Rama wewnątrz grzanej komory a rozszerzalność cieplna.

[atom1477]

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.

[Mati]

Użytkuję zabudowaną CoreXY (VCore3) o polu roboczym 500x500x500 i problemy z napędem, o których piszesz nie występują. Występuje za to bardzo zauważalny efekt bimetaliczny na osi X, gdzie stalowa szyna jest zamocowana do aluminiowego profilu. Efekt jest taki, że jak się odpali wydruk to trzeba na bieżąco korygować babystep dla pierwszej warstwy, bo inaczej w wyniku rozszerzalności cieplnej prawidłowo rozpoczęty wydruk coraz mocniej wprasowuje się w stół. Aby uniknąć skutków tego efektu, muszę rozgrzać stół do temperatury roboczej na minimum godzinę przed wydrukiem.
W przypadku zastosowania zamiast profilu aluminiowego profilu z włókien węglowych ten problem jest jeszcze silniejszy. Jednym z rozwiązań całkowicie eliminującym problem było zastosowanie dwóch szyn MGN zamiast szyny+profil. Szyny były skręcone ze sobą za pośrednictwem aluminiowych tulejek, ale w tej płaszczyźnie ich inna rozszerzalność w niczym już nie przeszkadzała.

[atom1477]

Użytkujesz zabudowaną, ale czy ogrzewaną?

[Fest]

W większości reprapowych konstrukcji sporo kompensują plastikowe elementy.

[cieplok]

Temat rozszerzalnosci cieplnej roznych elementow podczas druku juz jest dosc mocno rozkminony w swiecie reprapow. Przede wszystkim rozwiazania staraja sie kompensowac zmiany w Z ktore beda mialy wplyw na wysokosc kladzionych warst.

Przykład modu dla Vorona z analiza skad to w ogole wynika https://github.com/tanaes/whopping_Voro ... on_backers, plus mody do tych modow - na pewno sporo znajdziesz szukajac pod "gantry backers".

Jestem przekonany ze podobne rzeczy sa zrobione dla Annexa a tym bardziej DoomCuba, ktorego glownym celem jest druk w wysokiej temperaturze w komorze.

Edit: A i jeszcze są rozwiazania softwarowe, ktore na zywo kompensuja zmiany w zaleznosci od temperatury ramy/wewnatrz komory https://github.com/Deutherius/TECPac

[atom1477]

Dzięki. Ciekawe rzeczy do poczytania.
Ale z tego co widzę dotyczy to tylko kompensacji efektu bimetalicznego.
A nie samego wydłużania się elementów.
Jeżeli są jakieś rozwiązania dotyczące wydłużania się elementów (albo mają jakąś konkretną nazwę pod jaką mógłbym tego szukać) to oczywiście też chętnie poczytam.

[Rozarh]

Nie wiem, czy ktoś ma zapędy grzać komorę do 100°C, ale 60°C jest już bardziej oczekiwane.
Raz, że rozszerzalność jest mniejsza a dwa: zawsze możesz rozgrzać komorę "w połowie drogi" czyli dla 60°C będzie to 40°C i wtedy skręcać.
Wedy błąd się podzieli na "cieplej" i "zimniej" po połowie

[Mati]

Jest grzana tylko stołem - wystarcza. Z PEEKa i tak drukować nie zamierzam.

[atom1477]

Rozarh: O tym nie pomyślałem. Ale jakoś nie pasuje mi takie rozwiązanie. Wolę całkowitą eliminację problemu
Szczególnie że nie jest to jakoś bardzo trudne, tylko trzeba to przewidzieć już na etapie projektu.
Mam na to 3 pomysły. Zacznę od najbardziej oderwanego od rzeczywistości
Nie dlatego że jest najlepszy, ale dlatego że odkąd czytam o drukarkach 3D to mam coraz większe wrażenie że wiele rozwiań zostało przemilczanych albo zapomnianych, a potem jakaś firma nagle je odkrywała i patentowała jako swoje.
A ja bardzo nie lubię patentów, i sobie nie życzę żeby ktoś to kiedyś opatentował.
No to taki pomysł:
Prowadnice drążone, i mini puszczone chłodziwo:

To oczywiście rysunek dla prowadnic Y, gdzie to najłatwiej zrobić. Ale da się to zrobić i dla krzyżaków i prowadnic X.
Jest to pewna komplikacja, a chłodzenie wodne i tak ma tam być dla ekstrudera.

[mcxmcx]

Sprawdzić, czy nie stosuje się pływającej koncowki.