MeltXone | Nâng cấp Hotend Lưu lượng Cao

MeltXone | Nâng cấp Hotend Lưu lượng Cao

Hay là mình gọi nó là Hyper Spacer ta? Dù sao thì, mọi người xem video dưới là biết.

Đây là một miếng đệm đầu phun, giống mấy cái dùng để gắn đầu phun CHT vào hotend volcano, nhưng có thêm cấu trúc hình học bên trong để tối ưu việc nóng chảy sợi nhựa khi kết hợp với đầu phun CHT. Qua kiểm tra của mình, nó cho ra dòng chảy tăng 50% mà không bị cong vênh.

Giới thiệu

Hện tại, một trong những giới hạn lớn nhất của việc in tốc độ cao là khả năng làm nóng chảy nhựa đủ nhanh. Nó có thể không phải là giới hạn duy nhất, nhưng nó là một giới hạn, đặc biệt là trên các máy in lớn, như cái mình vừa ráp xong.

Đầu phun CHT đã tạo ra một bước nhảy vọt cho tốc độ in, giúp hotend tiêu chuẩn có thể sánh ngang volcano và volcano thì còn đi xa hơn nữa. Nó chia dòng chảy thành 3 đường, tăng diện tích bề mặt và bắt đầu làm nóng chảy ở trung tâm. Mình sẽ gọi bộ phận ở giữa là bộ chia lõi cho tiện. Khi dòng chảy tăng lên, sợi nhựa cứng bị ép vào bộ chia lõi mạnh hơn và làm nguội nó nhanh hơn, khiến nó hoạt động kém giống như dao nóng chảy bơ lạnh mà giống dao lạnh hơn. Khi nhiệt không theo kịp, sợi nhựa sẽ bị kẹt vào bề mặt cứng và dòng chảy giảm.

Sợi nhựa cần đủ mềm để có thể tách ra bằng một bề mặt gần như tù. Nếu cần thêm bằng chứng, hãy xem video của Stefan, (đăng bên dưới) so sánh đầu phun CHT Aliexpress đầu tù với đầu Bondtech đầu nhọn. Nó có vẻ sắc bén, nhưng vẫn quá cứng cho một bộ đùn.

Ngay cả khi bộ chia lõi được khoan rộng ra, đầu phun CHT vẫn hoạt động gần như tốt như volcano (xem biểu đồ của Stefan bên dưới).

Nguồn:

Vậy nếu bộ chia là điểm nghẽn mới, làm sao để cải thiện nó hơn nữa? Một video khác từ Stefan cho thấy việc chia sợi nhựa sớm hơn chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất đùn, nhưng thất bại đột ngột. Trong trường hợp này, việc chuyển đổi giữa đầu phun thường và CHT không tạo ra nhiều khác biệt.

Thay vào đó, chúng ta có thể làm nóng sợi nhựa hiệu quả hơn trước khi nó đến bộ chia. Một nghiên cứu gần đây cho thấy sợi nhựa đi qua vùng nóng chảy mà không bị nóng chảy và hầu như không chạm vào thành trong vài milimet đầu tiên (xem hình 9 và 10). Chúng ta có thể cải thiện tốc độ dòng chảy bằng cách tối ưu hóa nhiều vùng nóng chảy hơn mà không làm kẹt sợi nhựa thẳng vào bộ chia.

(Hình 9 từ Phân tích sự nóng chảy và dòng chảy trong bộ phận nóng của máy in 3D đùn vật liệu bằng chụp cắt lớp vi tính tia X - ScienceDirect)

3 Giải pháp

Ống bóp

Thiết kế đầu tiên giống như một cái ống bị bóp một đầu. Khi sợi nhựa di chuyển về phía trước, nó bị ép dẹt ra, làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với vùng nóng chảy và giảm khoảng cách giữa lõi chưa nóng chảy và các cạnh của vùng nóng chảy. Để ngăn dòng chảy bị giảm do lỗ bị thắt lại, chiều rộng của đầu ra được tăng lên đủ để có diện tích xấp xỉ bằng đầu vào (khoảng 2.5mm^2). Khái niệm này nhất quán với các thiết kế khác.

Để hỗ trợ sản xuất, thiết kế này gồm 2 lát đồng hình gương có thể ép vào bộ chuyển đổi, giống như lõi đồng của đầu phun CHT Aliexpress. Đây có lẽ vẫn là cái khó sản xuất nhất, nhưng có thể làm bằng máy tiện và một chút thời gian quyết tâm với máy Dremel để khắc phần trung tâm ống bóp.

Ba Nón

Thiết kế thứ hai được làm bằng mũi khoan côn. Một lỗ được khoan ở giữa về phía dưới tạo hiệu ứng thắt chặt giúp làm nóng chảy sợi nhựa. Ở dưới cùng, ba lỗ được khoan xung quanh lỗ đầu tiên, tạo ra một không gian cho nhựa nóng chảy hoặc mềm chảy ra.

X - MeltXone

Được thể hiện trong video, đây là thiết kế mình thích nhất. Nó có một lỗ côn đơn với các rãnh cắt xung quanh chu vi theo một góc sao cho chúng càng ngày càng sâu khi lỗ nhỏ lại. Về cơ bản, nó là một phiên bản được tối ưu hóa hơn của Ba Nón.

Mình đã thử nghiệm cái này bằng cách sử dụng vùng nóng chảy dài bằng volcano (26.5mm) với Elegoo Hyper PLA ở chỉ 215c. Kết quả của mình là hơn 45mm^3/giây mà không bị cong vênh và 57mm^3/giây trước khi thất bại so với 30mm^3/giây và 45mm^3/giây trên miếng đệm volcano trơn + CHT. Điều này trái ngược với Revo UHF đã được kéo dài và thử nghiệm ở nhiệt độ cực cao (300c) để có số đo của họ và Dragon đã được kéo dài và có thêm chiều dài trong ống dẫn nhiệt.

Cơ hội cải thiện

• Kết hợp với hotend lưu lượng cao (Dragon HF)
• Tạo bộ mở rộng đầu phun (như của TriangleLab) sử dụng hình học MeltXone
• Đơn giản hóa sản xuất
• Tìm các giải pháp thay thế rẻ hơn
• Tìm cách sản xuất phiên bản dài cho vùng nóng chảy dài hơn

Tài liệu bổ sung

Đầu phun Aliexpress vs Bondtech - đầu nhọn chỉ có tác dụng nhỏ