הדפסת פוטופולימריזציה עברה דרך ארוכה בשנים האחרונות. מה שהיה פעם צעצוע תחביבים נישה הבשיל לכלי ייצור מיינסטרים ליציקת תכשיטים, דוגמנות שיניים, פסלוני אב טיפוס ואפילו חלקי אימות תעשייתיים. כל פלטפורמות SLA, DLP ו-LCD גרפו נתח שוק משמעותי. אך ככל שמשתמשים דוחפים את המכונות הללו חזק יותר, נותר כאב ראש מתמשך אחד: כיצד להזין שרף לתוך המיכל בצורה אמינה ועקבית.
הגישה המוקדמת ביותר הייתה מזיגה ידנית. אתה מעריך את הנפח הנדרש לפני תחילת הדפסה - יותר מדי בזבוז שרף, מעט מדי וההדפסה מתייבשת באמצע הדרך. ואז הגיעה הזנת כוח הכבידה: מאגר נתלה גבוה מעל המכונה, כשהוא מסתמך על ראש הנוזל כדי לספק שרף. פשוט באופן עקרוני, אך בפועל קצב הזרימה משתנה ככל שמפלס הנוזל יורד, מה שגורם למשטח הבור לעלות ויורד לאורך כל ההדפסה. השכבות הראשונות והשכבות האחרונות מגיעות בסופו של דבר לאיכות פני שטח שונה לחלוטין.
חלקם ניסו משאבות דיאפרגמה או משאבות פריסטלטיות למילוי אוטומטי. הפעימה מהמשאבות הללו מכניסה אדוות על פני הבור, ומוסיפה קווי שכבה נוספים שלא אמורים להיות שם.
אז בחזרה לשאלה העקרונית: איזו משאבה באמת צריכה האכלת שרף?
ראשית, הבן את ה"טמפרמנט" של שרף
שרף פוטופולימר אינו מים. הצמיגות שלו נעה בדרך כלל בין 200 ל-1200 cps, ושרף תעשייתי מלא בכבדות יכול לעלות על 2000 cps. כדי לשים את זה בפרספקטיבה, מים בטמפרטורת החדר הם בערך 1 cps - שרף הוא סמיך מאות עד אלפי מונים. משאבה צנטריפוגלית קונבנציונלית, המסתמכת על אימפלר במהירות גבוהה כדי להעיף מים החוצה, מאבדת יעילות דרמטית כאשר מטפלים במשהו סירופי כמו שרף. זרימה וראש שניהם צונחים באף.
מה שיותר בעייתי זה של שרףthixotropy. שרפים רבים מפגינים צמיגות גבוהה כאשר הם נייחים, אך כאשר הם נתונים לכוחות גזירה כמו סחיטה וחיכוך במהלך השאיבה - הצמיגות שלהם יורדת זמנית והם הופכים לנוזלים יותר. מאפיין זה יכול להיות יתרון אם סוג המשאבה נבחר בצורה נכונה: התנגדות הזרימה פוחתת ככל שהמשאבה פועלת. עם זאת, אם אתה בוחר במשאבה הלא נכונה - נניח, משאבת אימפלר עם מרווחים גדולים - השרף מחליק בחזרה דרך הרווחים, מבזבז אנרגיה ויוצר חום שלמעשה מאיץ ריפוי מוקדם בתוך חלל המשאבה.
סוגיה נוספת שלעתים קרובות מתעלמים ממנה: לפוטו-איניציאטורים ולחלקיקי הפיגמנט בשרף יש משקלים סגוליים שונים. אם משאירים אותם בשקט במשך יותר מ-4-6 שעות, הם מתיישבים לאט. התוצאה היא שהשרף בתחתית הבור נעשה "כבד" יותר בהרכבו, בעוד שהחלק העליון הופך ל"קל יותר". חלקים המודפסים מאותה אצווה יכולים להראות תכונות מכניות שונות בין החלק התחתון והעליון. אם מערכת השאיבה יכולה לשמור על זרימת דם עדינה במהלך ההאכלה, בעיית התיישבות זו מתבטלת למעשה.
מדוע משאבות ציוד יכולות "לנגוס בשרף".
עקרון העבודה של משאבת הילוכים הוא פשוט בצורה מטעה. שני גלגלי שיניים מתערבבים מסתובבים בתוך בית הדוק. בצד הכניסה, המרווחים המתרחבים בין שיני ההילוכים יוצרים ואקום חלקי השואב נוזל פנימה. לאחר מכן הנוזל נישא סביב דפנות הבתים בכיסי השן ונפלט בצד היציאה, שם פעולת הרשת דוחפת את הנוזל החוצה. זו קלאסיקהעקירה חיוביתמנגנון - כל מהפכה מספקת נפח קבוע של נוזל.
מאפיין תזוזה חיובי זה הוא מחליף משחק להאכלת שרף. קצב הזרימה הוא פרופורציונלי לחלוטין למהירות הסיבוב, מה שאומר שעל ידי שליטה בסל"ד המנוע, אתה יכול למדוד במדויק את כמות השרף המועברת לבור ליחידת זמן. בשילוב עם חיישן מפלס בור לבקרת לולאה סגורה, ניתן להחזיק את משטח הנוזל יציב בטווח של ±0.5 מ"מ - יותר מהמספיק עבור מכונות DLP עם עובי שכבה של 50-100 מיקרומטר.
משאבות גלגלי שיניים מתאימות מטבען לנוזלים בעלי צמיגות גבוהה. הגזירה הנוצרת במהלך התערבות גלגלי השיניים פועלת עם התיקסוטרופיה של שרף - השרף מתדלדל באופן זמני כאשר הוא נלחץ בין שיני גלגל השיניים, מפחית את התנגדות הזרימה ולמעשה הופך את המשאבה ליעילה יותר מאשר במים קרים. במסגרות תעשייתיות, משאבות ציוד הן הבחירה המתאימה לשאיבת סירופ שוקולד, מולסה, שמני סיכה וחומרים דביקים אחרים - הפיזיקה זהה.
בהשוואה למשאבות דיאפרגמה, למשאבות גלגלי שיניים אין ממברנה הדדית, כך שזרימת הפלט שלהן רציפה הרבה יותר. כל מהלך של משאבת דיאפרגמה יוצרת הפרעה קצרה, המתורגמת לרעידות משטח זעירות אך קבועות בבור. עבור פוטופולימריזציה, היציבות של משטח הנוזל במהלך כל חשיפה משפיעה ישירות על התפשטות השרף באופן שווה. בהשוואה למשאבות פריסטלטיות, למשאבות גלגלי שיניים אין צינורות להתבלות. צינורות משאבה פריסטלטית - בדרך כלל סיליקון - מתנפחים ומתקשים בהדרגה עם מגע ממושך עם ממיסים שרף, מה שגורם לדעיכה ניכרת בזרימה תוך 3-6 חודשים. למשאבות גלגלי שיניים, עם גלגלי השיניים המתכתיים או הפלסטיקיים שלהן, יש חיי שירות הנמדדים בשנים בסביבות שרף.
מה הופך משאבה טובה להזנת שרף?
בהתחשב בתכונות של שרף וביתרונות של משאבות גלגלי שיניים, הנה המפרטים העיקריים שיש לחפש בעת בחירת משאבת גלגלי שיניים מיניאטורית להדפסת שרף.
ראשית, לחץ.הזנת שרף דורשת בדרך כלל הרמה ממאגר בגובה הרצפה עד לבור המדפסת - גובה אנכי של 1-2 מ', בתוספת 3-5 מ' של צינורות, עם עיקולים ואביזרים המוסיפים התנגדות מקומית. הלחץ האחורי הכולל של המערכת נופל בדרך כלל בטווח של 30-80 kPa. אם לחץ העבודה המרבי של המשאבה נמוך מזה, קצב הזרימה יירד בחדות ככל שהלחץ האחורי יעלה, והוא עלול אפילו להיעצר לחלוטין. טווח לחץ עבודה של 40-150 kPa מכסה את הרוב המכריע של דרישות הזנה שולחניות וקטנות-תעשייתיות - גם אם המאגר יושב על הרצפה והמדפסת על ספסל, האספקה נשארת יציבה.
שנית, קצב זרימה.צריכת השרף תלויה באזור ההדפסה ובעובי השכבה. מדפסת DLP טיפוסית צורכת כ-50-150 מ"ל לשעה; דגמי LCD גדולים יותר יכולים להגיע ל-200-300 מ"ל. קצב הזרימה של המשאבה צריך רק להתאים או לחרוג מעט מקצב הצריכה - יותר מדי זרימה למעשה מקשה על בקרת הרמה. דירוג של יותר מ- או שווה ל-100 מ"ל/דקה, עם בקרת מהירות משתנה, מכסה בקלות את הצרכים של שולחן העבודה עד אמצע התעשייה, ושומר על תפוקה יציבה גם בסל"ד נמוך מבלי "להחליק".
שלישית, תאימות חומרים.כל החלקים הפנימיים שיוצרים קשר עם שרף חייבים להתנגד למונומרים ולפוטו-איניציטורים. שרפים המבוססים על אקרילט הם מאכלים עדין לסגסוגות נחושת ואלומיניום, כך שגוף המשאבה עשוי בצורה הטובה ביותר מפלדת אל חלד או פלסטיק מהונדס, והגלגלים זקוקים לאיזון טוב של עמידות בפני שחיקה ועמידות כימית.
רביעית, רעש.מדפסות שרף רבות משמשות במשרדים, מרפאות או מעבדות, בהן מגבלות הרעש מחמירות בהרבה מאשר ברצפת המפעל. הצליל הסיבובי של משאבת גלגלי שיניים הוא מטבעו פחות חודרני מהפטיש הקשה של משאבת דיאפרגמה. הוספת כרית שיכוך גומי בין המשאבה לתושבת שלה מפחיתה עוד יותר את רעשי הרטט המבניים.
חמישית, קלות נהיגה.רוב לוחות המדפסת מספקים פלט של 24 V DC. התאמת מתח ההנעה של המשאבה חוסכת ממך להוסיף מודול כוח נוסף. שמירה על זרם ההפעלה מתחת ל-200 mA מונעת עומס יתר על הלוח ומבטלת את הצורך בשקע קירור נוסף.
כיצד ה-SC2301CPW מתפקד בהזנת שרף
עכשיו בואו נעמיד את הקריטריונים הללו מול משאבת הציוד המיניאטורית SC2301CPW - ההתאמה הופכת ברורה.
24 V DCתואם את מתחי הלוח הראשי של המדפסת הנפוצים, כך שאין צורך בממיר ירידה או חיזוק.
גדול או שווה ל-100 מ"ל/דקהזרימה נותנת הרבה מרווח ראש להתאמה. בפועל, בקרת מהירות PWM יכולה להוריד אותה ל-30-80 מ"ל/דקה, בהתאמה מדויקת לקצב הצריכה של מדפסות שונות.
40-150 kPaלחץ עבודה מטפל בקלות בהרמה אנכית של 2-3 מ' ועמידות צינורות מורכבת, אפילו עם שרפי יציקה בעלי צמיגות גבוהה יותר או חומרים מרוכבים מלאי קרמיקה.
פחות או שווה ל-200 mAמשיכת זרם פירושה מתח ישיר של הלוח הראשי - ללא חיווט נפרד עם זרם גבוה, הפחתת העומס הפנימי ונקודות הכשל.
פחות או שווה ל-60 dBרעש בגובה 50 ס"מ הוא בערך רמת השיחה הרגילה - מקובלת לחלוטין עבור סביבות משרדים או מרפאות.
המשאבה משתמשת בציר מפלדת אל חלד ובצמד גלגלי שיניים עמיד בפני שחיקה, המוכחים לפעולה ארוכת טווח במדיות שרף. תחזוקה שוטפת מוגבלת לבדיקת טבעות O וניקוי מסנן הכניסה - ללא החלפה תכופה של חלקי שחיקה.
חשוב מכך, הפלט הרציף והחלק של משאבת גלגלי שיניים מתיישר בצורה מושלמת עם דרישות התהליך של הדפסת שרף. פני הבור נשארים נקיים מאדוות הנגרמות על ידי פעימות, השרף מתפזר באופן שווה במהלך כל חשיפה, והעקביות של עובי שכבה לשכבה נשמרת. השרף בקו ההזנה נשאר בהילוך איטי, כך שפוטו-יזימי ופיגמנטים נשארים תלויים בצורה אחידה - הרבה יותר טוב מאחסון סטטי. מערכת ההאכלה מתפתחת מ"המתנה פסיבית שהרמה תרד" ל"שמירה אקטיבית על רמה קבועה" - שדרוג תהליך בסיסי.
טיפים מעשיים להתקנה
אפילו עם המשאבה הנכונה, פרטי ההתקנה חשובים.
שמור על צינור הכניסה קצר וישר ככל האפשר, תוך מזעור עיקולים מיותרים.
התקן מסנן נירוסטה בגודל 60 עד 100 רשת בכניסה כדי לתפוס חלקיקים לא מומסים או פסולת חיצונית לפני שהם נכנסים לחלל המשאבה.
יש לכוון את צינור היציאה כך שייכנס לבור מתחת לפני הנוזל, הימנעות מהתזה והיווצרות בועות.
התקן את המשאבה קרוב יותר לבור מאשר למאגר - קיצור פעולת היציאה מפחיתה את איבוד הלחץ. אם השטח הפנימי צר, התקן את המשאבה חיצונית על הצד של המארז עם אביזרי חיבור מהיר לתחזוקה קלה.
ניקוי לאחר הדפסה חשוב לא פחות. שאריות שנותרו בתוך המשאבה לתקופות ממושכות עשויות להחלים בצילום או לג'ל. לאחר כל הדפסה, הפעל מחזור ניקוי קצר עם איזופרופיל אלכוהול או תמיסת ניקוי ייעודית דרך המשאבה. אם המדפסת שלך תומכת בשגרות ניקוי אוטומטיות, שילוב של שטיפת משאבה בלוח הזמנים של התחזוקה היומי הופך את הפעולה כמעט ללא דאגות.
חשיבה מחדש על האכלת שרף
אנשים רבים, כאשר בונים או מתקינים מדפסת שרף, שופכים את תשומת לבם אל מקור האור, המסך, דיוק ציר ה-Z - החומרה "הנראית לעין". לעתים קרובות מתייחסים למערכת ההאכלה כאל מחשבה שלאחר מכן, הנדבקת באמצעות חתיכת צינור. אבל הדפסה היא תהליך ברמת המערכת; כל חוליה חלשה מותירה את חותמה בחלק האחרון.
אדוות ממשטח לא יציב, סטיות צבע מפיגמנטים שהתיישבו, הפרעות בהדפסה ממילוי ידני - הטרדות ה"קטנות" הללו נעוצות לעתים קרובות בהגדרות ההזנה. השקיעו מעט מאמץ בהסדרת מערכת ההזנה, ותרוויחו עקביות הדפסה משופרת משמעותית וחווית משתמש נעימה הרבה יותר.
משאבת גלגלי שיניים היא לא הפתרון היחיד, אבל להזנת שרף, היא פוגעת בהמשכיות זרימה מאזנת נקודה מתוקה, יכולת הסתגלות ללחץ, תאימות חומרים ואמינות לטווח ארוך. ה-SC2301CPW הוא דוגמה מייצגת המאמתת את הישימות של משאבות גלגלי שיניים מיניאטוריות בהדפסת פוטופולימריזציה.
אם אתה נאבק עם בעיות הזנת שרף, כדאי לחזור על כל נתיב הנוזל שלך מנקודת המבט של משאבת הציוד. לפעמים המפתח להדפסה טובה יותר הוא לא לדחוף את פרמטרי החשיפה שלך לקצה גבול היכולת - אלא לקבל את היסודות של הזנה נכונה.