چاپ فتوپلیمریزاسیون در سالهای اخیر راه طولانی را پیموده است. اسباب‌بازی‌هایی که زمانی یک اسباب‌بازی خاص بود، به یک ابزار تولید اصلی برای ریخته‌گری جواهرات، مدل‌سازی دندان، نمونه‌های اولیه مجسمه‌ها و حتی قطعات اعتبارسنجی صنعتی تبدیل شده است. پلتفرم های SLA، DLP و LCD هر کدام سهم قابل توجهی از بازار را به خود اختصاص داده اند. اما همانطور که کاربران این ماشین‌ها را سخت‌تر فشار می‌دهند، یک سردرد دائمی باقی می‌ماند: چگونه رزین را به طور قابل‌اعتماد و پیوسته وارد مخزن کنیم.
اولین روش ریختن دستی بود. شما حجم مورد نیاز را قبل از شروع چاپ تخمین می زنید. سپس تغذیه گرانشی آمد: یک مخزن در بالای دستگاه آویزان بود که برای تامین رزین به سر مایع متکی بود. در اصل ساده است، اما در عمل با کاهش سطح مایع، سرعت جریان تغییر می کند و باعث بالا و پایین رفتن سطح vat در سراسر چاپ می شود. لایه های اول و آخرین لایه ها با کیفیت سطحی کاملاً متفاوت ختم می شوند.
برخی از پمپ های دیافراگمی یا پمپ های پریستالتیک را برای پر کردن مجدد خودکار امتحان کردند. ضربان ناشی از این پمپ ها موج هایی را روی سطح vat ایجاد می کند و خطوط لایه اضافی را اضافه می کند که نباید وجود داشته باشد.
بنابراین به سوال اساسی برگردیم: تغذیه رزین واقعاً به چه نوع پمپی نیاز دارد؟
ابتدا "مزاج" رزین را درک کنید
رزین فوتوپلیمر آب نیست. ویسکوزیته آن معمولاً بین 200 تا 1200 cps است و رزین های صنعتی با پر شدن شدید می توانند از 2000 cps تجاوز کنند. برای در نظر گرفتن این موضوع، آب در دمای اتاق حدود 1 cps است - رزین صدها تا هزاران بار ضخیم‌تر است. یک پمپ گریز از مرکز معمولی که برای پرتاب آب به بیرون به یک پروانه با سرعت بالا متکی است، هنگام کار با چیزی به اندازه رزین، کارایی خود را به طور چشمگیری از دست می دهد. جریان و سر هر دو یک دماغه می شوند.
مشکل سازتر رزین استتیکسوتروپی. بسیاری از رزین‌ها در حالت ساکن ویسکوزیته بالایی از خود نشان می‌دهند، اما هنگامی که تحت نیروهای برشی مانند فشردن و اصطکاک در حین پمپاژ قرار می‌گیرند، ویسکوزیته آنها به طور موقت کاهش می‌یابد و سیال‌تر می‌شوند. اگر نوع پمپ به درستی انتخاب شود، این ویژگی می تواند سودمند باشد: مقاومت جریان با کارکرد پمپ کاهش می یابد. با این حال، اگر پمپ اشتباهی را انتخاب کنید، مثلاً یک پمپ پروانه‌ای با فاصله‌های زیاد، رزین از میان شکاف‌ها به عقب می‌لغزد، انرژی را هدر می‌دهد و گرما تولید می‌کند که عملاً پخت زودرس داخل حفره پمپ را تسریع می‌کند.
موضوع دیگری که اغلب نادیده گرفته می شود: آغازگرهای نوری و ذرات رنگدانه در رزین وزن مخصوص متفاوتی دارند. اگر بیش از 4 تا 6 ساعت بی‌حرکت بمانند، آرام آرام می‌نشینند. نتیجه این است که رزین ته دیگ از نظر ترکیب "سنگین تر" می شود، در حالی که قسمت بالایی "سبک تر" می شود. قطعات چاپ شده از یک دسته می توانند خواص مکانیکی متفاوتی را بین بخش های پایین و بالایی نشان دهند. اگر سیستم پمپاژ بتواند گردش ملایمی را در طول تغذیه حفظ کند، این مشکل نشست به طور موثر حذف می شود.
چرا پمپ های دنده ای می توانند به رزین گاز بزنند؟
اصل کار یک پمپ دنده ای به طرز فریبنده ای ساده است. دو چرخ دنده مشبک در داخل یک محفظه محکم می چرخند. در سمت ورودی، فضاهای در حال انبساط بین دندانه‌های چرخ دنده خلاء جزئی ایجاد می‌کند که مایع را به داخل می‌کشد. سپس مایع در اطراف دیواره‌های محفظه در پاکت‌های دندان حمل می‌شود و در سمت خروجی تخلیه می‌شود، جایی که عمل مش‌بندی مایع را به بیرون وادار می‌کند. این یک کلاسیک استجابجایی مثبتمکانیزم - هر چرخش حجم ثابتی از مایع را ارائه می دهد.
این مشخصه جابجایی مثبت یک تغییر دهنده بازی برای تغذیه رزین است. سرعت جریان کاملاً متناسب با سرعت چرخش است، به این معنی که با کنترل RPM موتور، می توانید میزان رزین تحویل شده به vat را در واحد زمان دقیقا اندازه گیری کنید. هنگامی که با یک سنسور سطح vat برای کنترل حلقه بسته ترکیب می‌شود، سطح مایع را می‌توان در 0.5± میلی‌متر ثابت نگه داشت - بیش از حد کافی برای ماشین‌های DLP با ضخامت لایه‌های 50 تا 100 میکرومتر.
پمپ های دنده ای ذاتاً برای سیالات با ویسکوزیته بالا مناسب هستند. برشی ایجاد شده در طول مش بندی چرخ دنده با تیکسوتروپی رزین کار می کند - رزین زمانی که بین دندانه های چرخ دنده فشرده می شود به طور موقت نازک می شود و مقاومت جریان را کاهش می دهد و در واقع پمپ را کارآمدتر از آب سرد می کند. در محیط های صنعتی، پمپ های دنده ای بهترین انتخاب برای پمپاژ شربت شکلات، ملاس، روغن های روان کننده و سایر مواد چسبنده هستند - فیزیک یکسان است.
در مقایسه با پمپ های دیافراگمی، پمپ های دنده ای فاقد غشای رفت و برگشتی هستند، بنابراین جریان خروجی آنها به مراتب پیوسته تر است. هر ضربه پمپ دیافراگمی یک وقفه مختصر ایجاد می کند که به لرزش سطحی ریز اما ثابت در مخزن تبدیل می شود. برای فتوپلیمریزاسیون، پایداری سطح مایع در طول هر بار قرار گرفتن مستقیماً بر نحوه پخش یکنواخت رزین تأثیر می گذارد. در مقایسه با پمپ های پریستالتیک، پمپ های دنده ای هیچ لوله ای برای فرسودگی ندارند. لوله های پمپ پریستالتیک - معمولاً سیلیکونی - با تماس طولانی مدت با حلال های رزین به تدریج متورم و سخت می شوند و باعث پوسیدگی قابل توجه جریان در عرض 3 تا 6 ماه می شوند. پمپ های دنده ای، با چرخ دنده های فلزی یا پلاستیکی مهندسی، عمر مفیدی دارند که در محیط های رزینی بر حسب سال اندازه گیری می شود.
یک پمپ رزین تغذیه خوب چیست؟
با توجه به خواص رزین و مزایای پمپ های دنده ای، در اینجا به مشخصات کلیدی که باید هنگام انتخاب پمپ دنده ای مینیاتوری برای چاپ رزین توجه کنید، آورده شده است.
اول، فشار.تغذیه رزین معمولاً نیاز به بلند کردن از یک مخزن در سطح کف تا مخزن چاپگر دارد - ارتفاع عمودی 1-2 متر، به علاوه 3-5 متر لوله، با خم ها و اتصالات که مقاومت موضعی را اضافه می کند. فشار معکوس کل سیستم معمولاً در محدوده 30 تا 80 کیلو پاسکال قرار می گیرد. اگر حداکثر فشار کاری پمپ کمتر از آن باشد، با افزایش فشار معکوس، سرعت جریان به شدت کاهش می یابد و حتی ممکن است به طور کامل متوقف شود. محدوده فشار کاری 40 تا 150 کیلو پاسکال اکثریت قریب به اتفاق نیازهای تغذیه رومیزی و صنایع کوچک را پوشش می دهد - حتی اگر مخزن روی زمین و چاپگر روی نیمکت قرار گیرد، تحویل ثابت باقی می ماند.
دوم، سرعت جریان.مصرف رزین به سطح چاپ و ضخامت لایه بستگی دارد. یک چاپگر DLP معمولی حدود 50 تا 150 میلی لیتر در ساعت مصرف می کند. مدل های LCD بزرگتر می توانند 200 تا 300 میلی لیتر باشند. دبی پمپ فقط باید با میزان مصرف مطابقت داشته باشد یا کمی از آن فراتر رود - دبی بیش از حد در واقع کنترل سطح را سخت‌تر می‌کند. درجه بندی بیشتر یا مساوی 100 میلی لیتر در دقیقه، با کنترل سرعت متغیر، به راحتی نیازهای دسکتاپ تا متوسط صنعتی را پوشش می دهد و خروجی را حتی در دورهای پایین بدون "لغزش" ثابت نگه می دارد.
سوم، سازگاری مواد.تمام قطعات داخلی که با رزین تماس دارند باید در برابر مونومرها و آغازگرهای نور مقاومت کنند. رزین های مبتنی بر آکریلات نسبت به مس و آلیاژهای آلومینیوم خورنده ملایمی هستند، بنابراین بدنه پمپ بهتر است از فولاد ضد زنگ یا پلاستیک مهندسی شده ساخته شود و چرخ دنده ها به تعادل خوبی از مقاومت در برابر سایش و مقاومت شیمیایی نیاز دارند.
چهارم، سر و صدا.بسیاری از چاپگرهای رزین در دفاتر، کلینیک ها یا آزمایشگاه ها استفاده می شوند، جایی که محدودیت های نویز بسیار سخت تر از کف کارخانه است. صدای چرخشی یک پمپ دنده ای ذاتاً کمتر از ضربات ضربه ای یک پمپ دیافراگمی است. اضافه کردن یک پد میرایی لاستیکی بین پمپ و پایه آن باعث کاهش بیشتر صدای لرزش ساختاری می شود.
پنجم، سهولت در رانندگی.اکثر بردهای اصلی چاپگر خروجی 24 ولت DC دارند. مطابقت با ولتاژ درایو پمپ شما را از اضافه کردن یک ماژول قدرت اضافی نجات می دهد. نگه داشتن جریان عملیاتی زیر 200 میلی آمپر از بارگذاری بیش از حد برد جلوگیری می کند و نیاز به هیت سینک اضافی را از بین می برد.
نحوه عملکرد SC2301CPW در تغذیه رزین
اکنون بیایید این معیارها را در برابر پمپ دنده مینیاتوری SC2301CPW ردیف کنیم - تناسب آن آشکار می شود.
24 ولت DCبا ولتاژهای معمولی برد اصلی چاپگر مطابقت دارد، بنابراین نیازی به مبدل کاهنده یا تقویت کننده نیست.
بزرگتر یا مساوی 100 میلی لیتر در دقیقهجریان فضای زیادی برای تنظیم می دهد. در عمل، کنترل سرعت PWM می تواند آن را به 30 تا 80 میلی لیتر در دقیقه کاهش دهد، که دقیقاً با نرخ مصرف چاپگرهای مختلف مطابقت دارد.
40-150 کیلو پاسکالفشار کاری به راحتی با بالابر عمودی 2 تا 3 متر و مقاومت لوله پیچیده، حتی با رزین‌های ریخته‌گری با ویسکوزیته بالاتر یا کامپوزیت‌های پر شده با سرامیک، مقابله می‌کند.
کمتر یا مساوی 200 میلی آمپرکشش جریان به معنای برق مستقیم برد اصلی است - بدون سیم کشی مجزای جریان بالا، کاهش درهم و برهمی داخلی و نقاط خرابی.
کمتر یا مساوی 60 دسی بلنویز در 50 سانتی متر تقریباً سطح مکالمه معمولی است - کاملاً قابل قبول برای محیط های مطب یا کلینیک.
این پمپ از شفت فولادی ضد زنگ و جفت دنده مقاوم در برابر سایش استفاده می‌کند که عملکرد طولانی‌مدت آن در محیط رزین ثابت شده است. تعمیر و نگهداری معمول محدود به بررسی حلقه های اورینگ و تمیز کردن فیلتر ورودی است - بدون تعویض مکرر قطعات فرسوده.
مهمتر از آن، خروجی مداوم و صاف یک پمپ دنده ای کاملاً با الزامات فرآیند چاپ رزین مطابقت دارد. سطح vat عاری از امواج ناشی از ضربان می ماند، رزین در طول هر بار قرار گرفتن در معرض یکنواخت پخش می شود و قوام ضخامت لایه به لایه حفظ می شود. رزین در خط تغذیه در حرکت آهسته باقی می ماند، بنابراین آغازگرهای نوری و رنگدانه ها به طور یکنواخت معلق می مانند - بسیار بهتر از ذخیره سازی استاتیک. سیستم تغذیه از "انتظار منفعلانه برای کاهش سطح" به "حفظ فعالانه یک سطح ثابت" تکامل می یابد - یک ارتقاء اساسی فرآیند.
نکات کاربردی نصب
حتی با پمپ مناسب، جزئیات نصب مهم است.
لوله ورودی را تا حد امکان کوتاه و مستقیم نگه دارید و خمیدگی های غیر ضروری را به حداقل برسانید.
یک فیلتر فولادی ضد زنگ 60 تا 100 مش روی ورودی نصب کنید تا ذرات حل نشده یا زباله های خارجی را قبل از ورود به حفره پمپ بگیرید.
لوله خروجی را طوری هدایت کنید که وارد مخزن زیر سطح مایع شود و از پاشش و تشکیل حباب جلوگیری شود.
پمپ را نزدیکتر به مخزن نصب کنید تا مخزن - کوتاه کردن مسیر خروجی باعث کاهش افت فشار می شود. اگر فضای داخلی تنگ است، برای تعمیر و نگهداری آسان، پمپ را به صورت خارجی در کنار محفظه با اتصالات اتصال سریع نصب کنید.
تمیز کردن پس از چاپ نیز به همان اندازه مهم است. بقایای باقی مانده در داخل پمپ برای مدت طولانی ممکن است فتوکور یا ژل شود. پس از هر چاپ، یک چرخه تمیز کردن کوتاه با ایزوپروپیل الکل یا محلول تمیز کننده اختصاصی از طریق پمپ اجرا کنید. اگر چاپگر شما از روال‌های تمیز کردن خودکار پشتیبانی می‌کند، ادغام شستشوی پمپ در برنامه نگهداری روزانه، کارکرد را تقریباً بدون نگرانی می‌کند.
بازنگری در تغذیه با رزین
بسیاری از افراد، هنگام ساخت یا بهسازی یک چاپگر رزینی، توجه خود را به منبع نور، صفحه نمایش، دقت محور Z - سخت افزار "مرئی" معطوف می کنند. سیستم تغذیه اغلب به عنوان یک فکر بعدی در نظر گرفته می شود که با یک قطعه لوله چسبانده می شود. اما چاپ فرآیندی در سطح سیستم است. هر پیوند ضعیف اثر خود را در قسمت پایانی به جا می گذارد.
امواج ناشی از یک سطح ناپایدار، انحراف رنگ از رنگدانه های ته نشین شده، وقفه های چاپی ناشی از پر کردن مجدد دستی - این مزاحمت های "جزئی" اغلب به تنظیم تغذیه بازمی گردد. برای درست کردن سیستم تغذیه، کمی تلاش کنید و ثبات چاپ بهبود یافته و تجربه کاربری بسیار دلپذیرتری به دست خواهید آورد.
پمپ دنده ای تنها راه حل نیست، اما برای تغذیه رزین، تداوم جریان متعادل کننده نقطه ای شیرین، سازگاری فشار، سازگاری با مواد و قابلیت اطمینان طولانی مدت را دارد. SC2301CPW نمونه ای است که کاربرد پمپ های دنده ای مینیاتوری را در چاپ فوتوپلیمریزاسیون تایید می کند.
اگر با مشکلات تغذیه رزین دست و پنجه نرم می کنید، ارزش آن را دارد که کل مسیر سیال خود را از منظر دنده-پمپ بازبینی کنید. گاهی اوقات کلید چاپ بهتر این نیست که پارامترهای نوردهی خود را به حد مجاز فشار دهید، بلکه باید اصول اولیه تغذیه را به درستی انجام دهید.