Puhas valik, mis annab 3D-printimisel ülitäpse vedelikukontrolli

Ühe pilguga

Põhimõte - toru kokkusurumine (peristaltiline), positiivne nihe; vedelik puudutab ainult toru sisemust.

Variandid - SC2201RPW tarnitakse 3 V alalisvoolu, 6 V alalisvoolu ja 12 V alalisvoolu mähistega.

Vooluklass - 20-50 ml/min, määratud pigem mootori kiiruse ja toruava kui klapi järgi.

Disaini fookus – kauakestev toru ja rulli liides, nii et torude vahetused jäävad plaanipäraseks hoolduseks.

Parim sobivus – täpne doseerimine, tindi- ja reaktiiviliinid, sideaine etteande- ja loputusahelad, kus ristsaastumine ei ole vastuvõetav.

Mida "puhas" tähendab pumbas, mis puudutab ainult toru

"Puhas" kirjeldab vedeliku teed, mitte viimistlust. SC2201RPW puhul suruvad vedelikku painduvat toru pigistavad rullid, nii et märjaks saanud pind on selle toru sisemus: voolus ei ole hammasrattaid, kolbe, tihendeid ega tagasilöögiklappe. Vahetage toru ja vedeliku tee on jälle uus.

See üksainus disainivalik selgitab enamikku pumba käitumisest. Kui voolu sees pole pöörlevat osa, pole midagi korrodeeruvat ega sapiseks ning kliirensit, mis kulub lahti ja laseb voolul triivida. Ilma ventiilideta võib pump töötada kuivalt, tagurdada ja hoida vedelikutoru. Hind on selline, et vool sõltub toru elastsusest, seega on toru nii täppiselement kui ka kuluv osa.

Märg tee, võrreldud

Kolm 3D-printerites ja nende läheduses kasutatavat pumbaperekonda käitlevad samu vedelikke väga erineval viisil ning see erinevus määrab puhastusrutiini ja üleminekuaja.

Mis puhtus ostab 3D-printimise töövoo

Praktiline kasu ilmneb töövoo tasemel. Sideaine, reaktiivi, tindi ja tugimaterjalide liinid kannavad igaüks oma keemiat ning mis tahes jagatud siseruumala muutub konstruktsioonide muutumisel saasteteekonnaks. Torupõhine sööt hoiab selle riski mõne minutiga vahetatava komponendi sees, hoiab vedeliku eemal määrdeainetest ja mootori kuumusest ning võimaldab mitmest materjalist printeril määrata puhta tee lihtsalt toru vahetamisega.

SC2201RPW sees: viis kihti, mis määravad selle käitumise

Pumpa on kõige lihtsam määrata ja tõrkeotsingut teostada viie funktsionaalse kihina: ajam, rootor ja rullikud, toru, seda joondatud pea ja vedelikuühendused. Igal kihil on erinevad parameetrid, nii et probleem, mis näeb välja nagu nõrk pump, jälgib tavaliselt ühte kindlat kihti.

Kihistamine on kõige olulisem siis, kui konstruktsioon liigub pingi prototüübilt masinale, mis töötab järelevalveta. Pingil pump kas pöörleb või mitte; masinas muutuvad küsimusteks voolu korratavus, toru eluiga ja käitumine joone blokeerumisel. Need küsimused kuuluvad erinevatele kihtidele, seega täpsustatakse neid eraldi.

1. kiht: draiv

Ajam muudab elektrienergia pöörlemiseks. SC2201RPW on saadaval 3 V, 6 V ja 12 V variantides ning mähise pinge määrab antud väljundi jaoks võetava voolu: mida madalam on pinge, seda suurem vool. Kiirus on peristaltilise pumba vooluregulaator ja käigukastiga mootor vahetab kiiruse pöördemomendi vastu, kui pikk tühjendusvoolik tõstab koormust.

2. kiht: rootor ja rullikud

Rullid on oklusioonielemendid. Iga rull tasandab toruosa ja surub vedelikku sellest ette, samal ajal kui toru vetrub tagasi ja tõmbab värsket vedelikku sisse. Rohkem rulle annab väiksemaid impulsse ja lühema tihendusulatuse; vähem rullikuid tagab pikema ja õrnema survetsükli. Rulli geomeetria ja vedru surve määravad, kui tugevalt toru pigistatakse, mis tasakaalustab voolu täpsust toru väsimise vastu.

Kolmas kiht: toru

Toru on ainus niisutatud osa ja see määrab voolu pöörde kohta, keemilise ühilduvuse ja kasutusea. Silikoon on vesipõhiste tintide ja reaktiivide üldotstarbeline valik; jõudlustorusid kasutatakse seal, kus pikem eluiga või parem kemikaalikindlus õigustab hinda. Ava suurus määrab läbikäigul pühitava mahu, seina paksus taaskasutamise ja kõvadus määrab, kui palju survet pump suudab tekitada enne toru õhupallide tihendamise asemel.

4. kiht: pea ja kinnihoidmine

Pea hoiab toru õiges pinges ja joonduses, nii et iga rull surub seda ettenähtud määral kokku. See on ka soojustee, sest korduv kokkusurumine tekitab soojust, mis peab koostust lahkuma. Liiga lahtised klambrid lasevad torul roomata ja vähendavad voolu; liiga pingul olevad klambrid suruvad selle kokku ja lühendavad selle eluiga ilma kasulikku voolu lisamata.

5. kiht: vedeliku ühendused

Ühendused, imitoru, tühjendusvoolik ja kruntimine viivad süsteemi lõpule. Lühike, hästi toestatud ja laia avaga imemiskäik toidab toru korralikult; pikk, kitsas või kokkuvarisev joon nälgib selle ja tekitab klassikalise pumba sümptomi, mis töötab kiiresti, kuid annab vähe. Väljalaske pikkus ja kõrgus määravad, kui suure surve peab pump ületama enne vedeliku saabumist.

Tööümbrik: neli numbrit ja nende koostoime

Neli numbrit määratlevad ümbriku: toitepinge, voolukiirus, rõhk, mida toru suudab hoida, ja töötsükkel. Nad kauplevad üksteise vastu, nii et tööpunkt, mis üht parandab, maksab tavaliselt teist. Kinnitage tegelikult paigaldatud toru andmelehe väärtused, sest toru määrab kaks neljast.

Allolevasse tabelisse on kogutud, mida mudel järgmisse toob ja mida tuleb andmelehel kinnitada enne, kui masin välja logitakse. Käsitlege viimast veergu ostule järgneva inseneritööna, mitte valikulise paberitööna.

3 V, 6 V ja 12 V: mis tegelikult muutub

Pinge variandid ei muuda põhimõtet; nad muudavad elektrilepingut. 12 V mähis võtab sama väljundi jaoks vähem voolu ja sobib 24 V printerile väikese buck-muunduri või 12 V tarvikute siini kaudu. 6 V variant paarib 5 V arhitektuuriga. 3 V variant võtab kõige suurema voolu, nii et juhtme suurus, pistikud ja draiveri nimiväärtus on olulisemad kui pinge ise.

Praktiline reegel on valida variant, mille pinget masin juba puhtalt toodab, seejärel mõõta draiver ja kaitsme suurima voolu jaoks, mida pump võib nõuda. Kiiruse reguleerimine toimub pärast seda, tavaliselt juhi staadiumis PWM-ina, mitte pinge muutusena, kuna toitepinge alandamine vähendab nii pöördemomenti kui ka kiirust.

Vooluhulk: 20 kuni 50 ml/min

Voolu määravad kaks asja: kui palju vedelikku üks rullikäik tõrjub ja kui palju läbimisi minutis toimub. Nihe läbikäigu kohta järgib toru ava ja seina paksust, seega liigub toru vahetus kogu voolukõverat. Allolev tabel töötab läbi illustreeriva nihkega aritmeetika, mis on kiireim viis näha, kuidas saavutatakse 20-50 ml/min riba.

Kui täpsustate, lugege tabelit vastupidises järjekorras: otsustage vajalik vooluhulk, seejärel kontrollige, kas selle saavutamiseks vajalik kiirus on mootorile ja torule mugav. Kiirused, mis suruvad pumba ülemise piirini, suurendavad pulsatsiooni, soojust ja torude kulumist koos, nii et tööpunkt riba keskel on tavaliselt parem tootmisseade.

Vasturõhu ja imemise tõstmine

Peristaltilised pumbad on rõhuga piiratud pigem toru kui ventiiliga. Tühjendusrõhu tõustes surutakse toru sein tagasi rulli vastu ja tihend laguneb, mistõttu vool väheneb, kuigi mootor jätkab pöörlemist. Imemise poolel teeb tööd sama elastsus: toru peab pärast iga rulli läbimist täielikult taastuma, mistõttu pikk imemiskäik või viskoosne vedelik vähendab väljastamist isegi siis, kui miski pole blokeeritud.

Töötsükkel ja temperatuur

Pidev töötamine muudab pumba pea soojaks ja toru tunneb seda esimesena. Kuumus kiirendab kokkusurumist, nii et sadu tunde jahedas töötav toru võib suletud korpuses ilma õhuvooluta palju varem üles öelda. Hoidke pead liikuvas õhus, kus masin seda võimaldab, ja salvestage pea või vedeliku temperatuur kestvusjooksu ajal, selle asemel, et eeldada, et ümbritsev näitaja seda katab.

Kuhu 20–50 ml/min mikropump sobib 3D-printimiseks

20–50 ml/min mikropump katab vedelikuga seotud ülesanded, mis asetsevad tilguti ja rõhuga ekstruuderi vahel: sideaine ja reaktiivi doseerimine, tindi etteandmine ja tsirkulatsioon, tugimaterjali kohaletoimetamine, madala kuivainesisaldusega keraamilised ja bioloogilised tindid ning puhastus- või loputusliinid. See on vale tööriist jäiga ja kõrge kuivainesisaldusega pasta jaoks.

Erinevus on oluline, sest 3D-printimine hõlmab tohutut viskoossusvahemikku. Peristaltilisele doseerimisele kuulub õhuke ots, kus vedelik voolab kergesti, survevajadus on tagasihoidlik ja korratavus loeb rohkem kui jõud. Keraamiline pasta, täidetud polümeerid ja muud kõrge kuivainesisaldusega süsteemid omavad paksu otsa, kus domineerivad rõhk ja pöördemoment ning õige vastus on erinev pumbaperekond.

Meeskondade jaoks, kes vajavad sadestamisetappi, mis on valideeritud päris riistvaral, mitte pingiplatvormil, on materjali ekstrusiooni konstruktsioonid ja protsessikatsetused saadaval Superior's kaudu.3D printimise teenus, kus vedelikuliin ja liikumissüsteem on koos kvalifitseeritud.

Kuhu see ei sobi

Kolm ülesannet on väljaspool seda pumba ümbrist. Kõrge kuivainesisaldusega keraamiline pasta ja muud jäigad koostised vajavad survet ja pöördemomenti, mida mikrotorupump ei suuda ökonoomselt varustada. Abrasiivsed suspensioonid ründavad toru seestpoolt, nii et toru eluiga muutub pigem domineerivaks kuluks kui hoolduseks. Pidev kõrgsurve suunamine väikesesse otsikusse võib toru lõhestada ja masina üle ujutada. Kui konstruktsioon seda teed liigub, muutub valikuküsimus pumba kiiruselt pumbaperekonnale.

Printeri ehituse integreerimise reeglid

Paigaldage pump kohta, kus toru saab lühikeseks ja sirgeks töötada, toetage väljalasketoru, hoidke pea liikuvas õhus ja täitke enne esimest ehitamist. Kaheksa reeglit hõlmavad paigaldusotsuseid, mis kõige sagedamini otsustavad, kas mikropump masinas käitub.

Hoidke imemistoru lühike ja võimalikult lai; iga liigne sentimeeter lisab hõõrdumist, millest toru peab üle saama.

Paigaldage pumba pea vedelikutasemest allapoole, kus reservuaar seda võimaldab, nii et gravitatsioon aitab täita.

Vältige teravaid painutusi ja tihedaid klambreid, sest murdekoht muudab toru taastumist ja sellega koos voolukõverat.

Toetage väljalasketoru mehaaniliselt, nii et selle raskus ei ripuks pea ega liitmiku küljes.

Jätke toru pea mõlemas otsas vabaks, et see saaks kokkusurumisel veidi liikuda.

Hoidke mootorit ja pead liikuvas õhus, sest kuumus on toru kõige vähem nähtav vaenlane.

Paigaldage imemissõel, kui vedelik võib kanda osakesi, ja hooldage seda ajakava järgi.

Märgistage toru selle osanumbri ja paigalduskuupäevaga, et asendusajalugu oleks masinal nähtav.

Pulsatsioon: probleem ja kolm lahendust

Rullid tarnivad vedelikku diskreetsete pakettidena, nii et väljalaskerõhk lainetab rulli sagedusega. Lahtisele pinnale doseerimisel on pulsatsioon kahjutu, kui impulsid on sihtmahu suhtes väikesed; düüsi toites võib seda näidata pinnatekstuurina. Töötavad kolm parandust: tõsta impulsi sagedust, lisada allavoolu väike summutustugevus või ajaimpulsid liikumisteele.

Kruntimine ja mullide haldamine

Õhk on kõige levinum põhjus, miks uus paigaldus ei tarnita. Toru tuleb täita enne, kui see saab vedelikku kasulikult välja tõrjuda, ja mull toimib vedruna, mis neelab iga rullikäigu. Krundige mõõdukal kiirusel avatud väljalaskega, kontrollige meniski liikumist ja hoidke imemisava vee all, kui tase langeb. Kui vedelik väljub, täitke pärast iga paagi vahetamist uuesti.

3 V, 6 V ja 12 V versioonide vahel valimine

Valige variant, mida masin saab juba puhtalt toita: 12 V, kui 12 V või 24 V siin on olemas, 6 V, kui on saadaval ainult 5 V rööp, ja 3 V ainult siis, kui toiteallika ja draiveri suurus vastab suuremale voolule.

Elektriline integreerimine järgib sama loogikat nagu mis tahes väike alalisvoolu koormus printeril, kuid sellel on kaks erinevust. Pump on mootor, nii et see vajab loogikapistiku asemel lülitusastet ja klemmide vahelist tagasilendu. Ja see on doseerimiselement, nii et kiiruse stabiilsus on sama oluline kui käivitusvõime: kütteseadme koormuse all langev toiteallikas muudab voolukiirust ehituse keskel.

Pumba juhtimine printeri elektroonikast

Tahvel ei anna pumpa toidet; see annab märku juhile, kes seda teeb. Üks madala küljega N-kanaliga MOSFET koos paisutakisti, allatõmmatava ja tagasilöögidioodiga katab enamiku konstruktsioone eeldusel, et seade on loogilisel tasemel ja pumba seiskumisvoolust kõrgem ning vool tuleb siinilt, millel on kõrgus. Täielik tšekkide komplekt on kaasjuhendis aadressilemaplaadi pinge ja voolu sobitamine.

PWM, kiiruse täpsus ja voolu kontroll

PWM on tavaline viis pumba kiiruse seadistamiseks ja harjatud alalisvoolumootori puhul töötab see hästi, kui lülitussagedus sobib pigem mehaanilisele koormusele kui ventilaatorile. Hoidke tsükli kestust millisekundi vahemikus, määrake minimaalne tööaeg, millest madalamal pump seiskub puhtalt, mitte kuumalt, ja kalibreerige uuesti pärast iga toru, vedeliku või tühjenduskõrguse muutmist. Märkige mõõdetud annus sisseülevaatus ja voolu kontrolliminerutiin.

Toru eluea planeerimine, mitte ainult pumba eluiga

Toru eluiga kulub kokkusurumisele, mitte tundidele: iga rulluuring maksab osa toru nimieest. Kiiruse poole võrra vähendamine kahekordistab hooldusintervalli, mistõttu peaks toruvahetusgraafik järgima pigem tegelikku töökorda kui kalendrit.

Aritmeetika on piisavalt lihtne, et seda enne kasutuselevõttu teha. Korrutage rullikute arv võlli kiirusega, et saada kokkusurumine minutis, korrutada kuuekümnega tunnis kokkusurumise korral ja võrrelda seda kasutatava toru nimiarvuga. Käivitage sama arvutus kõige kiirema ja aeglaseima retsepti seadetega ning halvimal juhul saab hooldusplaan.

Tootmises toimiv asendusgraafik

Ajastage pigem kompressioonide kui nädalate kaupa. Logige sisse toru osa number, paigalduskuupäev, vedeliku ja kiiruse seadistus, seejärel määrake vahetusintervall umbes kahele kolmandikule arvutatud elueast, nii et retsepti muutmine või soe nädal ei lükka toru üle piiri. Fikseeritud kiirusel allapoole triivivat voolunäitu käsitlege toru väsimise esimese märgina.

Kasutuselevõtu kontrollnimekiri ja esmakordne kalibreerimine

Käivitage pump seitsmes etapis: paigaldage, täitke, seadistage ohutu kiirus, kalibreerige tarnitud maht, kontrollige pulsatsiooni ja lekkeid, registreerige tööpunkt ja kirjutage üles toru vahetamise intervall. Kalibreerimisrekord muudab töötava prototüübi korratavaks protsessiks.

Paigaldage pump nii, et toru jookseks lühikeseks ja sirgeks, pea oleks liikuva õhu käes ja imemisava jääks reservuaari tasemest allapoole.

Täitke keskmisel kiirusel avatud väljalaskega ja veenduge enne esimest doseerimiskäiku, et toru on täis.

Käivitage madalal võimsusel, tõstke seda üles, kuni pump usaldusväärselt pöörleb, ja märkige üles minimaalne töörežiim, mille juures see käivitub ilma seiskumiseta.

Kalibreerige, doseerides kaalule või mõõtesilindrisse; kasutage piisavalt suurt annust, et lugemisviga oleks väike, ja korrake seda kolm korda.

Kontrollige pulsatsiooni töökiirusel ja lisage summutus, kui sade näitab lainetust.

Logige sisse tööpunkt: toru osa number, töö, mõõdetud vooluhulk, vedeliku temperatuur ja väljalaskekõrgus.

Seadke toru vahetamise intervall umbes kahele kolmandikule arvutatud elueast ja märkige see masinale.

Kaks kontrolli kuuluvad samasse seanssi, kuigi kumbki pole kalibreerimise osa. Jälgige, et pump käivitub üks kord piiratud tühjenemise vastu, nii et blokeeritud liini käitumine on ette teada. Ja mõõtke pumba toitepinget küttekehade ja mootorite töötamise ajal, sest pingil terve välimusega rööp võib reaalse töö käigus longu.

Kui vedelikusüsteem peab olema kvalifitseeritud tootmiseks, mitte demonstreerimiseks, aitab see, kui sadestamine ja riistvara valideeritakse koos. Saatke vedeliku spetsifikatsioon, doos kihi kohta ja tühjendusgeomeetria koos akohene hinnapäringja me kinnitame pumba konfiguratsiooni ja ehitusplaani enne kui midagi tellitakse.

Korduma kippuvad küsimused

Kõige sagedamini kerkib esile viis küsimust, kui printerile torupumpa määrata: mida saab ja mida ei tohi pumpada, kuidas vooluhulka seadistatakse, kuidas pingevariandid erinevad, kui kaua toru kestab ja kuidas pump käitub liini blokeerumisel.

Kas SC2201RPW saab printida keraamilist pastat või muid kõrge viskoossusega materjale?

Mitte jäigad, kõrge kuivainesisaldusega pastad, mida kasutatakse robocastingul, sest torupumpa piirab pigem rõhk, mida selle toru suudab hoida, mitte mootori pöördemoment. Madala kuivainesisaldusega keraamiline suspensioon või kergesti voolav hüdrogeel on selle pumba vahemikus. Kui vedelik vajab vajaliku kiirusega silindri-, kruvi- või hammasrataspumpa, on mikrotorupump vale perekond.

Kuidas määratakse peristaltilise pumba voolukiirus?

Vooluhulk on rulli käigu kohta nihutatud mahu ja minutis käikude arvu korrutis, seega on kiirus juhtkäepidemeks ja toru on kalibreerimiskonstant. Praktiline rutiin on fikseerida toru osa number, määrata kiirus, mis vastab sihtdoosile, mõõta tarnitud maht ja seejärel salvestada mõlemad koos. Toru vahetamine lähtestab kalibreerimise ja nõuab uut mõõtmist.

Mis vahe on 3 V, 6 V ja 12 V versioonidel?

Need erinevad pigem elektripakkumise kui pumpamise põhimõtte poolest. 12 V mähis võtab antud väljundi jaoks vähem voolu ja sobib 12 V või 24 V siiniga masinale; 6 V variandipaarid 5 V arhitektuuriga; 3 V variant tõmbab kõige rohkem voolu ja premeerib lühikesi ja jämedaid juhtmeid. Määrake draiveri, kaitsme ja juhtmestiku suurus sisselülitamise ja seiskumise jaoks, mitte jooksva kuju jaoks.

Kui kaua toru kestab ja mis selle eluea lõpetab?

Toru eluiga kulub kokkusurumisel, nii et rullikute arv ja võlli kiirus määravad, kui kiiresti nimiarv kulub. Keemia, osakesed, vasturõhk ja kuumus lühendavad seda veelgi, liigne kokkusurumine ja kuumus teevad kõige nähtamatut kahju. Kuna väsinud toru kaotab voolu fikseeritud kiirusel enne nähtavat riket, asendage see arvutatud ajakava järgi ja käsitlege voolu langust varajase hoiatusena.

Mis juhtub, kui tühjendusvoolik blokeerub?

Enamiku paigalduste puhul jätkab mootor pöörlemist, kui toru tihend libiseb, nii et vahetu efekt on pigem voolu katkemine kui seiskumine. Kui ummistus püsib, tekib rõhk vastu toru seina ja toru võib rullujal roomata või lõheneda. Tuvastage see tühjendusrõhu või mootorivoolu abil, kui protsess seda nõuab, ja testige blokeeritud liini üks kord kasutuselevõtu ajal.