Fotopolümerisatsioontrükk on viimastel aastatel kaugele jõudnud. Kunagisest nišiharrastajate mänguasjast on saanud peavoolu tootmistööriist ehete valamise, hammaste modelleerimise, kujukeste prototüüpide ja isegi tööstuslike valideerimisosade jaoks. SLA, DLP ja LCD platvormid on mõlemad saavutanud märkimisväärse turuosa. Kuid kuna kasutajad neid masinaid rohkem suruvad, jääb üks pidev peavalu: kuidas vaiku usaldusväärselt ja järjepidevalt vaadisse sööta.
Varasem meetod oli käsitsi valamine. Enne printimise alustamist hindate vajaliku mahu – liiga palju raiskab vaiku, liiga vähe ja trükiarv kuivab pooleldi. Siis tuli raskusjõuga toitmine: masina kohal rippus kõrgel reservuaar, mis toetus vaigu varustamiseks vedelale peale. Põhimõtteliselt lihtne, kuid praktikas muutub voolukiirus vedeliku taseme langedes, mis põhjustab tünni pinna tõusu ja langust kogu trüki jooksul. Esimesed ja viimased kihid on täiesti erineva pinnakvaliteediga.
Mõned proovisid automaatseks täitmiseks membraanpumpasid või peristaltilisi pumpasid. Nende pumpade pulseerimine tekitab vanni pinnale lainetust, lisades täiendavaid kihijooni, mida seal olla ei tohiks.
Nii et tagasi põhiküsimuse juurde: millist pumpa vaigu söötmine tegelikult vajab?
Esiteks mõistke vaigu "temperamenti".
Fotopolümeervaik ei ole vesi. Selle viskoossus on tavaliselt vahemikus 200 kuni 1200 cps ja tugevalt täidetud tööstusvaigud võivad ületada 2000 cps. Vaadates seda, on toatemperatuuril vesi umbes 1 cps - vaik on sadu kuni tuhandeid kordi paksem. Tavaline tsentrifugaalpump, mis toetub vee väljapoole paiskamiseks kiirele tiivikule, kaotab järsult efektiivsuse, kui käsitseda midagi nii siirupist nagu vaik. Nii vool kui ka pea mõjuvad ninast.
Veelgi tülikam on vaiktiksotroopia. Paljudel vaigudel on paigal seistes kõrge viskoossus, kuid kui neile avaldatakse nihkejõude, nagu pigistamine ja hõõrdumine pumpamise ajal, nende viskoossus ajutiselt langeb ja need muutuvad vedelamaks. See omadus võib olla kasulik, kui pumba tüüp on õigesti valitud: voolutakistus väheneb pumba töötamise ajal. Kui aga valite vale pumba – ütleme, et suurte vahedega tiivikupump – libiseb vaik läbi pilude tagasi, raiskades energiat ja tekitades soojust, mis tegelikult kiirendab enneaegset kõvenemist pumba õõnsuses.
Teine sageli tähelepanuta jäetud probleem: vaigus sisalduvatel fotoinitsiaatoritel ja pigmendiosakestel on erinev erikaal. Kui need jäetakse paigale kauemaks kui 4–6 tunniks, settivad nad aeglaselt. Tulemuseks on see, et vaati põhjas olev vaik muutub koostiselt "raskemaks", ülemine aga "kergemaks". Samast partiist trükitud osadel võivad alumise ja ülemise sektsiooni mehaanilised omadused olla erinevad. Kui pumpamissüsteem suudab söötmise ajal säilitada õrna tsirkulatsiooni, on see settimisprobleem tõhusalt kõrvaldatud.
Miks hammasrattapumbad võivad vaigu sisse hammustada?
Hammasrattapumba tööpõhimõte on petlikult lihtne. Tiheda korpuse sees pöörlevad kaks haakuvat hammasratast. Sisselaskeküljel tekitavad hammasratta hammaste vahelised laienevad ruumid osalise vaakumi, mis tõmbab vedelikku sisse. Seejärel kantakse vedelik ümber korpuse seinte hambataskutesse ja tühjendatakse väljalaskeküljel, kus haardumine sunnib vedeliku välja. See on klassikapositiivne nihemehhanism – iga pööre annab kindla koguse vedelikku.
See positiivse nihke omadus muudab vaiguga söötmise mängu. Voolukiirus on rangelt proportsionaalne pöörlemiskiirusega, mis tähendab, et mootori pöörete arvu juhtimisega saate täpselt mõõta ajaühikus vaadisse viidava vaigu kogust. Kombineerituna suletud ahela juhtimiseks mõeldud paagi tasemeanduriga, saab vedeliku pinda stabiilsena hoida ±0,5 mm piires – rohkem kui piisav DLP-masinate puhul, mille kihi paksus on 50–100 µm.
Hammasrattapumbad sobivad oma olemuselt hästi kõrge viskoossusega vedelikele. Hammasrataste sidumisel tekkiv nihkejõud töötab koos vaigu tiksotroopiaga – vaik ajutiselt hõreneb, kui see hammasratta hammaste vahele pigistatakse, vähendades voolutakistust ja muutes pumba tegelikult tõhusamaks kui külma veega. Tööstuslikes tingimustes on hammasrattapumbad parim valik šokolaadisiirupi, melassi, määrdeõlide ja muude kleepuvate materjalide pumpamiseks – füüsika on sama.
Võrreldes membraanpumpadega ei ole hammasrataspumpadel edasi-tagasi liikuvat membraani, seega on nende väljundvool palju pidevam. Diafragmapumba iga käik tekitab lühikese katkestuse, mis väljendub väikeses, kuid pidevas pinnavärinas paagis. Fotopolümerisatsiooni puhul mõjutab vedeliku pinna stabiilsus iga kokkupuute ajal otseselt vaigu levikut. Võrreldes peristaltiliste pumpadega ei ole hammasrataspumpadel torusid, mis kuluksid. Peristaltilised pumba torud – tavaliselt silikoon – paisuvad ja kõvastuvad pikaajalisel kokkupuutel vaigulahustitega järk-järgult, põhjustades 3–6 kuu jooksul märgatava voolu vähenemise. Hammasrataspumpade koos metallist või tehnilisest plastist hammasratastega on vaigukeskkonnas mõõdetud kasutusiga aastates.
Milline on hea vaigutoitepump?
Võttes arvesse vaigu omadusi ja hammasrataspumpade eeliseid, on siin peamised tehnilised andmed, mida vaiguprintimiseks miniatuurse hammasrattapumba valimisel jälgida.
Esiteks, surve.Vaigu söötmine nõuab tavaliselt tõstmist põrandatasemest reservuaarist kuni printeri vaagnani – vertikaalselt 1–2 m kõrgusele, millele lisandub 3–5 m torusid, mille kõverad ja liitmikud lisavad kohalikku takistust. Süsteemi kogu vasturõhk jääb tavaliselt vahemikku 30–80 kPa. Kui pumba maksimaalne töörõhk on sellest madalam, langeb voolukiirus järsult vasturõhu tõustes ja võib isegi täielikult seiskuda. Töörõhu vahemik 40–150 kPa katab enamiku lauaarvutite ja väiketööstuste söötmisvajadustest – isegi kui mahuti on põrandal ja printer pingil, jääb tarne stabiilseks.
Teiseks voolukiirus.Vaigu tarbimine oleneb trükipinnast ja kihi paksusest. Tüüpiline DLP-printer tarbib umbes 50–150 ml tunnis; suuremate LCD-mudelite maht on 200–300 ml. Pumba voolukiirus peab tarbimiskiirusele vastama või veidi ületama – liiga suur vooluhulk muudab taseme reguleerimise tegelikult raskemaks. Muutuva kiiruse juhtimisega 100 ml/min või suurem reiting katab hõlpsasti lauaarvutite ja keskmise tööstuse vajadused ning säilitab stabiilse väljundi isegi madalatel pööretel ilma "libisemiseta".
Kolmandaks, materjalide ühilduvus.Kõik sisemised osad, mis vaiguga kokku puutuvad, peavad vastu pidama monomeeridele ja fotoinitsiaatoritele. Akrülaadipõhised vaigud söövitavad kergelt vaske ja alumiiniumisulameid, seega on pumba korpus kõige parem valmistada roostevabast terasest või tehisplastist ning hammasrattad vajavad head tasakaalu kulumiskindluse ja keemilise vastupidavuse vahel.
Neljandaks, müra.Paljusid vaiguprintereid kasutatakse kontorites, kliinikutes või laborites, kus mürapiirangud on palju rangemad kui tehase põrandal. Hammasrattapumba pöörlev heli on oma olemuselt vähem pealetükkiv kui membraanpumba löökvasar. Kummist summutuspadja lisamine pumba ja selle kinnituse vahele vähendab veelgi struktuurset vibratsioonimüra.
Viiendaks, sõidu lihtsus.Enamik printeri emaplaate pakuvad 24 V alalisvoolu väljundit. Pumba ajami pinge sobitamine säästab teid täiendava toitemooduli lisamisest. Töövoolu hoidmine alla 200 mA väldib plaadi ülekoormamist ja välistab vajaduse täiendava jahutusradiaatori järele.
Kuidas SC2301CPW toimib vaigu söötmisel
Nüüd joondame need kriteeriumid miniatuurse käigupumbaga SC2301CPW – sobivus muutub ilmseks.
24 V DCühtib tavaliste printeri emaplaadi pingetega, seega pole vaja alla- või võimendusmuundurit.
Suurem või võrdne 100 ml/minvool annab palju reguleerimisruumi. Praktikas suudab PWM-i kiiruse reguleerimine vähendada kiirust 30–80 ml/min, sobitades täpselt erinevate printerite tarbimismäära.
40–150 kPatöörõhk talub kergesti 2–3 m vertikaalset tõstejõudu ja keerulist torude takistust isegi kõrgema viskoossusega valuvaikude või keraamilise täidisega komposiitide korral.
Väiksem või võrdne 200 mAvoolutarve tähendab emaplaadi otsetoidet – eraldi kõrge voolujuhtmeid pole, vähendades sisemist segadust ja rikkekohti.
Vähem kui 60 dB või sellega võrdnemüra 50 cm kõrgusel on umbes tavalise vestluse tase – täiesti vastuvõetav kontoris või kliinikus.
Pump kasutab roostevabast terasest võlli ja kulumiskindlat hammasrataste paari, mis on tõestatud pikaajaliseks tööks vaigukeskkonnas. Rutiinne hooldus piirdub O-rõngaste kontrollimise ja sisselaskefiltri puhastamisega – kuluvaid osi ei vahetata sageli.
Veelgi olulisem on see, et hammasrattapumba pidev ja sujuv väljund on täiuslikult kooskõlas vaiguprintimise protsessinõuetega. Vaadi pind jääb pulsatsioonist põhjustatud lainetuseta, vaik jaotub ühtlaselt iga kokkupuute ajal ja säilib kihtidevahelise paksuse konsistents. Etteandeliini vaik jääb aegluubis liikuma, nii et fotoinitsiaatorid ja pigmendid jäävad ühtlaselt hõljuma – palju paremini kui staatiline säilitamine. Toitmissüsteem areneb "passiivselt taseme languse ootamisest" kuni "konstantse taseme aktiivse hoidmiseni" - protsessi põhitäienduseks.
Praktilised paigaldusnõuanded
Isegi õige pumba korral on paigaldusdetailid olulised.
Hoidke sisselasketoru võimalikult lühike ja sirge, minimeerides tarbetuid painutusi.
Paigaldage sisselaskeavale 60–100-silmaline roostevabast terasest filter, et püüda kinni lahustumatud osakesed või välispraht enne, kui need pumba õõnsusse jõuavad.
Suunake väljalasketoru nii, et see siseneks vedeliku pinnast allapoole anumasse, vältides pritsmeid ja mullide teket.
Paigaldage pump vaagnale lähemale kui reservuaarile – väljalaskekäigu lühendamine vähendab rõhukadu. Kui siseruumi on vähe, paigaldage pump väljastpoolt korpuse küljele kiirühendusdetailidega, et seda hõlpsalt hooldada.
Trükijärgne puhastamine on sama oluline. Pumbasse pikemaks ajaks jäetud jäägid võivad fotokõvastuda või geelistada. Pärast iga printimist käivitage lühike puhastustsükkel isopropüülalkoholi või spetsiaalse puhastuslahusega läbi pumba. Kui teie printer toetab automaatseid puhastusrutiine, muudab pumba loputamise integreerimine igapäevasesse hooldusgraafikusse töö peaaegu muretuks.
Vaiguga toitmise ümbermõtestamine
Paljud inimesed pööravad vaikprinterit ehitades või tagantjärele paigaldades oma tähelepanu valgusallikale, ekraanile, Z-telje täpsusele – "nähtavale" riistvarale. Toitmissüsteemi käsitletakse sageli kui järelmõtet, mis kinnitatakse torujupiga. Kuid printimine on süsteemitasandi protsess; iga nõrk lüli jätab oma jälje lõpposale.
Ebastabiilsest pinnast tulenevad lainetused, settinud pigmentide värvide kõrvalekalded, käsitsi täitmistest tingitud prindikatkestused – need "väikesed" tüütused tulenevad sageli söötmise seadistustest. Investeerige veidi jõupingutusi söötmissüsteemi õigeks muutmiseks ja saate märkimisväärselt parema prindi järjepidevuse ja palju meeldivama kasutuskogemuse.
Hammasrataspump ei ole ainus lahendus, kuid vaigu etteandmiseks saavutab see voolu pidevuse, rõhu kohandatavuse, materjalide ühilduvuse ja pikaajalise töökindluse. SC2301CPW on tüüpiline näide, mis kinnitab miniatuursete hammasrataspumpade rakendatavust fotopolümerisatsiooniprintimisel.
Kui teil on probleeme vaigu etteandmisega, tasub kogu oma vedelikutee hammasrattapumba vaatenurgast uuesti üle vaadata. Mõnikord ei ole parema prindi võti särituse parameetrite viimine piirini, vaid söötmise põhialuste õigeks saamine.