mniej więcej o 1 promil.
Niby niedużo, ale dla 300 mm to już 0.3 mm.
Aluminium ma ze 26, czyli około 2 razy więcej.
Widok z góry (pasków ani karetki nie rysowałem):
Na razie na tapetę biorę rozszerzanie się tylko żółtej prowadnicy.
Jeżeli rama będzie z aluminium, a prowadnice ze stali, to gdy pogrzejemy całość to się to wygnie tak:
Inna wersja:
To samo, różnica długości 0.3 mm. A więc po 0.15 mm na łożyska w krzyżakach, tyle w drugą stronę.
Już nie rysowałem naprężeń jakie będą od wydłużania się prowadnic osi Y (czerwonych). Ani tych od osi Z.
Mam na to kilka rozwiązań, ale najpierw chciałem poszukać czy na forum czegoś podobnego nie znajdę. Niestety nie znalazłem, na na hasło "rozszerzalność" są raptem 3 wyniki.
Samych komór też nie znalazłem za wiele. Te w które się wkłada cała drukarkę pomijam, bo to nie jest konstrukcja sama w sobie (zresztą takie rzadko są podgrzewane).
Znalazłem tylko dwie komory wbudowane w ramę. To te:
viewtopic.php?p=143353#p143353
viewtopic.php?p=129134#p129134
Z wyglądu profeska, ale brak opisów. Nikt nie wspomina czy tam wystąpił taki problem jak opisałem.
Z kolei dla maszyn fabrycznych ciężko znaleźć dokładne zdjęcia wnętrza.
Tak więc przychodzę z tym na forum
Już ten post wyszedł za długi, więc reszta w kolejnych. Na razie liczę na jakikolwiek odzew.
