اکسترودر(extruder) چیست و در پرینتر 3 بعدی چه اهمیتی دارد ؟

ماشین آلات و تجهیزات -> پرینتر های سه بعدی 297 نوید نادری اصل

پرینتر های 3 بعدی از دستگاه های شگفت انگیزی هستند که بشر اختراع کرده، امروزه با وجود تکنولوژی اسکن 3 بعدی قدرت های پرینترهای 3 بعدی بیشتر هم شده. توانایی تولید با استفاده از مهندسی معکوس از نتایج این تکنولوژی ها هستند. ما در این مقاله می خواهیم در مورد یکی از قطعات مهم پرینترهای 3 بعدی یعنی اکسترودر صحبت کنیم. با ما همراه باشید ...

اکسترودر در پرینتر 3 بعدی

یکی از مهم ترین اجزای یک پرینتر 3 بعدی، اکسترودر آن است. اکسترودر با قسمت هات اند(Hot End) پرینتر 3 بعدی ارتباط دارد. هات اند قسمتی از پرینتر 3 بعدی است که فیلامنت را ذوب می کند. به اکسترودر کول اند(Cool End) هم می گویند ،به معنای قسمت سرد. دلیل این نام گذاری این است که فیلامنت ها هنگام ورود به اکسترودر تا زمان رسیدن به هات اند سرد هستند.

اکسترودر

اکسترودر ها شامل 3 بخش هستند

  • موتورها : یکی از نکات مهمی که در انتخاب اکسترودر باید به آن توجه کرد موتورها هستند، تمامی اکسترودرها دارای موتور هستند و این موتورها با توجه به سرعت،گشتاور و قدرت خود روی عملکرد اکسترودر تاثیر مستقیم دارند.
  • آیدلر (Idler) : این قطعه فیلامنت ها را قبل از اینکه به سمت هات اند حرکت کنند نگه داری می کند، آیدلر مهم است زیرا اگر نتواند فشار نگه دارنده فیلامنت ها را تنظیم کند باعث خراب شدن کل روند پرینت می شوند.
  • چرخ دنده های به حرکت درآورنده ی فیلامنت : این چرخ دنده ها فیلامنت را گرفته و به سوی هات اند هدایت می کنند، 2 مدل معروف از این چرخ دنده ها وجود دارند که چرخ دنده های کوچک فولادی و پیچ های دندانه دار (hobbed bolt) هستند.

 

نحوه کار اکسترودر :

 

موتورهای کوچکی در اکسترودر حرکت و تزریق فیلامنت را انجام می دهند. این موتورهای بسیار دقیق گشتاور بالا در سرعت پایین ایجاد می کنند و همین مورد عاملی است که برای ورود مقدار مورد نیاز فیلامنت به اکسترودر مورد نیاز است. البته در این راه قطعات دیگری نیز این موتورهای کوچک را همراهی می کنند.

 

پرینتر 3 بعدی

فیلامنت (filament)

از آنجایی که فیلامنت ارتباط مستقیمی با اکسترودر دارد بهتر است اطلاعاتی در‌مورد فیلامنت داشته باشیم. فیلامنت در حقیقت مواد اولیه کار با پرینترهای 3 بعدی است. این مواد از پلیمر ساخته شده و به شکل رول های نیم کیلویی و یک کیلویی قابل تهیه است. فیلامنت را می توان با کاتریج در پرینتر های معمولی مقایسه کرد، همانطور که کاتریج را با توجه به مدل پرینتر معمولی خود انتخاب می کنید فیلامنت را نیز باید با توجه به پرینتر 3 بعدی و انتظارات خود انتخاب کنید.

 

 

 

2 مدل رایج اکسترودر

در حال حاضر 2 مدل اکسترودر برای پرینترهای 3 بعدی وجود دارند که به نام های Bowden و Direct ) بودِن و مستقیم ( شناخته می شوند ،هر کدام از این 2 مدل ویژگی های خاص خود را دارند. همانطور که حدث میزنید هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند. ابتدا به سراغ اکسترودر مستقیم میرویم و آن را بررسی می کنیم.

اکسترودر مستقیم (Direct)

دلیل نامگذاری اکسترودرهای مستقیم این است که این اکسترودرها به شکل مستقیم با قسمت هات اند ارتباط دارند. در حقیقت اکسترودر مستقیم روی هات اند نصب می شود. این موضوع باعث کاهش مسیر طی شده توسط فیلامنت می شود که یک مزیت برای اکسترودر مستقیم محسوب می شود.

مزایای اکسترودر مستقیم

  • فاصله کم بین چرخ دنده محرک فیلامنت و هات اند
  • نیاز به گشتاور پایین تر برای هدایت فیلامنت به داخل هات اند
  • با توجه به مواردی که ذکر شد نیازمند موتور کوچک تر و کم هزینه تر نسبت به اکسترودر بودِن است.
  • کم بودن فاصله بین چرخ دنده و هات اند در اکسترودرهای مستقیم باعث شده که برای پرینت فیلامنت های انعطاف پذیر بهتر باشند.

 

معایب اکسترودر مستقیم

  • ایجاد لرزش و تکان زیاد
  • تولید گرما و حرارت بیشتر
  • با توجه به مواردی که ذکر شد پرینتر های مجهز به اکسترودر بودِن پرینتی دقیق تر و سریع تر به ما ارائه می دهند.

 

اکسترودر مستقیم

اکسترودر بودِن  (Bowden)

در این مدل اکسترودر،اتصال اکسترودر با هات اند بصورت مستقیم نیست و از یک لوله اکثرا تفلون برای اتصال و هدایت فیلامنت استفاده می شود.

 

مزایای اکسترودر بودن

  • مهم ترین مزیت اکسترودر بودِن، عدم تحمل وزن بدنه اکسترودر توسط هات اند است. سرعت و دقت پرینترهای مجهز به اکسترودر بودن بیشتر از پرینترهایی است که از نوع مستقیم استفاده می کنند.

معایب اکسترودر بودن

  • به دلیل افزایش فاصله بین چرخ دنده و هات اند که باعث بیشتر شدن تاخیر در سیستم می شود، رشته رشته شدن فیلامنت ها را شاهد هستیم.
  • افزایش اصطکاک روی فیلامنت
  • مناسب نبودن برای پرینت مواد انعطاف پذیر

 

اکسترودر بودن

 

جمع بندی

پس از بررسی مطالب بالا ممکن است برای انتخاب اکسترودر دچار مشکل شده باشید، توصیه کارشناسان پارتینه به شما این است که پس از بررسی نیازمندی های خودتان انتخاب کنید، در صورتی که نیاز به استفاده از مواد انعطاف پذیر دارید پرینتری با اکسترودر مستقیم را انتخاب کنید یا اگر دقت و سرعت برای شما الویت دارد پرینتری با اکسترودر بودِن انتخاب کنید. در صورت نیاز به مشاوره با کارشناسان پارتینه تماس بگیرید.