שתי משפחות המשאבות הן תזוזה חיובית, כך ששתיהן מחזיקות את הזרימה שלהן כשהלולאה מתנגדת; מה שמפריד ביניהם הוא איך כל אחד אוטם את הרווח בין כניסתו ליציאה שלו. ההבדל העיצובי הבודד הזה מסביר כמעט את כל השאר, החל מהצמיגות שכל משאבה מעדיפה ועד ללחץ שהיא יכולה להחזיק והחלק שנשחק בסופו של דבר.

הגרסה המעשית של הכלל קצרה. משאבת צינור מתחת לכ-1,000 mPa·sa היא ברירת המחדל הבטוחה יותר, מעל כ-10,000 mPa·sa משאבת הילוכים מחזיקה לחץ ומדים ללא פעימה, ובין לבין הנוזל עצמו מחליט. מדריך זה מפרק את הכלל הזה עבור ארבעת החומרים שבהם מדפסת מטפלת בפועל: PLA ופולימר נמס, משחת מזון, שרף פוטופולימר ונוזל קירור.

שתי דרכים לאטום משאבה, ומדוע כל השאר יבוא

משאבת גלגלי שיניים אוטמת עם הנוזל עצמו, ומשאבה פריסטלטית אוטמת על ידי סחיטת הצינור, ולכן האחת רגישה לצמיגות והשנייה רגישה ללחץ.

שתי המשפחות מעבירות נפח קבוע לכל סיבוב, כך ששתיהן מתוארות כתזוזה חיובית ושתיהן נותנות לך זרימה שעוקבת אחר מהירות המנוע. ההבדל שחשוב הוא מה קורה ברווח בין יציאת הלחץ הגבוה לכניסת הלחץ הנמוך.

משאבת ההילוכים אוטמת עם הנוזל שהיא מזיזה

בתוך הראש, שלושה אטמים דינמיים מפרידים בין פתח ליציאה, והאטם ביניהם הוא סרט של הנוזל עצמו יושב במרווחים בסדר גודל של עשרה מיקרומטר.

להסדר הזה יש השלכות שמופיעות בבחירה ולא בשיווק. מכיוון שהאטם הוא הנוזל, נוזל סמיך אוטם טוב יותר מאשר דק: החלק מעבר למרווחים עולה ככל שהצמיגות יורדת, כך שצבעים דקים ומים מאבדים את דיוק המדידה, אלא אם הלחץ ההפרש נשמר נמוך והנוזל נשמר נקי. אותם גלגלי שיניים קשיחים ומרווחים הדוקים הם שמאפשרים למשאבת גלגלי שיניים להחזיק לחץ גבוה ולהזיז נוזלים צמיגים או מלאים שיעכבו עיצוב אחר. חלקיקים קשים הם האויב של שתי התכונות, מכיוון שהם טוחנים את עצם הפינוי שעושה את האיטום.

המשאבה הפריסטלטית אוטמת על ידי חסימת הצינור

גלילים או נעליים דוחסים צינור גמיש בצורה שטוחה והנוזל עובר בתוך הכיס הסגור הזה, כך שהנוזל לעולם לא מגיע לאטם, לגלגל השיניים או למיסב.

האיטום בקושי תלוי בצמיגות, וזו הסיבה שמשאבות הצינור מטפלות במים, שרף ומשחות בעובי דבש באותו ראש. מה שמגביל אותם הוא הצינור: משאבות צינור פריסטלטיות מגיעות בדרך כלל לכ-3 עד 7 בר, ראשי רולר עד בערך 8 בר, ומשאבות צינור מסוג נעליים כ-15 בר. בקש ממשאבת צינורות יותר ממה שהצינור שלה יכול לסבול והצינור הוא מה שנכשל, בדרך כלל על ידי שיטוח, סדק או יציאה החוצה מתחת לגלילים.

החלטת האיטום הגיעה למכונה

קו הצמיגות: 1,000 ו-10,000 mPa·s

המשאבה הפריסטלטית מתחת לכ-1,000 mPa·sa היא ברירת המחדל הבטוחה יותר, מעל כ-10,000 mPa·sa משאבת גלגלי שיניים, והרצועה ביניהן נקבעת על ידי שחיקה, גזירה וגודל החלקיקים ולא על ידי עובי בלבד.

שני המספרים האלה מגיעים מהמקום שבו אסטרטגיות האיטום חוצות. כאשר נוזל מתדלדל, אטם הסרט של משאבת הילוכים נחלשת והדיוק הנפחי שלה נסחף; כאשר נוזל מתעבה, משאבת צינור זקוקה ליותר מומנט כדי לסתום אותו והצינור עובד קשה יותר בכל מעבר. שים מספרים על הנוזלים שמדפסת פוגשת בפועל והקו הופך להיות קל לראות.

איפה נוזלי מדפסת נפוצים נופלים על קו הצמיגות

מתחת ל-1,000: נוזלים דקים ובעיית החלקה

נוזלים דקים לא קשים להזזה, קשה למדוד אותם עם משאבת גלגלי שיניים, כי הסרט האוטם את המרווחים חלש והמשאבה מאבדת חלק מכל סיבוב אחורה.

נוזלי קירור על בסיס מים, דיו בצמיגות נמוכה ונוזלי ניקוי כולם יושבים ברצועה זו. משאבת צינור אוטמת על ידי חסימה, כך שהדיוק שלה אינו מושפע, היא מתפרקת מבקבוק, והגזירה הנמוכה של נתיב הצינור מתאימה לנוזלים הרגישים לעבודה. הסיבה הרגילה לבחור כאן במשאבת גיר היא לחץ ולא צמיגות, ואם זו הדרישה, שמרו על לחץ ההפרש נמוך וסנן היטב.

מעל 10,000: משחות עבות, תמיסה וממיסים

נוזלים עבים הם המקום שבו משאבת גלגלי שיניים מפסיקה להיות אופציה והופכת לבחירה ההגיונית היחידה, מכיוון שהיא היחידה מבין השתיים שיכולה להחזיק את הלחץ שהמשחה צריכה ולהעביר אותו ללא דופק.

משחות Robocasting ותמיסות קרמיקה יושבות בסדרי גודל מעל הדבש, והצמיגות שלהן אפילו אינה קבועה: רובן מדללות גזירה, כך שהן זורמות ליד הזרבובית ושומרות על צורתן מיד לאחר מכן. משאבת גלגלי שיניים מתאימה להתנהגות זו מכיוון שהתפוקה שלה לכל סיבוב קבועה ויכולת הלחץ שלה גבוהה, והיא מייצרת את האספקה ​​החלקה והרציפה לה זקוק חרוז מודפס. חומרי מילוי שוחקים הם הפתרון, והסינון בכניסה הוא מה שמגן על המרווחים.

בין לבין: שחיקה, גזירה וגודל החלקיקים מחליטים

בין בערך 1,000 ל-10,000 mPa·s שתי המשאבות יכולות לעשות את העבודה, כך שהבחירה עוברת למה שהנוזל עושה למשאבה ומה שהמשאבה עושה לנוזל.

שחיקה היא בדרך כלל השאלה הראשונה: חלקיקי קרמיקה לובשים קצות ציוד וצלחות, בעוד שאותם חלקיקים לובשים רק צינור שעולה חלקיק מהמשאבה. גזירה היא השנייה, כי משחה מדללת גזירה שעובדת יתר על המידה ברשת ההילוכים משנה את הריאולוגיה שלה לפני שהיא מגיעה לזרבובית. גודל החלקיקים הוא השלישי, מכיוון שצינור יכול לעבור מוצקים רכים שייתקעו במרווח של משאבת גלגלי שיניים. שאל את שלוש השאלות האלה לפני שאתה שואל על המחיר.

ארבע עבודות נוזליות במדפסת, והתבנית שכל אחת מהן פועלת

רוב טעויות הבחירה נובעות מהתייחסות לכל נוזלי המדפסת כאל עבודה אחת; מדפסת למעשה מבקשת ממשאבה לעשות ארבעה דברים שונים.

דפוס החובה חשוב לא פחות מהנוזל. לולאת קירור פועלת ברציפות בזרימה נמוכה, בעוד שקו מינון פועל לסירוגין בנפחים קטנים ובלחץ גבוה, והשניים לא יתאימו לאותה משאבה גם כאשר הם חולקים את אותו הנוזל.

ארבע עבודות נוזל, ומה כל אחד מבקש ממשאבה

מקורות: הנחיית מערכת נוזלים של יצרן למדפסות תלת מימד.

לפי חומר: PLA, משחת מזון, שרף ונוזל קירור

ארבעת החומרים שבהם מטפלת המדפסת דוחפים את ההחלטה לשני כיוונים שונים, וכדאי לשמור על ההיגיון מאחורי כל תשובה.

קרא את ארבעת המקרים כסט. שניים מהם מסתיימים במשאבת גלגלי שיניים מטעמי לחץ, אחד מסתיים בצינור מטעמי כימיה, ואחד באמת פתוח ומוכרע לפי איך החלק המודפס מגיב לפעימה.

PLA ופולימר נמס: משאבת גלגלי שיניים, ללחץ

משאבת גלגלי שיניים היא התשובה הנכונה להזנת חוטים וכדוריות, והחלופה הפריסטלטית נשללת על ידי הטמפרטורה הרבה לפני שהיא נשללת על ביצועים.

במכונת FDM החסימה החוזרת היא בעיית לחץ הזנה ולא בעיית זרבובית. כאשר המכבש מאבד אחיזה תחת לחץ גב, אזור ההיתוך גוע ברעב, מתחמם יתר על המידה וצובר חומר מופחם. זרבובית של 0.4 מ"מ במהירויות הדפסה רגילות מייצרת בערך 50 עד 100 kPa של לחץ אחורי, והדפסה במהירות גבוהה או במילוי זכוכית דוחפת את זה לכיוון 120 kPa. משאבת גלגלי שיניים מיקרו בדירוג של 40 עד 150 kPa מכסה את הטווח עם שוליים, ומכיוון שהמכבש רק צריך לדחוף חומר לכניסת המשאבה בזמן שהמשאבה מטפלת בזרבובית, חוסר היציבות בצד אחד מפסיק להגיע לצד השני.

כדאי גם להמיר את המספרים, כי הם מסבירים מדוע המשאבה פועלת קרירה ושקטה בתפקיד זה. בקוטר של 1.75 מ"מ, 100 מ"ל לדקה הם קצת יותר מ-40 מטרים של נימה לדקה, בעוד שמדפסת FDM טיפוסית צורכת איפשהו בין חצי מטר לשני מטרים לדקה. לכן המשאבה פועלת בחלק קטן מהקיבולת שלה, וזה המקום הטוב ביותר להיות בו גם לרעש וגם לבלאי. אותו היגיון מסביר מדוע משאבות גלגלי שיניים מופיעות בהדפסת כדורים: הופר מלא ומיכל שכמעט ריק יכולים להבדיל ביותר מ-30 אחוז בזרימה המועברת, והמשאבה משטחת את זה לזרם קבוע.

משחת מזון: משאבה פריסטלטית, לניקיון

משחות מזון כברירת מחדל היא משאבה פריסטלטית מכיוון שרק השפופרת נוגעת במזון, מה שהופך את הניקוי לעניין של החלפת אורך של סיליקון באיכות מזון.

שוקולד, ציפוי, בלילה, רטבים ומשחות אגוזים נמדדים כך, והגזירה הנמוכה של שביל הצינור חשובה לא פחות מההיגיינה: משחה שהמרקם שלה תלוי במבנה שלה לא מרוויחה מעיבוד רשת הדוקה. בחר את חומר הצינור באותה הקפדה כמו המשאבה, מכיוון שסיליקון, PTFE ופורמולציות אחרות שונות בתאימות כימית ובמהירות שבה הם מתעייפים.

משאבת גלגלי שיניים מרוויחה את מקומה כאשר המשחה נוקשה מספיק כדי להזדקק ללחץ אמיתי או כאשר המינון צריך להיות חלק לחלוטין ולא דופק. המחיר הוא יכולת ניקוי: למשאבת גלגלי שיניים יש חריצים מסביב לגלגלי השיניים והצלחות שבה מתאספים שאריות, ומרכיבים שוחקים כמו אגוזים טחונים או זרעים ישחקו את החלקים האלה בהתמדה. בתשלום מזון, השאלה היא רק לעתים נדירות איזו משאבה יכולה להזיז את הדבק, וכמעט תמיד איזו משאבה ניתן לנקות בין מוצרים.

שרף פוטופולימר: משאבה פריסטלטית, לבידוד

שרף הולך למשאבה פריסטלטית מסיבה מוחצת אחת: הנוזל לעולם לא מגיע למנגנון, כך ששום דבר לא יכול לרפא בתוך המשאבה.

פוטופולימרים אגרסיביים למתכות ופלסטיק והם מתרפאים באור, מה שהופך משאבת גלגלי שיניים לסיכון ולא מועמד: כל שרף שנותר במרווחים במהלך הפסקה מתקשה שם והמשאבה נגמרת. משאבת שפופרת מבודדת את הנוזל לחלוטין, ממלאת מחדש בור במנות של 50 עד 100 מ"ל, ואינה זקוקה לפריצה מכיוון שניתן לשאוב את השרף ישר מהבקבוק. חבר אותו עם חיישן מפלס פוטואלקטרי ובקר קטן והמילוי הופך ללא השגחה, מה שחשוב מכיוון שהשהיית הדפסה כדי למלא את המיכל משאירה קו גלוי בהפעלה מחדש. זרימה מ-100 ל-300 מ"ל/דקה ממלאת בור בשניות, והצינור הוא החלק היחיד שצריך מקום על המדף.

נוזל קירור: פתוח באמת, נקבע לפי פעימה

נוזל קירור הוא המקרה היחיד שבו שתי המשאבות ניתנות להגנה, והגורם הקובע אינו שיא הזרימה אלא מידת היציבות של הזרימה ברגע שהיא מגיעה לצלחת הקרה.

קירור נוזלים עובד על הפיזיקה: מים נושאים בערך פי ארבעה מהחום הסגולי של אוויר לקילוגרם, כך שזרימה קטנה ויציבה מסירה הרבה יותר חום מאשר זרימת אוויר גדולה יכולה. קל לאבד את היתרון הזה במדפסת, שבה לולאת קירור משתמשת בצינורות של 4-6 מ"מ, כמה עיקולים וצלחת קרה עם תעלות פנימיות צרות, כל אלה מוסיפים התנגדות. דירוג שנמדד באפס לחץ אחורי לא ישרוד את הגיאומטריה הזו, וזו הסיבה שיציבות הזרימה חשובה יותר מהנתון המקסימלי על הקופסה.

פעימה היא הבעיה העדינה יותר. עליות לסירוגין מגיעות לצלחת הקרה ומפריעות לשכבת הגבול התרמית בין הצלחת למקור החום, כך שיעילות הקירור משתנה עם הדופק במקום להישאר קבועה, והאפקט מופיע באיכות ההדפסה על שטחים מוצקים גדולים. משאבת גלגלי שיניים מספקת זרימה חלקה ורציפה, המתאימה ללולאת קירור בדיוק בגלל שהלולאה רציפה. משאבה פריסטלטית עונה עם בידוד נוזלים, פרימה עצמית ועיצוב רעש נמוך, בלחץ נמוך, המתאים לחידושים במקום שבו המאגר יושב בכל מקום שיש מקום. בחר את משאבת ההילוכים כאשר הלולאה ארוכה, נוזל הקירור מעובה בגליקול, או שהזרימה צריכה להיות חלקה לחלוטין; בחר את משאבת הצינור כאשר הלחץ נמוך, הנוזל חייב להישאר מחוץ למנגנון, והעיקרון הוא למלא את הבקבוק מבקבוק מתחת למכונה.

עלות הבעלות: החלק שנשחק הוא ההבדל האמיתי

משאבה פריסטלטית לובשת צינור שעולה מעט ומשתנה תוך דקות; משאבת גלגלי שיניים לובשת חלקים שנמצאים בתוך ראש המשאבה, כך שהתחזוקה שלה תלויה במידת הניקיון של הנוזל.

עבור בעל מדפסת זהו ההבדל המשמעותי ביותר בין שתי המשפחות, והוא ההבדל הפחות גלוי בגליון נתונים.

מה עולה כל משפחה כדי להמשיך לרוץ

הפער גדול מספיק כדי לעצב אותו במפורש. מודל עלות אחד שפורסם לאספקת נוזלים למדפסת מעמיד את התחזוקה השנתית של כ-76 דולר ארה"ב למכונה ברגע שהצינור הוא החלק הרטוב היחיד, לעומת כ-380 דולר ארה"ב, כאשר שירות שגרתי פירושו פתיחת המשאבה. החשבון תלוי בהנחות שלא יתאימו לכל בית מלאכה, אבל המנגנון שמאחוריו כן: חומר מתכלה שמשתנה בשניות, ללא פירוק, הוא עלות תחזוקה מסוג שונה מתיקון.

אותן שתי משאבות על שולחן עבודה ובפס ייצור

ההשוואה הטכנית נוחתת אחרת תלוי אם בונים מכונה אחת או שולחים מאה, אז כדאי לקרוא את אותה טבלה פעמיים.

שום דבר בפיזיקה לא משתנה בין שני העמודות. מה שמשתנה הוא כמה מהווריאציה אתה יכול לספוג ביד, ועבור יצרן היכולת הזו נעלמת.

אותה החלטה, נראית משני ספסלים שונים

שלושה מיתוסים מבחר ששווה לפרוש

שלוש אמונות שורדות בפורומים הרבה אחרי שההנדסה קבעה אותן, וכל אחת מובילה לרכישה גרועה ספציפית.

1. משאבת גלגלי שיניים תמיד מחזיקה מעמד משאבה פריסטלטית.נכון עם נוזל נקי ולא נכון עם נוזל מלוכלך. חומרי מילוי שוחקים טוחנים את המרווח שגורם למשאבת גלגלי שיניים לעבוד, ושרף מרפא מתקשה בתוכה, בעוד שאותה חובה לובשת רק צינור שעולה חלקיק מהמשאבה. עמידות היא תכונה של הנוזל כמו של המשאבה.

2. משאבה פריסטלטית לא יכולה להחזיק לחץ.משאבות צינור מגיעות בדרך כלל לכ-3 עד 7 בר, ראשי רולר עד ל-8 בר בערך, ומשאבות צינור מסוג נעל סביב 15 בר. לולאת קירור של מדפסת מבקשת חלק קטן מזה, כך שלחץ הוא רק לעתים נדירות הסיבה להשאיר את הצינור מאחור.

3. מתח הוא הגדרת ביצועים.בין גרסאות 12 וולט ל-24 וולט של אותה משאבה, המתח הגבוה יותר מוריד את הזרם לאותו הספק במקום להעלות את הזרימה או הלחץ. התאם את המסילה שכבר יש למכונה, והתייחס לבחירת המתח כהחלטת חיווט.

שאלות נפוצות

איזו משאבה עדיפה למדפסת תלת מימד?

אף אחד מהם לא עדיף במופשט; כל אחד זוכה בעבודה אחרת. משאבה פריסטלטית היא ברירת המחדל למילוי שרף, משחת מזון ונוזל קירור בלחץ נמוך מכיוון שהנוזל נשאר בתוך הצינור, הוא מתקדם מעצמו, והצינור הוא החלק היחיד להחלפה. משאבת גלגלי שיניים היא ברירת המחדל להזנת חוטים וכדוריות, משחות עבות וכל עבודה שבה לחץ או משלוח ללא דופק חשובים יותר מאשר בידוד.

האם משאבה פריסטלטית יכולה להזיז משחה סמיכה?

כן, עד נקודה מסוימת. לסתימה לא אכפת מצמיגות, ולכן משאבת שפופרת מטפלת במשחות בעובי דבש מבלי להיעצר, ומשחות מזון נמדדות באופן שגרתי כך. הגבול הוא לחץ ולא עובי: משאבות צינור מגיעות בערך ל-3 עד 7 בר וראשי רולר כ-8 בר, ומעל זה הצינור הוא החלק שנכשל. לאחר כ-10,000 mPa·s, משאבת גלגלי שיניים הופכת לתשובה האמינה יותר.

האם ניתן להשתמש במשאבת גלגלי שיניים לשרף פוטופולימר?

אפשר לבנות לזה, אבל לא צריך לבחור בשביל זה. שרף מגיע לגלגלי השיניים, הלוחות והאטמים, וכל נוזל שנותר במרווחים במהלך הפסקה מתרפא שם ונועל את המשאבה. משאבת צינור מבודדת את השרף לחלוטין, והחלפת הצינור מחדשת את הנתיב הרטוב בעלות של אורך צינור.

האם כדאי לי לבחור משאבה 12 וולט או 24 וולט?

התאם את המסילה שהמכונה כבר מספקת. בין שתי גרסאות של אותה משאבה, המתח הגבוה יותר שואב פחות זרם עבור אותו הספק, מה שחשוב ברצף כבלים ארוכות ואספקת סוללה, בעוד ש-12 וולט פשוט יותר להפעלה ממוצא חילוף של לוח ראשי. מתח אינו מוסיף זרימה או לחץ בעצמו.

איזו תחזוקה צריכה כל משאבה?

משאבה פריסטלטית צריכה להחליף את הצינור שלה כשהיא מרגישה רכה או שטוחה, בדרך כלל חודשים עד שנה בפעילות רגילה, והעבודה אורכת דקות ללא פירוק. למשאבת גלגלי שיניים אין חומר מתכלה כזה, ולכן התחזוקה שלה היא שמירה על ניקיון הנוזל: סינון בכניסה, ללא ריצה יבשה ותשומת לב לכל דבר שוחק או שיכול לרפא.

איפה זה משאיר אותך

בחר לפי החותם, ולאחר מכן אשר עם הנוזל. משאבת גלגלי שיניים אוטמת עם סרט של הנוזל בתוך מרווחים הדוקים, כך שהיא משגשגת על צמיגות, לחץ ומדידה ללא דופק, והיא סובלת מנוזלים דקים, חלקיקים קשים וכל מה שיכול לרפא. משאבה פריסטלטית אוטמת על ידי סחיטת צינור סגור, ולכן היא אדישה לצמיגות, פריחה עצמית והיגיינית על ידי בנייה, ומוגבלת על ידי הצינור שהיא דוחסת. במדפסת תלת מימד שממפה בצורה נקייה לארבע תפקידים: ציוד להמסה והדבקה, צינור לשרף ומזון, וכל אחד עבור נוזל קירור, תלוי אם לחץ או פעימה הם הסיכון הגדול יותר בלולאה שלך.

ספר לנו מה הלולאה שלך צריכה לזוז.שתף את הנוזל, את הצמיגות שלו בטמפרטורת העבודה, את דפוס העבודה ואת הלחץ שהמערכת שלך רואה, ואנו נמליץ על משפחת המשאבות תחילה ועל הדגם השני, או נגיד לך בבירור אם אף אחד מהמקרים לא מתאים.בקש סקירת בחירת משאבה