EKSTRUDER – jak to działa? Budowa drukarki 3D

W tej części zajmiemy się ekstruderem drukarki 3D. W Prusie od Jelwek zastosowano ekstruder Wade’a. Jaka jest jego zasada działania oraz w jaki sposób go złożyć zobaczycie w materiale wideo. Tymczasem zapraszam do lektury tego artykułu, gdzie postaram się szczegółowo przedstawić działanie ekstrudera.

Ekstruder

Można go porównać do serca drukarki. Jego zadaniem jest wprowadzanie filamentu – materiału w postaci żyłki, wykonanej z tworzywa termoplastycznego (np. ABS czy PLA) – do głowicy zwanej też hotendem (opisy różnych materiałów przedstawiłem w tym materiale>>). Zważywszy na to, że w różnych drukarkach stosuje się ekstrudery bezpośrednie lub Bowden’a, to ja chciałbym zająć się pierwszym z wymienionych. Ekstruder bezpośredni nazywany jest też  ekstruderem Wade’a.

Ta konstrukcja różni się od konstrukcji Bowden’a tym, że elementy napędowe połączone są z blokiem i głowicą drukującą i nie są rozdzielne. Ekstruder Wade’a składa się z silnika krokowego, który jest głównym elementem napędowym. Na wale silnika umieszone jest koło zębate, które współpracuje z dużym kołem zębatym. Umożliwia to przeniesienie napędu na śrubę radełkowaną. Cechą tej śruby jest to, że posiada nacięcia na trzonie. W miejscu nacięć umieszczony jest filament.

Ekstruder – jak to działa?

Przeniesienie napędu z silnika przez koła zębate na śrubę, umożliwia realizację ruchu obrotowego trzonu z nacięciami. Materiał wtłaczany jest do głowicy dzięki nacięciom, które “ciągną” żyłkę. Aby nie doszło do sytuacji w której filament nie jest wprowadzany do głowicy mimo tego, że śruba się obraca (ślizganie), materiał jest dociskany za pomocą elementów dociskowych (łożysko, drukowany docisk, śruby ze sprężynami). Można też powiedzieć, że w tym przypadku zamieniany jest ruch obrotowy śruby na ruch liniowy filamentu. Obrazowo przedstawiłem to na fragmencie animacji, którą możesz zobaczyć w materiale wideo.

 

Oprócz funkcji wtłaczania, ekstruder ma za zadanie także wyciągać filament z głowicy. Jest to nazywane retrakcją i zapobiega to samoczynnemu wypływaniu materiału z dyszy w momencie, gdy głowica przemieszczana jest w inne miejsce drukowania. Zapobiega to powstawaniu nitek między jednocześnie drukowanymi elementami.

Montaż

Do tej pory myślałem, że montaż ekstrudera przysporzy mi najwięcej kłopotów podczas składania drukarki. Okazało się jednak, że wszystko przebiegło bardzo sprawnie i mimo konieczności połączenia wielu elementów w jeden ekstruder było to przyjemne i nietrudne :) W następnym materiale zajmę się połączeniem komponentów z elektroniką.