اکسترود یا اکستروژن یکی از مهمترین بخش ها در ساخت چاپگر سه بعدی است. اگر قصد خرید پرینتر سه بعدی و تولید قطعات را دارید، بهتر است با ساختار و عملکرد این قطعه مهم آشنا شوید. در این مقاله می خواهیم توضیح دهیم که اکسترودر چیست و چه نقشی در چاپگر سه بعدی دارد. همچنین در مورد نازل و انواع آن صحبت می کنیم.
اکسترودر پرینتر سه بعدی چیست؟
اکسترودر پرینتر سه بعدی قطعه ای متشکل از چندین قسمت است که با هم وظایف مختلفی را انجام می دهد.
برای مثال اکسترود پرینتر سه بعدی وظیفه دریافت و جهت فیلامنت (مواد پایه) تا خروجی نازل جهت چاپ و ذوب فیلامنت قبل از خروج از نازل و انجام فرآیند چاپ به صورت لایه ای را انجام می دهد.
اکسترود که یکی از مهم ترین بخش های یک پرینتر سه بعدی می باشد. در قسمت انتهایی داغ، فیلامنت گرم می شود، ذوب می شود و در دمای معینی از سوراخ نازل خارج می شود.
قسمت بالای اکسترود را هاتند می نامند. در این قسمت رزوه به کمک موتور با فشار و سرعت معین به انتهای داغ حرکت می کند. قسمت پایینی آن، که انتهای داغ را تشکیل می دهد، شامل اجزایی است که مواد فیلامنت را ذوب کرده و سپس آن را به صفحه چاپ تزریق می کند.
هر یک از این قسمت ها شامل اجزا و بخش های مختلفی است که به هدف نهایی (ایجاد یک قطعه سه بعدی) کمک می کند.
هاتند در اکسترودر
انواع نازل ها از نظر جنس بدنه و اندازه خروجی متفاوت است.
در بالای نازل یک بلوک حرارتی وجود دارد که از طریق آن فیلامنت مد نظر گرم می شود. این ترموبلاک از آلومینیوم ساخته شده و یک نازل به آن پیچ شده است. یک کارتریج به بدنه این بلوک آلومینیومی متصل است که آن را گرم می کند.
در این قسمت پرینتر دما باید کنترل شود. این کار توسط ترمیستور، سنسور دما یا ترموکوپل انجام می شود.
اما چرا دما در این بخش مهم است؟ هنگامی که بلوک آلومینیومی گرم می شود، رشته شروع به ذوب شدن می کند. اگر دمای بدنه بالاتر از نقطه ذوب پلاستیک باشد، پلاستیک بیش از حد مایع خواهد بود و در هنگام خروج از نازل به خوبی روی لایه‌های ساخته شده قبلی نمی‌نشیند.
اگر دمای بدنه آلومینیومی کمتر از نقطه ذوب پلاستیک باشد، پلاستیک به خوبی ذوب نمی شود و به راحتی از نازل خارج نمی شود. در نتیجه، این ممکن است بر کیفیت قطعه تأثیر منفی بگذارد. بنابراین با کمک ترمیستور دمای آلومینیوم را بررسی می کنند تا در دمای مناسب قرار گیرد.
بخش انتهایی سرد اکسترودر
این قسمت از اکسترودر بسته به محل قرارگیری موتور محرک، اکسترودرها به دو دسته مستقیم و Bowden تقسیم می شوند.
اگر موتور اکستروژن از نوع مستقیم باشد، قسمت انتهای سرد فاصله بسیار کمی با انتهای داغ خواهد داشت. به طوری که موتور دقیقا بر روی قسمت انتهایی داغ نصب می شود.
اما اگر موتور اکستروژن از نوع Bowden باشد، موتور در فاصله ای از انتهای داغ قرار می گیرد و فیلامنت را از طریق لوله تفلونی به سمت انتهای داغ هدایت می کند.
گاهی اوقات، وقتی در مورد اکسترودر صحبت می شود، منظور آنها قسمت موتور محرک اکستروژن است. اما اساسا مجموع قطعاتی که جهت، ذوب و تزریق فیلامنت را کنترل می کنند، اکسترودر نام دارد.
>> بیشتر بدانید: مکاترونیک چیست؟
قطعات بخش انتهایی
انتهای سرد شامل هیت سینک، پره های خنک کننده و هیت بریک است. این مجموعه دقیقاً بالای هاتند قرار دارد. هیت بریک هاتند و کلداند را جدا می کند. هیت سینک دمای مواد فیلامنت را تنظیم می کند و باله های خنک کننده روی آن به خنک نگه داشتن آن کمک می کند.
شکاف حرارتی در واقع مرزی است که انتهای گرم و سرد را از هم جدا می کند و از ورود گرما از انتهای گرم به انتهای سرد جلوگیری می کند.
مزایا و معایب اکسترودر
اکسترودر مستقیم به نیروی زیادی برای فشار دادن و فشار دادن فیلامنت نیاز ندارد زیرا موتور و گیربکس مستقیماً روی انتهای داغ نصب می شوند. در نتیجه موتور با گشتاور کم کار می کند. این امر نیاز به نصب موتورهای بزرگ و قدرتمند را از بین می برد.
این روش مشکل دارد. علاوه بر این، کل این مجموعه باید با هم حرکت کنند. یعنی هنگام چاپ یک قطعه، کل مجموعه اعم از موتور و چرخ دنده ها به همراه انتها و نازل داغ در حرکت است. بنابراین، سرعت عملیات کلی کاهش می یابد، همچنین جریان الکتریکی بیشتری برای جابجایی آن وزن مصرف می شود و در نتیجه گرمای بیشتری در دستگاه تولید می شود.
