24V visokog pritiska i visokog protoka, probijanje kroz uska grla isporuke materijala visokog viskoziteta u 3D štampanju

SC2301CPW je zupčasta pumpa za 3D štampanje od 24 V sa 100 mL/min ili više u odnosu na opseg radnog pritiska od 40-150 kPa, a to uparivanje je ono što razbija usko grlo visokog viskoziteta u 3D štampanju. Tamo gdje cijevna pumpa gubi protok kako se povećava protivpritisak, zupčasta pumpa nastavlja istiskivati ​​gustu tekućinu kroz dugačke vodove, uske otvore i povišene točke isporuke.

Na prvi pogled

Struktura - dva spojena zupčanika u kućištu sa malim zazorom; pozitivan pomak, nema ventila na putu fluida.

Električni - DC 24 V, 200 mA ili manje, ispod 5 W, tako da ga izlaz na matičnoj ploči ili mali MOSFET stepen može prebaciti.

Protok - 100 mL/min ili više, oko 1,7 mL/s pri punoj brzini, proporcionalno brzini motora.

Pritisak - 40-150 kPa radni pojas, dovoljan za trenje linije, spojnice, filtere i vertikalno podizanje.

Brza navigacija

Usko grlo visokog viskoziteta u isporuci tečnosti za 3D štampanje

Kako zupčasta pumpa drži pritisak

SC2301CPW specifikacije na prvi pogled

Odabir usklađen sa viskozitetom: gdje pobjeđuje zupčasta pumpa

Klizanje, smicanje, abrazija i kavitacija

Dimenzioniranje 24 V mikro zupčaste pumpe u pet koraka

Pokretanje 24 V mikro pumpe za vodu sa matične ploče štampača

Granice usisne strane, prajminga i negativnog pritiska

Automatsko snabdevanje fluidom za 3D štampače

Kontrolna lista za instalaciju i puštanje u rad

Često postavljana pitanja

Ključni za poneti

Usko grlo visokog viskoziteta u isporuci fluida za 3D štampanje

Viskoznost, a ne protok, odlučuje da li pumpa štampača može da isporuči. Gubitak pritiska duž linije raste sa viskozitetom fluida i pada sa četvrtom potencijom poluprečnika bušotine, tako da gusta tečnost u uskoj liniji može zahtevati veći pritisak nego što pumpa niskog pritiska može da generiše, koliko god brzo da se njen motor okreće.

Svaka porodica koja ovdje propadne propada iz strukturalnih razloga. Peristaltička pumpa zaptiva gnječenjem cevi, tako da zaptivač omekšava kako raste pritisak pražnjenja. Centrifugalna pumpa gubi snagu kako se omča steže, što je isključuje iz doziranja. Membranska pumpa proizvodi koristan pritisak, ali pulsira, a njeni nepovratni ventili se prvo pokvare kada tekućina nosi čestice ili očvršćava na mjestu.

Zupčasta pumpa mijenja ograničenje umjesto da ga optimizira. Njegovi zupčanici su kruti, zazori su mali i fiksni, a sama tekućina upotpunjuje brtvu, tako da pritisak dolazi iz geometrije pomaka, a ne iz elastičnosti cijevi.

Tabela 1. Porodice pumpi koje se koriste u i oko 3D štampača, upoređene po dužnosti

Praktično čitanje je usko: prvo odaberite porodicu iz fluida i geometrije petlje, a zatim uporedite ocjene. Pumpa odabrana za njen protok i ugrađena u petlju visokog viskoziteta je najčešća greška u dizajnu tečnosti za štampač, jer svaka figura protoka pripada jednom navedenom pritisku i jednoj tečnosti.

Kako zupčasta pumpa drži pritisak: dva zupčanika, uski zazori, bez ventila

Pumpa sa zupčanikom istiskuje fiksnu zapreminu po obrtaju. Tečnost je zarobljena između zubaca i kućišta, prenosi se oko kućišta od ulaza do izlaza, i gura se tamo gde se zupčanici spajaju, tako da protok prati brzinu i otpor nizvodno ne zaustavlja pumpu ispod njenog nominalnog pritiska.

Zaptivanje je aranžman, a ne komponenta. Micropump opisuje tri dinamička područja zaptivanja: vrhove zupčanika na zidu šupljine, mrežnu tačku gdje se zupčanici zatvaraju i površine za spajanje gdje zupčanici naliježu na tijelo i završnu kapicu. Ti dijelovi se moraju pomicati, tako da postoje zazori i tekućina curi natrag od izlaza do ulaza; to povratno curenje je klizanje i postavlja volumetrijsku efikasnost.

Graditelju su važne tri posljedice:

Protok je blizu linearnog sa brzinom, tako da se pumpa ponaša kao osa kretanja: jedna kalibracija pretvara komandnu vrijednost u mililitre u sekundi.

Pritisak raste kako bi naišao na otpor, tako da djelomično začepljen filter podiže opterećenje umjesto da zaustavi isporuku, a svaka instalacija treba način da to primijeti.

Viskoznost poboljšava brtvljenje, što je suprotno od cijevne pumpe i razlog zašto isti hardver postaje precizan na punjenoj smoli ili pasti.

Slijede dva ograničenja. Bez ventila koji bi hvatali ostatke, čestice dopiru do zazora, tako da ulazno sito nije obavezno. A budući da film fluida i zaptiva i podmazuje, rad na suho se mora spriječiti, a ne tolerirati.

SC2301CPW na kratko: 24 V, 100 mL/min, 40-150 kPa

SC2301CPW je minijaturna zupčasta pumpa od 24 V DC sa 100 mL/min ili više protoka, opsegom radnog pritiska od 40-150 kPa, maksimalnom strujom od 200 mA i 60 dB ili manje buke na 50 cm, što je industrijska i velika štampa u klasi za snabdevanje fluida.

Tabela 2. SC2301CPW ocijenjeni parametri (podaci proizvođača, jedinice kako su objavljene)

Čitajte ocjene kao jedan sistem. Namotaj od 24 V čini električni rad prekidačem i osiguračem, a ne pretvaračem, a plafon od 200 mA drži stepen drajvera daleko manjim od izlaza grijača. Flow postavlja budžet dopune; pritisak definiše koliki otpor petlje može da nosi instalacija, a traka vodene pumpe od 40-150kPa je ono što odvaja ovu klasu mikro pumpi visokog pritiska od hardvera za prenos niskog pritiska. Naveden broj protoka bez njegovog pritiska, napona i ispitne tečnosti nije specifikacija.

Jedan oprez se odnosi na svaku minijaturnu pumpu. Princip pumpanja je polje sa podacima, a ne nešto što je kodirano u broju dela, a sekundarni izvori ponekad različito opisuju isti model. Prije dizajniranja petlje oko bilo koje pumpe, potvrdite tri polja na trenutnoj tablici sa podacima: tip pumpe, vlažni materijali i ispitni uvjeti koji stoje iza ocjena protoka i tlaka.

Odabir usklađen s viskozitetom: Gdje pobjeđuje zupčasta pumpa

Iznad otprilike 1000 mPa·s, sam film fluida zatvara zazore zupčanika i mjerača pumpe bez pulsiranja; ispod tog pojasa isti zazori propuštaju i preciznost pada. Granica odabira je prvo pitanje viskoznosti, a drugo pitanje pritiska.

Tabela 3. Opsegovi viskoznosti u tekućinama za 3D štampanje i porodica pumpi koja odgovara svakoj traci

Viskoznost varira s temperaturom i brzinom smicanja, pa je navedite na temperaturi koju će tekućina vidjeti u liniji. Pumpe sa zupčanicima pokrivaju najširi opseg u tabeli 3 - Viking pumpa daje modele sa podesivim zazorom od 1 do 440.000 cSt - ali je upotrebljivi opseg u štampaču uži, jer tečnost takođe mora odgovarati zupčanicima i kućištu.

Za rad niske viskoznosti i kritične kontaminacije cijevna pumpa ostaje bolji odgovor; našSC2201RPW vodič za peristaltičku pumpu za preciznu kontrolu fluidadokumentuje taj put, izupčasta pumpa naspram granice izbora peristaltičke pumpepokriva šire poređenje. Blizu linije od 1000 mPa·s, odlučujuće pitanje je obično da li proces toleriše pulsiranje.

Klizanje, smicanje, abrazija i kavitacija: četiri načina da se gubi preciznost

Pumpa sa zupčanikom gubi točnost na četiri načina, svaki sa svojim simptomima. Klizanje smanjuje isporučenu zapreminu kako raste diferencijalni pritisak, smicanje menja tečnost, abrazija otvara zazore tokom meseci, a kavitacija prekida isporuku bukom i nepravilnim pritiskom.

Tabela 4. Načini kvarova u radu zupčaste pumpe visoke viskoznosti i kako njima upravljati

Klizanje i abrazija su najvažniji u proizvodnji i vuku u suprotnim smjerovima: grubi filter propušta čestice koje otvaraju zazore, dok prefini filter podiže diferencijalni pritisak i povećava klizanje. Kompromis je ulazno sito od 100 µm na rasporedu servisiranja plus periodična provjera isporučenog volumena koja otkriva istrošenost prije nego što košta dio.

Kako odrediti veličinu 24 V mikro zupčaste pumpe u pet koraka

Dimenzionirajte pumpu od pet brojeva: zapremina po ciklusu, dozvoljeno vreme, viskozitet na radnoj temperaturi, pritisak potreban na mestu isporuke i raspoloživa šina. Sve ostalo proizlazi iz tih pet, a aritmetika se uklapa u tabelu.

Korak 1: Zapišite radnu tačku kao brojeve

Zabilježite tekućinu, zapreminu po ciklusu, vrijeme ciklusa, visinu isporuke, provrt i dužinu linije i napon šine. Zahtjev napisan kao dovoljan protok ne može se testirati, zbog čega se sistemi fluida dvaput ponovo specificiraju.

Korak 2: Pretvorite visinu u pritisak

Statičko podizanje proizlazi iz gustine fluida: pritisak je jednak gustini puta gravitaciono ubrzanje, 9,81 m/s², puta visina.

Tabela 5. Visina ekvivalentna vrhu od 150 kPa radnog pojasa SC2301CPW

Statička visina rijetko troši cijelu traku: podizanje smole od 0,5 m do bačve montirane na portalu košta oko 5 kPa, a ostatak margine se troši na trenje.

Korak 3: Izračunajte trenje linije prije odabira provrta

Kod protoka štampača sa viskoznim tečnostima protok u liniji je laminaran, pa Hagen-Poiseuille primenjuje: pad pritiska je jednak osam puta viskozitet puta dužina puta brzina protoka, podeljeno sa pi puta četvrtom stepenom poluprečnika provrta. Četvrta snaga je dio za pamćenje, jer dosada dominira svim ostalim.

Tabela 6. Pad pritiska na 1 m ravne cijevi pri 100 mL/min (laminarni protok, 20 stepeni)

Pročitajte tabelu kao odluku. Smola pri 1000 mPa·s kroz 1 m cijevi od 6 mm pri 100 mL/min košta oko 52 kPa; dodajte lift i armature i obaveza će i dalje proći sa otprilike 90 kPa viška. Ista tečnost u cevi od 4 mm košta 265 kPa i pokvari se pre nego što se uzme u obzir podizanje, a pri 10.000 mPa·s čak i cev od 8 mm na 166 kPa premašuje ocenu. Odgovori su tada zagrijati tekućinu, skratiti radni hod, povećati provrt ili prihvatiti manji protok - da nikada ne stavite veći motor.

Korak 4: Provjerite tečnost u odnosu na mokre dijelove

Potvrdite kompatibilnost sa zupčanicima i kućištem, veličinom i tvrdoćom čestica i osjetljivošću na smicanje. Temperatura takođe spada ovde, jer postavlja viskozitet koji se koristi u proračunu: voda pada sa oko 1,00 mPa·s na 20 stepeni na oko 0,55 mPa·s na 50 stepeni, trenje linije rezanja za otprilike 45% pri istom protoku.

Korak 5: Predračunajte električnu stranu i strategiju trošenja

Provjerite da li šina opskrbljuje radnu i startnu struju s prostorom za nalet i zastoj rotora i odlučite kako će se isporučena zapremina verificirati tokom vremena. Kod zupčaste pumpe habajući dio je komora za pumpanje, tako da je plan održavanja standard filtracije i periodična provjera protoka, a ne planirana zamjena dijelova.

Vožnja 24 V mikro pumpe za vodu sa matične ploče štampača

Na 24 V i 200 mA ili manje, pumpa predstavlja komutirano izlazno opterećenje, a ne problem s napajanjem. N-kanalni MOSFET logičkog nivoa na donjoj strani, granasti osigurač i povratna dioda preko motora pokrivaju električnu stranu, a pravi posao je kontrola, kalibracija i zaštita.

Preklopljeni izlazi ventilatora i grijača na 32-bitnoj ploči su tipično ocijenjeni između 1 A i 3 A svaki, a šina iza njih nosi grijače, ventilatore i koračne drajvere, tako da pumpa koja ima snagu ispod 200 mA dobro se uklapa u budžet - ali i dalje bi trebala imati svoj osigurač i nikada ne dijeliti logičku šinu. Pumpa nižeg napona crpi proporcionalno veću struju za isti posao, zbog čega se jedinica od 24 V integriše lakše nego ekvivalentna od 6 V:Usklađivanje napona i struje za matične ploče štampačapostavlja tu aritmetiku.

Budući da je protok proporcionalan brzini, pumpa se ponaša kao os: definirajte minimalnu komandu iznad koje rotacija počinje pouzdano, održavajte vrijeme PWM ciklusa u rasponu milisekundi i ponovo kalibrirajte nakon bilo kakve promjene tekućine, otvora, dužine linije ili visine isporuke. Klipper otkriva vrijeme ciklusa, vrijeme pokretanja i minimalno opterećenje za komutirane i PWM izlaze, a Marlin pokreće izlaze tipa ventilatora kroz M106, tako da sekvenca ponovnog punjenja postaje kratak makro. Povratna dioda i provjera struje ili protoka zatim pokrivaju dva kvara koje kontroler ne može vidjeti: začepljen filter i suhi rezervoar.

Granice usisne strane, zalivanja i negativnog pritiska

Zupčasta pumpa nije samousisna i ne podnosi zrak u usisnom vodu. On stvara negativan pritisak na ulaznoj strani, ali samo razlika između atmosferskog pritiska i pritiska pare fluida je dostupna pre početka kavitacije.

Na nivou mora, atmosferski pritisak od oko 101 kPa je ekvivalentan otprilike 10,3 m vode u savršenom sistemu. Trenje, rastvoreni vazduh i pritisak pare to smanjuju na nekoliko metara u praksi, a temperatura pooštrava granicu: pritisak pare vode raste sa oko 2,3 kPa na 20 stepeni na oko 12,4 kPa na 50 stepeni, tako da topla rashladna petlja udubljuje tamo gde je hladna bila sigurna.

Slijede četiri pravila. Postavite pumpu na ili ispod izlaza rezervoara tako da ulaz ostane preplavljen gravitacijom. Neka usisni vod bude kratak, ravan i za jednu veličinu veći od potisnog. Protegnite ulaz, dimenzioniran za mali pad pritiska. I pronađite svaku tačku gdje zrak može ući - labav spoj, djelomično potopljenu cijev za uranjanje, rezervoar koji se prazni u toku izgradnje - jer gazirana tekućina smanjuje isporuku i ubrzava habanje.

Tamo gdje je zahtjev vakuum, a ne prijenos tekućine, ispravna komponenta je namjenska mikro pumpa sa negativnim pritiskom napravljena za rad zraka i plina. Pumpa s tekućim zupčanikom stvara samo mali negativan tlak i ne može zamijeniti vakuumski uređaj u funkciji podizanja i postavljanja, otplinjavanja ili zadržavanja.

Automatsko snabdevanje fluidom za 3D štampače: kontrola nivoa i logika punjenja

Automatsko snabdijevanje tekućinom za 3D štampače treba senzor nivoa, histerezni pojas dovoljno širok da zaustavi traženje pumpe i naredbu za dopunjavanje koja pomiče poznatu zapreminu. Sa dostupnim 100 mL/min ili više, dopuna od 50-100 mL traje 30 do 60 sekundi, dovoljno kratko da se odvija između slojeva.

Izbor senzora postavlja logiku: fotoelektrični senzor tačke ili plivajući prekidač daju jednostavan signal visokog i niskog nivoa za dopunu serije, ultrazvučni senzor ili senzor pritiska kontinuirano prati zapreminu, ali treba filtriranje, a ćelija za opterećenje ispod rezervoara direktno meri masu i odgovara viskoznim fluidima, gde sam nivo dovodi u zabludu.

Kontrolna logika je ista u svakom slučaju: prag dopunjavanja, viši prag zaustavljanja i nivo blokade ispod kojeg se pumpa ne smije pokrenuti. Odredite veličinu svake serije tako da nivo ne prelazi prekoračenje, dopunite tokom kretanja u mirovanju ili između slojeva, a ne tokom ekspozicije, i zabilježite svaki volumen serije tako da se kalibracija koja se kreće izgleda kao trend umjesto neuspjele izrade.

Tabela 7. Vrijeme punjenja i cirkulacije u odnosu na brzinu protoka za tipične zadatke pisača

Viša klasa protoka kupuje više od brzine. Dopunjavanje koje traje 30 sekundi umjesto jedne minute vraća vrijeme mašine u svakom ciklusu i skraćuje prozor u kojem je nivo u bačvi ispod cilja. Provjera tih volumena spada u rutinski, a ne u jednokratni test, i istorutina inspekcije i verifikacije protokakoji se koristi za inspekciju dimenzija može nositi provjeru pumpe.

Kontrolna lista za instalaciju i puštanje u rad

Pokrenite petlju u šest koraka i pumpa se ponaša kao mjerni uređaj, a ne kao komponenta koja pokreće tekućinu. Redoslijed je važan, jer punjenje i kalibracija zavise od ispravnosti mehaničke instalacije.

Postavite pumpu na ili ispod izlaza rezervoara i neka usisni vod bude kratak, ravan i za jednu veličinu veći od ispusnog.

Ugradite uklonjivu ulaznu cjedilu od 100 µm i stavite je na servisni raspored.

Podržite ispusni vod tako da njegova težina ne visi o pumpi i izbjegavajte uske krivine koje zadržavaju zrak.

Napunite prije prvog pokretanja, a zatim potvrdite da je linija puna i da nema mjehurića na mjestu isporuke.

Postavite minimalnu naredbu koja pouzdano pokreće rotaciju i kalibrirajte isporučeni volumen s dovoljno velikom serijom da greška čitanja ostane mala.

Osigurajte granu pumpe, postavite povratnu diodu, provjerite napon šine pod opterećenjem i zabilježite radnu tačku: fluid, temperaturu, provrt, vrijednost komande i protok.

Za mašine u kojima je petlja fluida jedan podsistem veće konstrukcije, navedite pumpu uz hardver za taloženje, a ne da je dodajete na kraju. Izrada ekstruzije materijala i probni procesi koji kvalifikuju liniju fluida i sistem kretanja zajedno dostupni su preko našegUsluga 3D štampe, gdje isti tim pregleda radnu tačku, otvor i fazu vozača prije nego što se bilo šta naruči.

Često postavljana pitanja

Može li SC2301CPW podnijeti dostavu materijala visokog viskoziteta, kao što su punjene smole i paste?

Da, unutar opsega 40-150 kPa i opsega viskoznosti odgovaraju njegovi zazori. Viskozitet poboljšava zaptivanje u zupčanoj pumpi, jer je film fluida otporan na povratno curenje. Pravo ograničenje je trenje u liniji, pa provjerite pad tlaka preko predviđenog otvora i dužine i držite dovod poplavljenim.

Koji protok i pritisak isporučuje SC2301CPW?

Proizvođač ga ocenjuje na 100 mL/min ili više, opseg radnog pritiska od 40-150 kPa, maksimalno 200 mA na 24 V i 60 dB ili manje na 50 cm. Protok je proporcionalan brzini, tako da isporučena brzina prati vrijednost komande nakon kalibracije.

Da li je zupčasta pumpa bolja od peristaltičke pumpe za 3D štampanje?

Ni jedno ni drugo nije bolje općenito; tečnost odlučuje. Pumpa sa zupčanikom pobjeđuje na viskoznim tekućinama, mjerenju bez pritiska i bez pulsa; peristaltička pumpa pobjeđuje na tankim tekućinama osjetljivim na smicanje ili kritičnim za kontaminaciju, jer samo cijev dodiruje tekućinu.

Da li SC2301CPW samousisava i može li raditi na suho?

Ne za oboje. Pumpa sa zupčanikom treba preplavljeni ulaz i stvara samo ograničen negativni pritisak, tako da rezervoar treba da stoji na ili iznad pumpe. Tečni film također podmazuje zupčanik, tako da je rad na suho spriječen blokadom nivoa.

Kako da podesim protok na 24 V mikro pumpi za vodu?

Postavite minimalnu komandu koja pouzdano pokreće pumpu, a zatim prilagodite brzinu dok izmjerena zapremina ne odgovara cilju. Zabilježite naredbu s konfiguracijom tekućine i cijevi i ponovno kalibrirajte nakon bilo kakve promjene tekućine, provrta ili dužine linije.

Šta se događa ako se vod blokira ili začepi filter?

Pritisak raste kako bi zadovoljio otpor i isporuka se nastavlja sve dok se opseg ne prekorači, tako da se djelomična blokada pojavljuje kao veće opterećenje motora, a ne trenutno zaustavljanje. Pročitajte rastući trenutni trend na fiksnoj komandi kao upozorenje.

Zašto isporučeni obim opada tokom vremena?

Uobičajeni uzrok je trošenje vrhova zupčanika i šupljih ploča od tvrdih čestica, što otvara zazore i povećava klizanje; gelirana ili stvrdnuta tekućina unutar komore je sekunda. Filtrirajte ulaz i ponovo provjerite isporučeni volumen kako bi se trend pokazao rano.

Key Takeaways

Zupčasta pumpa od 24 V razbija usko grlo visokog viskoziteta jer njen pritisak dolazi od krute geometrije pomaka, a ne od elastičnosti cijevi ili brzine radnog kola.

SC2301CPW isporučuje 100 mL/min ili više naspram opsega 40-150 kPa pri 200 mA ili manje, što je klasa snabdijevanja tekućinom koju koriste štampači velikog formata.

Viskoznost iznad otprilike 1000 mPa·s pogoduje zupčanoj pumpi; ispod toga, cijevne pumpe i njihov put bez kontaminacije sa malim smicanjem su sigurniji zadani.

Provrt dominira gubicima u liniji kroz četvrti stepen radijusa, tako da dimenzioniranje cijevi uklanja veće opterećenje pritiska nego bilo koja promjena motora.

Preplavljeni dovod, ulazna sita, osigurana grana s povratnom diodom i periodična provjera isporučenog volumena pokrivaju gotovo svaki način kvara u Tablici 4.

Pošaljite svoju radnu tačku - tečnost, radni viskozitet, zapreminu po ciklusu, pritisak isporuke i napon u šini - sainstant zahtjev za ponudua mi ćemo potvrditi konfiguraciju pumpe, provrt i stupanj drajvera prije nego što se nešto naruči.