Alegerea pură care permite controlul fluidului de înaltă precizie în imprimarea 3D

Dintr-o privire

Principiu - compresie tubulară (peristaltică), deplasare pozitivă; fluidul atinge doar interiorul tubului.

Variante - SC2201RPW este furnizat în înfășurări de 3 V DC, 6 V DC și 12 V DC.

Clasa de debit - 20-50 mL/min, stabilită de turația motorului și alezajul tubului, mai degrabă decât de o supapă.

Focalizare pe design - interfață de lungă durată a tubului și rolului, astfel încât schimbările tubului să rămână întreținere programată.

Cea mai bună potrivire - dozare de precizie, linii de cerneală și reactivi, circuite de alimentare cu liant și spălare în cazul în care contaminarea încrucișată nu este acceptabilă.

Ce înseamnă „pur” într-o pompă care atinge doar tubul

„Pure” descrie calea fluidului, nu finisajul. În SC2201RPW fluidul este împins de role care stoarce un tub flexibil, astfel încât suprafața umedă este interiorul tubului respectiv: fără roți dințate, fără pistoane, fără etanșări și fără supape de reținere. Înlocuiți tubul și traseul fluidului este din nou nou.

Acea alegere unică de design explică cea mai mare parte a comportamentului pompei. Fără nicio piesă rotativă în interiorul fluxului, nu există nimic care să corodeze sau să fie fierbinte și nici un spațiu liber care se uzează și lasă curgerea în derivă. Fără supape, pompa poate funcționa uscat, invers și poate reține un tub de lichid. Prețul este că debitul depinde de elasticitatea tubului, astfel încât tubul este atât elementul de precizie, cât și piesa de uzură.

Calea umedă, comparată

Trei familii de pompe utilizate în și în jurul imprimantelor 3D gestionează aceleași fluide în moduri foarte diferite, iar această diferență decide rutinele de curățare și timpul de schimbare.

Ce puritate cumpără un flux de lucru de imprimare 3D

Câștigurile practice apar la nivelul fluxului de lucru. Liniile de liant, reactiv, cerneală și material suport poartă fiecare propria chimie, iar orice volum intern comun devine o cale de contaminare atunci când se modifică construcția. Alimentarea pe bază de tub menține acest risc în interiorul unei componente care poate fi înlocuit în câteva minute, ține lichidul departe de lubrifianți și căldura motorului și permite unei imprimante cu mai multe materiale să definească o cale curată prin simpla schimbare a unui tub.

În interiorul SC2201RPW: Cinci straturi care decid comportamentul său

Pompa este cel mai ușor de specificat și de depanat ca cinci straturi funcționale: motorul, rotorul și rolele, tubul, capul care o menține aliniată și conexiunile fluidului. Fiecare strat deține un set diferit de parametri, așa că o problemă care arată ca o pompă slabă se urmărește de obicei până la un anumit strat.

Stratificarea contează cel mai mult atunci când o construcție trece de la un prototip de banc la o mașină care rulează nesupravegheată. Pe bancă o pompă fie se întoarce, fie nu; Într-o mașină, întrebările devin repetabilitatea fluxului, durata de viață a tubului și comportamentul atunci când o linie se blochează. Aceste întrebări aparțin unor straturi diferite, deci sunt specificate separat.

Stratul 1: unitatea

Acționarea transformă puterea electrică în rotație. SC2201RPW este oferit în variante de 3 V, 6 V și 12 V, iar tensiunea înfășurării stabilește curentul absorbit pentru o ieșire dată: cu cât tensiunea este mai mică, cu atât este mai mare curentul. Viteza este controlul debitului pe o pompă peristaltică, iar un motor angrenat schimbă viteza cu cuplul atunci când o linie lungă de descărcare ridică sarcina.

Stratul 2: rotorul și rolele

Rolele sunt elementele de ocluzie. Fiecare rolă aplatizează o secțiune de tub și împinge fluidul înaintea acestuia, în timp ce tubul se ridică înapoi în spate și atrage fluid proaspăt. Mai multe role oferă impulsuri mai mici și o durată de etanșare mai scurtă; mai puține role oferă un ciclu de compresie mai lung și mai blând. Geometria rolei și presiunea arcului stabilesc cât de tare este strâns tubul, ceea ce echilibrează precizia debitului împotriva oboselii tubului.

Stratul 3: tubul

Tubul este singura parte umedă și stabilește debitul pe rotație, compatibilitatea chimică și durata de viață. Siliconul este alegerea de uz general pentru cernelurile și reactivii apos; tubulatura de performanță este utilizată acolo unde o durată de viață mai lungă sau o rezistență chimică mai bună justifică prețul. Dimensiunea alezajului stabilește volumul măturat pe trecere, grosimea peretelui stabilește recuperarea, iar duritatea stabilește cât de multă presiune poate genera pompa înainte ca tubul să devină balon în loc de etanșare.

Stratul 4: capul și retenția

Capul ține tubul la tensiunea și alinierea potrivite, astfel încât fiecare rolă să-l comprimă cu cantitatea dorită. Este, de asemenea, o cale de căldură, deoarece compresia repetată generează căldură care trebuie să părăsească ansamblul. Clemele care sunt prea slăbite lasă tubul să se strecoare și reduc debitul; clemele care sunt prea strânse îl supracomprimă și îi scurtează durata de viață fără a adăuga debit util.

Stratul 5: conexiunile fluidelor

Conectorii, conducta de aspirație, conducta de refulare și amorsarea completează sistemul. O cursă scurtă de aspirație, bine susținută, cu un orificiu generos, alimentează tubul în mod corespunzător; o linie lungă, îngustă sau care se prăbușește îl înfometează și produce simptomul clasic al unei pompe care funcționează rapid, dar oferă puțin. Lungimea și înălțimea de descărcare decid cât de multă presiune trebuie să depășească pompa înainte de a ajunge orice fluid.

Plicul de lucru: patru numere și cum interacționează

Patru numere definesc anvelopa: tensiunea de alimentare, debitul, presiunea pe care o poate menține tubul și ciclul de funcționare. Ei tranzacționează unul împotriva celuilalt, așa că un punct de lucru care îmbunătățește unul îl costă de obicei pe altul. Confirmați valorile din fișa de date pentru tubul montat efectiv, deoarece tubul setează două dintre cele patru.

Tabelul de mai jos colectează ceea ce aduce modelul la o construcție și ceea ce trebuie să fie confirmat pe foaia de date înainte ca o mașină să fie semnată. Tratați ultima coloană ca sarcină de inginerie care urmează achiziției, nu ca documente opționale.

3 V, 6 V și 12 V: ce se schimbă de fapt

Variantele de tensiune nu schimbă principiul; schimbă târgul electric. O înfășurare de 12 V consumă mai puțin curent pentru aceeași ieșire și se potrivește unei imprimante de 24 V printr-un convertor mic sau o șină de accesorii de 12 V. O variantă de 6 V se asociază cu o arhitectură de 5 V. O variantă de 3 V consumă cel mai mare curent, astfel încât dimensiunea conductorului, conectorii și ratingul driverului contează mai mult decât tensiunea în sine.

Regula practică este să alegeți varianta a cărei tensiune o produce deja mașina curat, apoi să dimensionați driverul și siguranța pentru cel mai mare curent pe care îl poate solicita pompa. Controlul vitezei vine după aceea, de obicei ca PWM pe scena șoferului, mai degrabă decât o schimbare a tensiunii, deoarece scăderea tensiunii de alimentare reduce atât cuplul, cât și viteza.

Debit: de la 20 la 50 ml/min

Debitul este stabilit de două lucruri: cât de lichid deplasează o trecere de role și câte treceri au loc pe minut. Deplasarea pe trecere urmează orificiul tubului și grosimea peretelui, astfel încât o schimbare a tubului mișcă întreaga curbă de curgere. Tabelul de mai jos funcționează prin aritmetică cu o deplasare ilustrativă, care este cea mai rapidă modalitate de a vedea cum se atinge banda de 20-50 ml/min.

Citiți tabelul invers când specificați: decideți debitul de care aveți nevoie, apoi verificați dacă viteza necesară pentru a-l atinge este confortabilă pentru motor și tub. Vitezele care împing pompa la limita sa superioară cresc pulsația, căldura și uzura tubului împreună, astfel încât un punct de lucru în mijlocul benzii este de obicei setarea de producție mai bună.

Ridicarea contrapresiunii și a aspirației

Pompele peristaltice sunt limitate de presiune mai degrabă de tub decât de o supapă. Pe măsură ce presiunea de refulare crește, peretele tubului este împins înapoi pe rolă și etanșarea se degradează, astfel încât debitul scade chiar dacă motorul continuă să se rotească. Pe partea de aspirație funcționează aceeași elasticitate: tubul trebuie să-și revină complet după trecerea fiecărei rolă, motiv pentru care o rulare lungă de aspirație sau un fluid vâscos reduce livrarea chiar și atunci când nimic nu este blocat.

Ciclu de funcționare și temperatură

Funcționarea continuă face ca capul pompei să se încălzească, iar tubul îl simte primul. Căldura accelerează setarea compresiei, astfel încât un tub care funcționează rece sute de ore poate eșua mult mai devreme într-o carcasă închisă fără flux de aer. Păstrați capul în aer în mișcare acolo unde mașina permite acest lucru și înregistrați temperatura capului sau a fluidului în timpul unei alergări de anduranță, în loc să presupuneți că figura ambientală îl acoperă.

Unde o micropompă de 20-50 ml/min se potrivește în imprimarea 3D

O micropompa de 20-50 ml/min acoperă sarcinile fluidelor care stau între un picurător și un extruder cu presiune: dozarea liantului și a reactivului, alimentarea și circulația cernelii, livrarea materialului suport, cerneluri ceramice și biologice cu conținut scăzut de solide și linii de curățare sau spălare. Este instrumentul greșit pentru pasta rigidă, cu conținut ridicat de solide.

Distincția contează deoarece imprimarea 3D se întinde pe o gamă enormă de vâscozitate. Dozarea peristaltică deține capătul subțire, unde fluidul curge ușor, cererea de presiune este modestă și repetabilitatea contează mai mult decât forța. Pasta ceramică, polimerii umpluți și alte sisteme cu conținut ridicat de solide dețin capătul gros, unde presiunea și cuplul domină și o familie diferită de pompe este răspunsul corect.

Pentru echipele care au nevoie ca etapa de depunere să fie validată pe hardware real, mai degrabă decât pe o platformă de lucru, construcțiile de extrudare a materialului și testele de proces sunt disponibile prin Superior'sServiciu de imprimare 3D, unde linia de fluid și sistemul de mișcare sunt calificate împreună.

Acolo unde nu se potrivește

Trei sarcini stau în afara pachetului acestei pompe. Pasta ceramică cu conținut ridicat de solide și alte formulări rigide au nevoie de presiune și cuplu pe care o pompă cu microtuburi nu poate furniza economic. Suspensiile abrazive atacă tubul din interior, astfel încât durata de viață a tubului devine costul dominant mai degrabă decât un element de întreținere. Livrarea susținută de înaltă presiune într-o duză mică poate despica tubul și poate inunda mașina. Când o construcție se mișcă în acest fel, întrebarea de selecție se schimbă de la viteza pompei la familia de pompe.

Reguli de integrare pentru o imprimantă construită

Montați pompa acolo unde tubul poate rula scurt și drept, sprijiniți linia de refulare, mențineți capul în aer în mișcare și amorsați înainte de prima construcție. Opt reguli acoperă deciziile de instalare care decid cel mai adesea dacă o micropompă se comportă într-o mașină.

Păstrați linia de aspirație scurtă și cât de largă este posibil; fiecare centimetru în plus adaugă frecare pe care tubul trebuie să o depășească.

Montați capul pompei sub nivelul lichidului acolo unde rezervorul permite, astfel încât gravitația să ajute la umplere.

Evitați curbele ascuțite și clemele strânse, deoarece o îndoire modifică recuperarea tubului și curba de curgere odată cu acesta.

Sprijiniți linia de refulare mecanic, astfel încât greutatea acesteia să nu atârne de cap sau de fiting.

Lăsați tubul liber la ambele capete ale capului, astfel încât să se poată mișca ușor pe măsură ce este comprimat.

Păstrați motorul și capul în aer în mișcare, deoarece căldura este inamicul cel mai puțin vizibil al tubului.

Montați o sită de aspirație atunci când fluidul poate transporta particule și întrețineți-o la timp.

Etichetați tubul cu numărul piesei și data instalării, astfel încât istoricul înlocuirilor să fie vizibil pe mașină.

Pulsația: problema și trei remedieri

Rolele furnizează fluid în pachete discrete, astfel încât presiunea de descărcare se ondula la frecvența rolelor. Pentru dozarea pe o suprafață deschisă, ondulația este inofensivă odată ce impulsurile sunt mici în raport cu volumul țintă; alimentând o duză, se poate afișa ca textură a suprafeței. Trei remedieri funcționează: creșteți frecvența pulsului, adăugați un volum mic de amortizare în aval sau impulsuri de timp pe calea mișcării.

Amorsare și gestionarea bulelor

Aerul este cel mai frecvent motiv pentru care o nouă instalație nu livrează. Tubul trebuie umplut înainte de a putea deplasa fluidul în mod util, iar o bula acționează ca un arc care absoarbe fiecare trecere de rolă. Amorsați la viteză moderată cu evacuarea deschisă, confirmați deplasarea meniscului și mențineți orificiul de aspirație scufundat pe măsură ce nivelul scade. Dacă lichidul degajă gaz, re-amorsați după fiecare schimbare a rezervorului.

Alegerea dintre versiunile de 3 V, 6 V și 12 V

Alegeți varianta pe care mașina o poate furniza deja în mod curat: 12 V unde există o șină de 12 V sau 24 V, 6 V unde este disponibilă doar o șină de 5 V și 3 V numai când sursa și driverul sunt dimensionate pentru curentul mai mare pe care îl consumă.

Integrarea electrică urmează aceeași logică ca orice sarcină DC mică pe o imprimantă, cu două diferențe. Pompa este un motor, deci are nevoie de o treaptă de comutare mai degrabă decât de un pin logic și o cale de întoarcere prin bornele sale. Și este un element de dozare, astfel încât stabilitatea vitezei contează la fel de mult ca și capacitatea de pornire: o sursă care scade sub sarcina încălzitorului modifică debitul la mijlocul construcției.

Conducerea pompei de la electronica imprimantei

Placa nu alimentează pompa; semnalează un șofer care o face. Un singur MOSFET cu canal N cu un rezistor de poartă, un pull-down și o diodă flyback acoperă majoritatea construcției, cu condiția ca dispozitivul să fie la nivel logic și să fie evaluat peste curentul de blocare al pompei, iar curentul să provină de la o șină cu spațiu liber. Setul complet de verificări se află în ghidul însoțitorpotrivirea tensiunii și curentului de pe placa de bază.

PWM, acuratețea vitezei și verificarea debitului

PWM este modalitatea normală de a seta viteza pompei, iar pentru un motor DC cu perie funcționează bine atunci când frecvența de comutare se potrivește mai degrabă unei sarcini mecanice decât unui ventilator. Păstrați durata ciclului în intervalul de milisecunde, setați o sarcină minimă sub care pompa se oprește curat, în loc să se blocheze la cald și recalibrați după fiecare schimbare a tubului, a fluidului sau a înălțimii de descărcare. Înregistrați doza măsurată îninspectia si verificarea debituluirutină.

Planificarea duratei de viață a tubului, nu doar a duratei de viață a pompei

Durata de viață a tubului este consumată de compresii, nu de ore: fiecare trecere de role costă o parte din durata de viață nominală a tubului. Reducerea la jumătate a vitezei dublează aproximativ intervalul de service, motiv pentru care programul de schimbare a tubului ar trebui să urmeze funcționarea efectivă, mai degrabă decât un calendar.

Aritmetica este destul de simplă de făcut înainte de punere în funcțiune. Înmulțiți numărul de role cu viteza arborelui pentru compresiuni pe minut, înmulțiți cu șaizeci pentru compresii pe oră și comparați-l cu numărul nominal pentru tubul în uz. Rulați același calcul la cele mai rapide și mai lente setări ale rețetei, iar cel mai rău caz devine planul de întreținere.

Un program de înlocuire care funcționează în producție

Programați prin compresii mai degrabă decât pe săptămâni. Înregistrați numărul piesei tubului, data instalării, fluidul și setarea vitezei, apoi setați intervalul de înlocuire la aproximativ două treimi din durata de viață calculată, astfel încât o schimbare a rețetei sau o săptămână caldă să nu împingă tubul peste limita. Tratați o citire a debitului care se deplasează în jos la viteză fixă ​​ca primul semn de oboseală a tubului.

Lista de verificare a punerii în funcțiune și calibrarea la prima execuție

Puneți în funcțiune pompa în șapte pași: montați, amorsați, setați o viteză sigură, calibrați volumul livrat, verificați pulsația și scurgerile, înregistrați punctul de lucru și notați intervalul de înlocuire a tubului. Înregistrarea de calibrare este ceea ce transformă un prototip de lucru într-un proces repetabil.

Montați pompa astfel încât tubul să fie scurt și drept, capul să stea în aer în mișcare, iar orificiul de admisie să rămână sub nivelul rezervorului.

Amorsați la viteză moderată cu evacuarea deschisă și confirmați că linia este plină înainte de prima dozare.

Începeți la sarcină scăzută, ridicați-o până când pompa se rotește în mod fiabil și observați sarcina minimă la care pornește fără blocare.

Calibrați prin dozare pe o balanță sau într-un cilindru gradat; utilizați o doză suficient de mare încât eroarea de citire să fie mică și repetați-o de trei ori.

Verificați pulsația la viteza de lucru și adăugați amortizare dacă depozitul prezintă ondulații.

Înregistrați punctul de lucru: numărul piesei tubului, sarcina, debitul măsurat, temperatura fluidului și înălțimea de descărcare.

Setați intervalul de înlocuire a tubului la aproximativ două treimi din durata de viață calculată și notați-l pe mașină.

Două verificări aparțin aceleiași sesiuni, chiar dacă niciuna nu face parte din calibrare. Urmăriți o singură dată pompa să pornească împotriva unei debitări restricționate, astfel încât comportamentul unei linii blocate este cunoscut dinainte. Și măsurați tensiunea de alimentare la pompă în timp ce încălzitoarele și motoarele sunt active, deoarece o șină care arată sănătos pe bancă se poate lăsa în timpul lucrului real.

Atunci când un sistem de fluide trebuie să fie calificat pentru producție, mai degrabă decât pentru o demonstrație, este de ajutor ca depunerea și hardware-ul să fie validate împreună. Trimiteți specificația fluidului, doza pe strat și geometria de descărcare cu uncerere de ofertă instantaneeși vom confirma configurația pompei și planul de construcție înainte de a comanda ceva.

Întrebări frecvente

Cinci întrebări apar cel mai adesea atunci când este specificată o pompă cu tub pentru o imprimantă: ce poate și nu poate pompa, cum este setat debitul, cum diferă variantele de tensiune, cât durează tubul și cum se comportă pompa atunci când linia se blochează.

SC2201RPW poate imprima pastă ceramică sau alte materiale cu vâscozitate ridicată?

Nu pastele rigide, cu conținut ridicat de solide, utilizate pentru roboturnare, deoarece o pompă cu tuburi este limitată de presiunea pe care o poate menține tubul său, mai degrabă decât de cuplul motorului. O suspensie ceramică cu conținut scăzut de solide sau un hidrogel care curge ușor se află în intervalul acestei pompe. Dacă fluidul are nevoie de o pompă cu piston, șurub sau cu roți dințate la viteza necesară, o pompă cu microtuburi este familia greșită.

Cum se stabilește debitul la o pompă peristaltică?

Debitul este produsul dintre volumul deplasat pe trecere de role și numărul de treceri pe minut, astfel încât viteza este mânerul de control, iar tubul este constanta de calibrare. Rutina practică este să fixați numărul piesei tubului, să setați viteza care corespunde dozei țintă, să măsurați volumul livrat și apoi să le înregistrați pe ambele împreună. Schimbarea tubului resetează calibrarea și necesită o nouă măsurătoare.

Care este diferența dintre versiunile de 3 V, 6 V și 12 V?

Ele diferă mai degrabă prin afacerea electrică decât prin principiul de pompare. O înfășurare de 12 V consumă mai puțin curent pentru o ieșire dată și se potrivește unei mașini cu o șină de 12 V sau 24 V; o variantă de 6 V perechi cu o arhitectură de 5 V; o variantă de 3 V atrage cele mai actuale și recompensează cablurile scurte și groase. Dimensiune șoferul, siguranța și cablajul pentru pornire și blocare, mai degrabă decât cifra de rulare.

Cât durează tubul și ce îi termină viața?

Durata de viață a tubului este consumată în compresii, astfel încât numărul rolelor și viteza arborelui decid cât de repede este cheltuit numărul nominal. Chimia, particulele, contrapresiunea și căldura îl scurtează și mai mult, supracompresia și căldura producând cele mai invizibile daune. Deoarece un tub obosit pierde debitul la viteză fixă ​​înainte de a se defecta vizibil, înlocuiți-l conform unui program calculat și tratați debitul în scădere ca pe o avertizare timpurie.

Ce se întâmplă dacă linia de refulare se blochează?

În majoritatea instalațiilor, motorul continuă să se rotească în timp ce etanșarea tubului alunecă, astfel încât efectul imediat este pierderea debitului, mai degrabă decât o blocare. Dacă blocajul persistă, presiunea se formează pe peretele tubului și tubul se poate strecura sau se poate despica la șina rolei. Detectați-l cu presiunea de descărcare sau curentul motorului acolo unde procesul o justifică și testați o linie blocată o dată în timpul punerii în funcțiune.