Bộ đệm filament Voron 2.4R2 cho máy in 3D

Tổng quan

Mục đích của mô hình này là tạo ra một Bộ đệm Filament cho các máy chủ filament của Đơn vị Đa phương tiện (MMU). Có nhiều giải pháp để đệm filament trong lĩnh vực công cộng, mỗi giải pháp có những đặc điểm riêng. Tóm lại, các thiết bị này rơi vào hai loại:

1. Máy cuộn lại
2. Bộ đệm Filament

Trong các loại này, các giải pháp khác nhau:

1. Máy cuộn lại
   1. Kích hoạt bằng lò xo
   2. Được dẫn động bằng trọng lực
   3. Được động cơ hóa
2. Bộ đệm Filament
   1. Vỏ bọc, ví dụ: Bộ đệm Filament Prusa
   2. Giá đỡ cuộn tích hợp & Bộ đệm

Máy cuộn lại, ngoại trừ những máy được động cơ hóa, có dung lượng lưu trữ hạn chế. Thông thường, điều này bị giới hạn ở 2, hoặc tối đa 3, vòng quay của cuộn. Đối với các cuộn 1Kg tiêu chuẩn, đường kính filament dao động từ 100-190mm tùy thuộc vào lượng filament còn lại trên cuộn. Điều này tương đương với khả năng cuộn lại từ 628-1193mm. Các lò xo được in được sử dụng trên hầu hết các máy cuộn lại mất đi hiệu quả theo thời gian và trong bất kỳ trường hợp nào cũng có mô-men xoắn hạn chế. Trong thực tế, những máy cuộn lại này đáng tin cậy cho các lần cuộn lại từ 500-800mm.

Máy cuộn lại được động cơ hóa có khả năng xả không giới hạn với mức độ phức tạp. Thông thường, chúng yêu cầu một loại ly hợp nào đó đủ để cuộn lại một cuộn đầy nhưng cung cấp ít lực kéo trong quá trình cấp liệu bình thường cho Extruder đến Hot End. Nói chung, các cấu hình MMU gây ra lực kéo filament cao hơn so với những cấu hình không có. Việc thêm một lực kéo bổ sung lên filament nên được tránh ở mọi chi phí hợp lý.

Các bộ đệm Filament thụ động có thể được xây dựng để lưu trữ một lượng lớn filament (lên đến vài 1000mm) với ít lực kéo bổ sung lên filament. Nhược điểm là lượng không gian mà chúng yêu cầu để lưu trữ một lượng lớn filament mà không bị rối khi thả ra. Prusa cung cấp một vỏ bọc với các ngăn cho mỗi filament. Hệ thống này khó để nạp và chứa một lượng filament vừa phải.

Voron ERCF MMU có một loại lưu trữ gọi là Carrot Patch. Voron Carrot Patch lưu trữ filament bằng cách chuyển hướng filament vào (từ Spool) quanh một bánh xe một số lần cần thiết để chứa filament chưa tải. Bánh xe được gắn trong một lồng cung cấp không gian cho filament chưa tải. Thiết kế hiện tại lưu trữ khoảng 300mm cho mỗi vòng. Một chiếc Voron 2.4 lớn cần tối đa 1200mm lưu trữ cho filament chưa tải. Điều này yêu cầu tối thiểu 4 vòng quanh bánh xe.

Ứng dụng

Bản remix của phiên bản Backpack ERCP được tham chiếu của Carrot Patch được thiết kế để phù hợp với Voron Model 2.4R2 có khu vực xây dựng 350x350mm. Cụ thể:

1. Gấp đôi kích thước lưu trữ filament. Mỗi vòng có thể chứa 600mm filament,
2. Gắn cứng Spline, khung Sau và Khung Trước. Các kẹp không còn cần thiết,
3. Đã sửa đổi bánh xe để giảm thiểu sự chồng chéo của filament,
4. Thêm một Spool Roller với vòng bi 608 để giảm lực kéo filament,
5. Lật ngược Bộ giữ Filament để giảm chiều dài ống PTFE cho ECRF gắn trên cùng,
6. Giảm số lượng các bộ phận đối xứng chỉ còn “Sau”.

Các yếu tố thiết kế

Các bộ trộn Voron có mô-men xoắn cấp liệu hạn chế. Dưới các điều kiện bình thường, các bộ trộn có đủ mô-men xoắn để cung cấp filament cho đầu nóng với tốc độ cấp liệu mà máy được thiết kế. Máy cơ bản dự kiến một cuộn filament gắn ở phía sau máy in cấp một ống PTFE Bowden ngược khoảng 900mm (kích thước giường 350x350). Việc tích hợp một MMU như ERCF hoặc MMU2 làm tăng khoảng cách đó đáng kể. Ví dụ, việc thêm một đơn vị ERCF vào phần đùn phía trên của một chiếc Voron 2.4 kích thước 350x350mm làm tăng tổng chiều dài Bowden lên hơn 1800mm trong một số trường hợp.

Các bước sau đã được thực hiện để giảm lực kéo filament và đơn giản hóa việc xây dựng:

1. Tăng đường kính trong của ống PTFE lên 2.5mm từ 2mm,
2. Thay đổi giá đỡ filament từ ray thụ động sang con lăn,
3. Tái định hình Bánh xe để cung cấp một bề mặt dốc cho filament vào và một bức tường thẳng đứng cho phía đối diện. Điều này khiến filament vào di chuyển sang phía đối diện của bánh xe về phía ống PTFE thoát ra khi filament mới vào bánh xe. Điều này giảm khả năng filament vào chồng lên filament thoát ra và gây tắc nghẽn,
4. Đảo ngược Bộ đệm Filament. Điều này giảm chiều dài ống PTFE cho ERCF gắn trên cao,
5. Giảm số lượng vòng filament trong bộ đệm bằng cách tăng kích thước bộ đệm,
6. Gắn các Bộ đệm Filament gần với đơn vị ERCF. Bốn (4) đơn vị có thể được gắn trên khung máy in phía sau (hai ở mỗi bên). Một đơn vị thứ năm có thể được gắn ở phía dưới phía sau của máy in nếu máy in được gắn trên một bàn,
7. Căn chỉnh các ống PTFE vào và ra sao cho filament vào/ra khỏi đơn vị tiếp xúc tiếp tuyến với bề mặt bánh xe. Điều này loại bỏ lực cản giữa ống PTFE và filament khi nó được cho vào/ra khỏi bánh xe.

BOM