تتمتع كلتا عائلتي المضخة بإزاحة موجبة، لذا فإن كلاهما يحتفظان بتدفقهما بينما تقاوم الحلقة؛ ما يفصل بينهما هو كيفية إغلاق كل منهما الفجوة بين مدخله ومخرجه. يفسر هذا الاختلاف الوحيد في التصميم كل شيء آخر تقريبًا، بدءًا من اللزوجة التي تفضلها كل مضخة إلى الضغط الذي يمكنها الاحتفاظ به والجزء الذي يبلى في النهاية.

النسخة العملية من القاعدة قصيرة. أقل من 1000 مللي باسكال تقريبًا تعتبر المضخة الأنبوبية هي المضخة الافتراضية الأكثر أمانًا، أما فوق 10000 مللي باسكال تقريبًا، فإن المضخة المسننة تحافظ على الضغط والأمتار بدون نبض، وبينهما يقرر السائل نفسه. يفصل هذا الدليل هذه القاعدة عن المواد الأربع التي تتعامل معها الطابعة فعليًا: PLA والبوليمر الذائب، ومعجون الطعام، وراتنج البوليمر الضوئي، وسائل التبريد.

طريقتان لإغلاق المضخة، ولماذا يتبعها كل شيء آخر

تغلق المضخة الترسية مع السائل نفسه، وتغلق المضخة التمعجية عن طريق الضغط على الأنبوب لإغلاقه، ولهذا السبب يكون أحدهما حساسًا للزوجة والآخر حساسًا للضغط.

تتحرك كلتا العائلتين بحجم ثابت في كل دورة، لذلك يتم وصف كلاهما بالإزاحة الإيجابية وكلاهما يمنحك تدفقًا يتتبع سرعة المحرك. الفرق المهم هو ما يحدث في الفجوة بين مخرج الضغط العالي ومدخل الضغط المنخفض.

تغلق مضخة التروس بالسائل الذي تتحركه

داخل الرأس، هناك ثلاثة أختام ديناميكية تفصل المدخل عن المخرج، والختم بينهما عبارة عن طبقة من السائل نفسه الموجود في خلوص في حدود عشرة ميكرومترات.

ولهذا الترتيب عواقب تظهر في الاختيار وليس في التسويق. نظرًا لأن مانع التسرب هو السائل، فإن السائل السميك يسد بشكل أفضل من السائل الرقيق: حيث يرتفع الانزلاق عبر الخلوص مع انخفاض اللزوجة، لذلك تفقد الأحبار الرقيقة والماء دقة القياس ما لم يتم الحفاظ على الضغط التفاضلي منخفضًا ويتم الحفاظ على نظافة السائل. إن نفس التروس الصلبة والخلوصات الضيقة هي التي تسمح لمضخة التروس بتحمل الضغط العالي وتحريك السوائل اللزجة أو المملوءة التي قد تؤدي إلى تعطيل تصميم آخر. الجسيمات الصلبة هي عدو كلتا السمتين، لأنها تطحن الخلوص نفسه الذي يقوم بالختم.

تغلق المضخة التمعجية عن طريق إغلاق الأنبوب

تقوم البكرات أو الأحذية بضغط أنبوب مرن مسطح وينتقل السائل داخل ذلك الجيب المغلق، لذلك لا يصل السائل أبدًا إلى الختم أو الترس أو المحمل.

يعتمد الختم بالكاد على اللزوجة، ولهذا السبب تتعامل المضخات الأنبوبية مع الماء والراتنج والمعاجين السميكة بالعسل بنفس الرأس. ما يحدها هو الأنبوب: تصل المضخات الأنبوبية التمعجية عادة إلى حوالي 3 إلى 7 بار، وتصل الرؤوس الدوارة إلى حوالي 8 بار، والمضخات الخرطومية من النوع الحذاءي حوالي 15 بار. اطلب من المضخة الأنبوبية أكثر مما يمكن أن يتحمله أنبوبها، والأنبوب هو ما يفشل، عادةً عن طريق التسطيح أو التشقق أو البثق من أسفل البكرات.

يتم اتباع قرار الختم حتى الآلة

خط اللزوجة: 1000 و 10000 مللي باسكال

تعتبر المضخة التمعجية الأقل من 1000 مللي باسكال هي المضخة الافتراضية الأكثر أمانًا، أما فوق حوالي 10000 مللي باسكال · تكون المضخة التروسية، ويتم تحديد النطاق بينهما عن طريق التآكل والقص وحجم الجسيمات بدلاً من السُمك وحده.

يأتي هذان الرقمان من حيث تتقاطع استراتيجيات الختم. عندما يخف السائل، يضعف ختم غشاء المضخة التروسية وتنحرف دقتها الحجمية؛ عندما يتكاثف السائل، تحتاج المضخة الأنبوبية إلى عزم دوران أكبر لسدها ويعمل الأنبوب بقوة أكبر في كل تمريرة. ضع أرقامًا على السوائل التي تلبيها الطابعة فعليًا ويصبح من السهل رؤية الخط.

حيث تقع سوائل الطابعة الشائعة على خط اللزوجة

أقل من 1000: السوائل الرقيقة ومشكلة الانزلاق

ليس من الصعب تحريك السوائل الرقيقة، ومن الصعب قياسها بمضخة تروس، لأن الطبقة التي تسد الخلوصات ضعيفة وتفقد المضخة جزءًا من كل دورة إلى الوراء.

تحتوي هذه الفرقة على مبردات مائية وأحبار منخفضة اللزوجة وسوائل التنظيف. تغلق المضخة الأنبوبية عن طريق الانسداد، لذلك لا تتأثر دقتها، فهي تجهز نفسها بنفسها من الزجاجة، ويناسب القص المنخفض لمسار الأنبوب السوائل الحساسة للعمل. السبب المعتاد لاختيار مضخة تروس هنا هو الضغط وليس اللزوجة، وإذا كان هذا هو المطلب، فاحتفظ بالضغط التفاضلي منخفضًا وقم بالتصفية جيدًا.

أكثر من 10000: المعاجين السميكة والملاط والذوبان

السوائل السميكة هي المكان الذي تتوقف فيه المضخة الترسية عن كونها خيارًا وتصبح الخيار المعقول الوحيد، لأنها الوحيدة التي يمكنها الاحتفاظ بالضغط الذي تحتاجه العجينة وتسليمها بدون نبض.

إن معاجين الإذاعة الآلية والملاط الخزفي تتفوق على العسل بمراتب كبيرة، بل إن لزوجتها ليست ثابتة: فمعظمها عبارة عن ترقق القص، لذا فهي تتدفق عند الفوهة وتحافظ على شكلها بعد ذلك مباشرة. تناسب المضخة الترسية هذا السلوك لأن إنتاجها لكل دورة ثابت وقدرتها على الضغط عالية، وتنتج التوصيل السلس والمستمر الذي تحتاجه الخرزة المطبوعة. الحشوات الكاشطة هي المفاضلة، والترشيح عند المدخل هو ما يحمي الخلوصات.

فيما بينهما: يتم تحديد التآكل والقص وحجم الجسيمات

بين 1000 و10000 مللي باسكال تقريبًا، يمكن لكلتا المضختين القيام بالمهمة، وبالتالي ينتقل الاختيار إلى ما تفعله السوائل بالمضخة وما تفعله المضخة بالسائل.

عادة ما يكون التآكل هو السؤال الأول: تتآكل جزيئات السيراميك أطراف وألواح التروس، في حين أن نفس الجزيئات تلبس فقط أنبوبًا يكلف جزءًا صغيرًا من المضخة. القص هو الثاني، لأن عجينة القص التي يتم تشغيلها فوق طاقتها في شبكة التروس تغير ريولوجيتها قبل أن تصل إلى الفوهة. حجم الجسيمات هو الثالث، نظرًا لأن الأنبوب يمكن أن يمرر مواد صلبة ناعمة من شأنها أن تؤدي إلى إعاقة خلوص المضخة الترسية. اطرح هذه الأسئلة الثلاثة قبل أن تسأل عن السعر.

أربع مهام سلسة في الطابعة، والنمط الذي يتم تشغيل كل واحدة منه

تأتي معظم أخطاء الاختيار من التعامل مع جميع سوائل الطابعة كمهمة واحدة؛ في الواقع، تطلب الطابعة من المضخة القيام بأربعة أشياء مختلفة.

نمط الواجب مهم بقدر أهمية السوائل. تعمل حلقة التبريد بشكل مستمر عند تدفق منخفض، بينما يعمل خط الجرعات بشكل متقطع عند أحجام صغيرة وضغط مرتفع، ولن يتناسب الاثنان مع نفس المضخة حتى عندما يتشاركان في نفس السائل.

أربع وظائف سلسة، وما يطلبه كل واحد من المضخة

المصادر: إرشادات نظام السوائل الخاصة بالشركة المصنعة للطابعات ثلاثية الأبعاد.

حسب المواد: PLA ومعجون الطعام والراتنج والمبرد

المواد الأربع التي تتعامل معها الطابعة تدفع القرار في اتجاهين مختلفين، والسبب وراء كل إجابة يستحق الاحتفاظ به.

قراءة الحالات الأربع كمجموعة. ينتهي اثنان منهم بمضخة تروس لأسباب تتعلق بالضغط، وينتهي أحدهما بأنبوب لأسباب كيميائية، والآخر مفتوح حقًا ويتم تحديده من خلال كيفية استجابة الجزء المطبوع للنبض.

PLA والبوليمر المصهور: مضخة تروس للضغط

تعتبر مضخة التروس هي الحل الصحيح لتغذية الخيوط والكريات، ويتم استبعاد البديل التمعجي بسبب درجة الحرارة قبل وقت طويل من استبعاده من حيث الأداء.

في جهاز FDM، يعد الانحشار المتكرر مشكلة في ضغط التغذية وليس مشكلة في الفوهة. عندما يفقد الطارد قبضته تحت الضغط الخلفي، تتضور منطقة الذوبان جوعًا وتسخن وتتراكم المواد المتفحمة. تولد الفوهة مقاس 0.4 مم بسرعات الطباعة العادية ما يقرب من 50 إلى 100 كيلو باسكال من الضغط الخلفي، وتدفع الطباعة عالية السرعة أو المملوءة بالزجاج ذلك نحو 120 كيلو باسكال. تغطي المضخة ذات التروس الصغيرة المقدرة من 40 إلى 150 كيلو باسكال النطاق بهامش، ولأن الطارد يجب عليه فقط دفع المواد إلى مدخل المضخة بينما تتعامل المضخة مع الفوهة، فإن عدم الاستقرار على جانب واحد يتوقف عن الوصول إلى الجانب الآخر.

الأرقام تستحق التحويل أيضًا، لأنها تشرح سبب عمل المضخة بشكل بارد وهادئ في هذه المهمة. عند قطر 1.75 ملم، فإن 100 مل/دقيقة تمثل ما يزيد قليلاً عن 40 مترًا من الخيوط في الدقيقة، بينما تستهلك طابعة FDM النموذجية ما بين نصف متر إلى مترين في الدقيقة. ولذلك تعمل المضخة بجزء صغير من سعتها، وهو أفضل مكان للضوضاء والتآكل. نفس المنطق يفسر سبب ظهور المضخات الترسية في طباعة الحبيبات: يمكن أن يختلف القادوس المملوء والقادوس الفارغ تقريبًا بأكثر من 30 بالمائة في التدفق المرسل، وتقوم المضخة بتسوية ذلك إلى تدفق ثابت.

معجون الطعام: مضخة تمعجية للنظافة

يتم استخدام معاجين الطعام بشكل افتراضي في المضخة التمعجية لأن الأنبوب فقط هو الذي يلامس الطعام، مما يجعل التنظيف مسألة تبديل طول السيليكون المخصص للطعام.

يتم قياس الشوكولاتة والتزيين والعجين والصلصات ومعاجين الجوز بهذه الطريقة، كما أن القص المنخفض لمسار الأنبوب مهم بقدر أهمية النظافة: فالمعجون الذي يعتمد قوامه على بنيته لا يستفيد من العمل من خلال شبكة ضيقة. اختر مادة الأنبوب بنفس العناية التي تتبعها المضخة، نظرًا لأن السيليكون وPTFE والتركيبات الأخرى تختلف في التوافق الكيميائي وفي مدى سرعة تعبها.

تأخذ المضخة الترسية مكانها عندما يكون المعجون قاسيًا بدرجة كافية ليحتاج إلى ضغط حقيقي أو عندما يجب أن تكون الجرعة سلسة تمامًا وليست نابضة. السعر هو قابلية التنظيف: تحتوي المضخة الترسية على شقوق حول تروسها وألواحها حيث تتجمع البقايا، والمكونات الكاشطة مثل المكسرات المطحونة أو البذور ستتآكل تلك الأجزاء بشكل ثابت. في واجبات الطعام، نادرًا ما يكون السؤال هو ما هي المضخة التي يمكنها تحريك المعجون، ودائمًا ما يكون السؤال هو ما هي المضخة التي يمكن تنظيفها بين المنتجات.

راتينج فوتوبوليمر: مضخة تمعجية للعزل

يذهب الراتينج إلى المضخة التمعجية لسبب واحد مهم: وهو أن السائل لا يصل أبدًا إلى الآلية، لذلك لا يمكن علاج أي شيء داخل المضخة.

تعد البوليمرات الضوئية شديدة التأثير على المعادن والبلاستيك ويتم علاجها تحت الضوء، مما يجعل المضخة الترسية خطرة وليست مرشحة: أي راتنج متبقي في الخلوصات أثناء التوقف المؤقت يصبح متصلبًا هناك ويتم الانتهاء من المضخة. تقوم المضخة الأنبوبية بعزل السائل تمامًا، وإعادة ملء الوعاء بكمية تتراوح من 50 إلى 100 مل، ولا تحتاج إلى تحضير لأنه يمكن سحب الراتينج مباشرة من الزجاجة. قم بإقرانه بمستشعر مستوى كهروضوئي ووحدة تحكم صغيرة وستصبح عملية إعادة الملء غير مراقبة، وهو أمر مهم لأن إيقاف الطباعة مؤقتًا لتعبئة الحوض يترك خطًا مرئيًا عند إعادة التشغيل. التدفق من 100 إلى 300 مل/دقيقة يملأ الوعاء في ثوانٍ، والأنبوب هو الجزء الوحيد الذي يحتاج إلى مكان على الرف.

المبرد: مفتوح حقًا، يتم تحديده عن طريق النبض

يعتبر سائل التبريد هو الحالة الوحيدة التي يمكن فيها الدفاع عن كلتا المضختين، والعامل الحاسم ليس هو ذروة التدفق ولكن مدى ثبات التدفق بمجرد وصوله إلى اللوحة الباردة.

يعمل التبريد السائل وفقًا للفيزياء: يحمل الماء ما يقرب من أربعة أضعاف الحرارة النوعية للهواء لكل كيلوغرام، لذا فإن التدفق الصغير الثابت يزيل حرارة أكبر بكثير مما يمكن أن يزيله تدفق الهواء الكبير. من السهل فقدان هذه الميزة على الطابعة، حيث تستخدم حلقة التبريد أنابيب مقاس 4-6 مم والعديد من الانحناءات ولوحة باردة ذات قنوات داخلية ضيقة، وكلها تضيف مقاومة. إن التصنيف الذي يتم قياسه عند ضغط خلفي صفر لن ينجو من هذه الهندسة، وهذا هو السبب في أن استقرار التدفق مهم أكثر من الرقم الأقصى الموجود على الصندوق.

النبض هو المشكلة الأكثر دقة. تصل موجات متقطعة إلى اللوحة الباردة وتؤدي إلى اضطراب الطبقة الحدودية الحرارية بين اللوحة ومصدر الحرارة، فتختلف كفاءة التبريد مع النبض بدلاً من بقائها ثابتة، ويظهر التأثير في جودة الطباعة على المساحات الصلبة الكبيرة. توفر المضخة الترسية تدفقًا سلسًا ومستمرًا، وهو ما يناسب حلقة التبريد على وجه التحديد لأن الحلقة مستمرة. تستجيب المضخة التمعجية لعزل السوائل، والتحضير الذاتي، والتصميم منخفض الضوضاء والضغط المنخفض، الذي يناسب التعديلات التحديثية حيث يوجد الخزان أينما توجد مساحة. اختر مضخة التروس عندما تكون الحلقة طويلة، أو عندما يكون سائل التبريد سميكًا بالجليكول، أو يجب أن يكون التدفق سلسًا تمامًا؛ اختر المضخة الأنبوبية عندما يكون الضغط منخفضًا، ويجب أن يظل السائل بعيدًا عن الآلية، والتحضير من زجاجة أسفل الماكينة هو النقطة المهمة.

تكلفة الملكية: الجزء الذي يرتديه هو الفرق الحقيقي

ترتدي المضخة التمعجية أنبوبًا قليل التكلفة ويتغير خلال دقائق؛ ترتدي المضخة الترسية الأجزاء الموجودة داخل رأس المضخة، لذا فإن صيانتها تعتمد على مدى نظافة السائل.

بالنسبة لمالك الطابعة، يعد هذا هو الاختلاف الأكثر أهمية بين العائلتين، وهو الأقل ظهورًا في ورقة البيانات.

ما تكلفه كل عائلة للاستمرار في العمل

والفجوة كبيرة بما يكفي لصياغتها بشكل صريح. يحدد أحد نماذج التكلفة المنشورة لإمداد سوائل الطابعة تكلفة الصيانة السنوية بحوالي 76 دولارًا أمريكيًا لكل جهاز بمجرد أن يكون الأنبوب هو الجزء المبلل الوحيد، مقابل 380 دولارًا أمريكيًا تقريبًا حيث تعني الخدمة الروتينية فتح المضخة. تعتمد العملية الحسابية على افتراضات لا تتطابق مع كل ورشة عمل، ولكن الآلية التي تقف وراءها تتطابق مع ذلك: المادة الاستهلاكية التي تتغير في ثوانٍ، دون تفكيكها، هي نوع مختلف من تكلفة الصيانة عن تكلفة الإصلاح.

نفس المضختين على طاولة العمل وعلى خط الإنتاج

تختلف المقارنة الفنية اعتمادًا على ما إذا كنت تقوم ببناء آلة واحدة أو شحن مائة آلة، لذلك من المفيد قراءة نفس الجدول مرتين.

لا شيء في الفيزياء يتغير بين العمودين. ما يتغير هو مقدار التنوع الذي يمكنك استيعابه يدويًا، وبالنسبة للشركة المصنعة تختفي هذه القدرة.

نفس القرار، من مقعدين مختلفين

ثلاث أساطير اختيار تستحق التقاعد

ثلاثة معتقدات تبقى موجودة في المنتديات بعد فترة طويلة من تسويتها من قبل المهندسين، وكل واحدة منها تؤدي إلى عملية شراء سيئة معينة.

1. تدوم المضخة الترسية دائمًا أكثر من المضخة التمعجية.صحيح مع السائل النظيف وغير صحيح مع السائل القذر. تعمل الحشوات الكاشطة على طحن الخلوص الذي يجعل مضخة التروس تعمل، ويتصلب راتينج المعالجة بداخلها، في حين أن نفس المهمة لا ترتدي سوى أنبوب يكلف جزءًا صغيرًا من المضخة. المتانة هي خاصية للسائل بقدر ما هي خاصية للمضخة.

2. لا تستطيع المضخة التمعجية تحمل الضغط.تصل المضخات الأنبوبية عادةً إلى حوالي 3 إلى 7 بار، وتصل الرؤوس الدوارة إلى حوالي 8 بار، والمضخات الخرطومية ذات الحذاء حوالي 15 بار. وتتطلب حلقة تبريد الطابعة جزءًا صغيرًا من ذلك، لذلك نادرًا ما يكون الضغط هو السبب وراء ترك الأنبوب خلفه.

3. الجهد هو إعداد الأداء.بين إصدارات 12 فولت و24 فولت من نفس المضخة، يعمل الجهد العالي على خفض التيار لنفس الطاقة بدلاً من رفع التدفق أو الضغط. قم بمطابقة السكة الموجودة بالجهاز بالفعل، وتعامل مع اختيار الجهد كقرار توصيل الأسلاك.

الأسئلة المتداولة

ما هي المضخة الأفضل للطابعة ثلاثية الأبعاد؟

ليس أي منهما أفضل في الملخص. كل يفوز بوظيفة مختلفة. المضخة التمعجية هي المضخة الافتراضية لإعادة تعبئة الراتنج ومعجون الطعام والمبرد منخفض الضغط لأن السائل يبقى داخل الأنبوب، ويجهز ذاتيًا، والأنبوب هو الجزء الوحيد الذي يجب استبداله. تعتبر المضخة التروسية هي المضخة الافتراضية لتغذية الخيوط والكريات والمعاجين السميكة وأي واجب حيث يكون التوصيل الخالي من الضغط أو النبض أكثر أهمية من العزل.

هل تستطيع المضخة التمعجية تحريك العجينة السميكة؟

نعم، إلى حد ما. لا يهتم الانسداد باللزوجة، لذلك تتعامل المضخة الأنبوبية مع معاجين سميكة من العسل دون توقف، ويتم قياس معاجين الطعام بشكل روتيني بهذه الطريقة. الحد هو الضغط وليس السُمك: تصل المضخات الأنبوبية إلى ما يقرب من 3 إلى 7 بار ورؤوس الأسطوانة حوالي 8 بار، وفوق ذلك فإن الأنبوب هو الجزء الذي يفشل. بعد تجاوز 10000 مللي باسكال تقريبًا، تصبح المضخة الترسية هي الإجابة الأكثر موثوقية.

هل يمكن استخدام مضخة تروس لراتنج البوليمر الضوئي؟

يمكن أن يُبنى من أجله، ولكن لا ينبغي أن يتم اختياره من أجله. يصل الراتنج إلى التروس والألواح والأختام، وأي سائل متبقي في الخلوصات أثناء التوقف المؤقت يعالج هناك ويغلق المضخة. تقوم المضخة الأنبوبية بعزل الراتينج تمامًا، كما يؤدي استبدال الأنبوب إلى تجديد المسار المبلل مقابل تكلفة طول الأنبوب.

هل يجب أن أختار مضخة 12 فولت أم 24 فولت؟

قم بمطابقة السكة التي توفرها الآلة بالفعل. بين نسختين من نفس المضخة، يسحب الجهد العالي تيارًا أقل لنفس الطاقة، وهو أمر مهم عند تشغيل الكابلات الطويلة وإمدادات البطارية، بينما يكون تشغيل 12 فولت أسهل من مخرج اللوحة الرئيسية الاحتياطية. الجهد لا يضيف التدفق أو الضغط في حد ذاته.

ما هي الصيانة التي تحتاجها كل مضخة؟

تحتاج المضخة التمعجية إلى استبدال أنبوبها عندما تصبح ناعمة أو مسطحة، وعادةً ما يستغرق ذلك من أشهر إلى سنة في الخدمة العادية، وتستغرق المهمة دقائق دون تفكيك. لا تحتوي المضخة الترسية على مثل هذه المواد الاستهلاكية، لذا فإن صيانتها تتمثل في الحفاظ على نظافة السائل: الترشيح عند المدخل، وعدم التشغيل الجاف، والاهتمام بأي شيء كاشط أو يمكن علاجه.

حيث يتركك هذا

اختر بالختم، ثم أكد بالسائل. تُغلق المضخة المسننة بطبقة من السائل داخل الخلوصات الضيقة، لذلك فهي تتغذى على اللزوجة والضغط والقياس الخالي من النبض، وتعاني من السوائل الرقيقة والجزيئات الصلبة وأي شيء يمكن علاجه. يتم إغلاق المضخة التمعجية عن طريق الضغط على أنبوب مغلق، لذلك فهي غير مبالية باللزوجة، ذاتية التحضير وصحية من خلال البناء، ومحدودة بالأنبوب الذي تضغطه. في طابعة ثلاثية الأبعاد يتم تعيينها بشكل واضح على أربع مهام: معدات الصهر واللصق، وأنبوب الراتنج والطعام، وإما واحد للمبرد اعتمادًا على ما إذا كان الضغط أو النبض هو الخطر الأكبر في حلقتك.

أخبرنا بما يجب أن تتحركه الحلقة الخاصة بك.قم بمشاركة السائل ولزوجته في درجة حرارة العمل ونمط التشغيل والضغط الذي يراه نظامك، وسنوصي بعائلة المضخة أولاً والطراز ثانيًا، أو سنخبرك بوضوح إذا لم تكن أي من الحالتين مناسبة.اطلب مراجعة اختيار المضخة