Por qué los entusiastas de la impresión 3D deberían tomar nota del nuevo Hot End de E3D Revo

El espacio de la impresión 3D existe en dos universos paralelos: el profesional encerrado detrás de las patentes, donde las impresoras hacen magia pero cuestan unos cientos de miles. dólares cada uno, y el habitado por nosotros los consumidores que debemos esperar décadas para que expiren patentes ridículas solo para imprimir cualquier cosa que no sea la más simple de plástica.

Esto no sucede con demasiada frecuencia, pero el espacio de impresión 3D del consumidor tiene una razón para estar emocionado gracias al nuevo hot end Revo de la empresa de impresión 3D con sede en el Reino Unido E3D. Profundicemos en los sistemas de extrusión de impresión 3D para comprender de qué se trata todo este alboroto.

¿Qué es un Hot End?

Es más fácil comprender el concepto de impresión 3D si lo considera como un panadero colocando glaseado en un pastel. Al igual que un panadero maniobra una manga pastelera para imprimir nombres en pasteles de cumpleaños, una impresora 3D mueve las boquillas para colocar plástico en la superficie de construcción.

De hecho, el sistema de extrusión de la impresora 3D es bastante similar a la manga pastelera de un panadero.

Usar la mano para exprimir el glaseado sobre un pastel no es diferente de una extrusora que empuja el filamento hacia afuera a través de la boquilla. La impresora 3D, sin embargo, es un poco más complicada. Debido a que el plástico no fluye como el glaseado a temperatura ambiente, todas las impresoras 3D deben estar equipadas con una boquilla calentada.

Se trata esencialmente de una manga pastelera de alta tecnología que consta de una extrusora que empuja el filamento a través de un conjunto de boquilla calentada, mientras se controla la temperatura y la presión de la boquilla para dirigir el flujo de filamento.

El problema con los extremos calientes existentes

Porque la industria de la impresión 3D para el consumidor se apoyó en el trabajo pionero realizado por el código abierto Proyecto RepRap, las impresoras 3D de nivel de consumidor adoptan el mismo enfoque de bricolaje al usar productos listos para usar partes.

El moderno diseño de extremo caliente es un gran ejemplo de este fenómeno.

Un extremo caliente tradicional comprende una boquilla que se enrosca en el bloque calefactor, que a su vez se calienta mediante un cartucho calefactor cilíndrico independiente. El bloque también alberga un termistor extraíble para medir la temperatura. Finalmente, una rotura de calor separada aísla térmicamente el extremo caliente de la ruta de alimentación del filamento, evitando así que se derrita en el camino hacia el extremo caliente.

Desafortunadamente, este es un sistema muy ineficiente.

La presencia de un espacio de aire entre el bloque calefactor y el termistor, así como los cartuchos calefactores, hace imposible una transferencia de calor eficiente y un control preciso de la temperatura. La mayor distancia entre estos elementos y la boquilla tampoco ayuda.

Esto da como resultado sistemas de extrusión que son incapaces de controlar la temperatura de la boquilla con una velocidad o precisión apreciables.

Esa es una gran desventaja porque la impresión 3D a diferentes velocidades y volúmenes de extrusión no es posible. sin cambios rápidos en la temperatura de la boquilla necesarios para mantenerse al día con el flujo fluctuante del filamento índice.

Esto, a su vez, se manifiesta como una Gremlin de impresión 3D exhibido por todas las impresoras 3D de consumo y sigue sin resolverse hasta el día de hoy.

Inspirado en los soldadores modernos

La industria de la soldadura resolvió este mismo problema hace muchas décadas al eliminar el espacio de aire entre los punta, elemento calefactor y sensor de temperatura combinando esos tres elementos en un solo compuesto parte. Tales soldadores podrían calentarse más rápido y soldar juntas de alta masa térmica con suma facilidad.

El extremo caliente de Revo adopta el mismo enfoque al integrar el calentador y el termistor en un núcleo de calentador compuesto más pequeño. Esto resuelve una serie de problemas con los extremos calientes existentes.

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Y arreglar el calentamiento lento de la boquilla es solo el comienzo, como lo demuestra un prototipo de E3D Revo que alcanza temperaturas de funcionamiento en una fracción del tiempo que toma un extremo caliente de mayor potencia de la competencia.

La mayor eficiencia térmica del núcleo del calentador Revo ha permitido a E3D diseñar un hot-end significativamente más pequeño. Su pequeña huella reduce la obstrucción al flujo de aire del ventilador de enfriamiento de la pieza. En consecuencia, esto mejora la calidad de impresión de piezas complicadas que requieren puentes y voladizos pronunciados.

Aunque algunos podrían argumentar que la masa térmica más baja del pequeño núcleo del calentador del extremo caliente de Revo haría que la temperatura Regulación más dura, los soldadores modernos que emplean el mismo enfoque también optan por diseños con masa térmica reducida.

E3D podría tener algo aquí.

Un conjunto de calentador de alta eficiencia no necesita almacenar una gran cantidad de calor. De hecho, la masa térmica más baja del extremo caliente Revo también permite que se enfríe más rápido.

Hay una buena razón por la que querría que este hot end se enfríe más rápido. La razón es la capacidad de intercambio de boquillas sin herramientas de E3D Revo. Esta es una bendición para un espacio donde la frecuencia de las obstrucciones de las boquillas solo es superada por la interrupción resultante que desencadenan.

Hasta ahora, cambiar una boquilla era un esfuerzo hercúleo que implicaba numerosos ciclos de calentamiento y enfriamiento interrumpidos por la boquilla que requería un ajuste en caliente a la temperatura máxima permitida. De no hacerlo, se producirían más obstrucciones.

Enjabonar, enjuagar, repetir.

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Las boquillas E3D Revo, por otro lado, simplemente se pueden atornillar y quitar con los dedos desnudos. Una vez que el hot end se enfríe, por supuesto. Debido a que la boquilla y el cortafuegos son una sola unidad, no tiene que preocuparse por el apriete en caliente y el riesgo asociado de obstrucciones o fugas de plástico.

Y tampoco se trata solo de prevenir las obstrucciones de las boquillas.

Los distintos tamaños de boquillas también le permiten lograr un equilibrio preciso entre la velocidad y la calidad de impresión. ¿Quiere imprimir un objeto pequeño con tolerancias más estrictas? Romper la boquilla de 0,2 mm. ¿Necesita colocar mucho plástico en poco tiempo? En su lugar, utilice la boquilla de 0,8 mm.

Si las boquillas de cambio rápido del ecosistema Revo realmente funcionan como se anuncia, esto finalmente pondrá cambios en las herramientas. en el espacio de la impresión 3D casi a la par con los de su fabricación CNC sustractiva de alta gama contrapartes.

Seguridad integrada y aceleración rápida

Los peligros de incendio son una preocupación real con las impresoras 3D cuando las fallas en la regulación de la temperatura provocan pista, que posteriormente hace que el elemento calefactor se derrita a través del bloque calefactor y comience incendios.

El extremo caliente de Revo incorpora un elemento calefactor de coeficiente de temperatura positivo (PTC) que aumenta su resistencia interna a medida que se calienta. Esto reduce automáticamente la potencia suministrada (potencia del calentador) a medida que la boquilla se calienta progresivamente. Sobre el papel, esto debería reducir significativamente las posibilidades de que su impresora 3D queme la casa.

Un diseño de extremo caliente con masa térmica reducida tiene el agradable efecto secundario de ser notablemente ligero. El extremo caliente de Revo pesa solo 30 gramos, lo que hace posible marcar los valores de aceleración del motor paso a paso sin preocuparse por la vibración.

Esto debería permitir que las impresoras alcancen sus velocidades máximas durante una mayor duración de los movimientos de impresión reales, mientras que también Reducir el zumbido y otros artefactos de impresión 3D que merman la calidad asociados con el lanzamiento alrededor de extremos calientes más pesados ​​en alta velocidades.

En el frente de durabilidad, los cables del calentador y del termistor están reforzados con un protector contra tirones con armadura de acero. Esto debería ser útil cuando se enfrenta a fallas de impresión masivas que requieren que el plástico fundido sea extraído del extremo caliente. Solo que esta vez es menos probable que rompa inadvertidamente los cables.

Patentes E3D: Buenas noticias ...

La empresa con sede en el Reino Unido se ha comprometido con la filosofía de código abierto y ha estado liberando recursos de ingeniería necesario para que la comunidad de impresión 3D modifique e integre sus ofertas en otros proyectos de bricolaje y código abierto proyectos.

Mientras que Revo Micro es el nuevo diseño de extremo caliente, Revo Six es un reemplazo directo de los omnipresentes extremos calientes E3D V6 que se encuentran en una gran cantidad de impresoras 3D de consumo y de bricolaje. Eso significa que prácticamente todos los que ejecutan hardware E3D tienen una ruta de actualización al nuevo ecosistema de extrusión Revo.

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Esta tradición continuará con el Revo, porque E3D ha optado por hacer que la interfaz del lado frío sea de código abierto. Eso debería ayudar a los entusiastas de la impresión 3D a diseñar sus propios disipadores de calor y soportes para las boquillas Revo y los núcleos del calentador.

En otras palabras, las impresoras 3D de código abierto como Rat Rig, HevORT, HyperCube, la línea Voron y otros pueden actualizarse fácilmente para integrar estos extremos calientes potencialmente cambiantes en el futuro cercano futuro.

... Y las malas noticias

Por otro lado, E3D argumenta Ese robo desenfrenado de propiedad intelectual la ha obligado a solicitar y (en el futuro) hacer cumplir las patentes sobre aspectos no especificados del sistema de extrusión Revo. Sin embargo, también promete desistir de litigar contra individuos, investigadores, académicos y organizaciones sin fines de lucro que utilicen sus diseños para promover la tecnología de impresión 3D.

Dado que las patentes de E3D no se han publicado en el momento de escribir este artículo, solo se puede adivinar si lo hará pertenecen al núcleo del calentador unificado o al diseño de boquilla de rosca compuesta que lleva un heatbreak.

Desafortunadamente, ambas patentes hipotéticas violarían la promesa de la compañía de evitar presentar "las patentes más amplias y amplias que impiden que las personas también contribuyan al progreso técnico".

El núcleo del calentador unificado que combina el calentador y el sensor de temperatura en una sola unidad se ha utilizado en la industria de la soldadura durante varias décadas. Mientras tanto, un Patente de impresión 3D ya existe para un diseño de boquilla atornillable bastante similar con un heatbreak integrado.

Nos hemos puesto en contacto con E3D para obtener una aclaración sobre el tema y actualizaremos este artículo cuando tengamos noticias de ellos. En cualquier caso, un sistema de extrusión potencialmente revolucionario repleto de cuatro tamaños de boquillas por $ 120 definitivamente merece la exageración previa a su lanzamiento.

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