A paraméterektől a gyakorlatig: Hogyan válasszuk ki pontosan a megfelelő mikrovízszivattyút 3D nyomtatókhoz

A 3D nyomtatóhoz való mikroszivattyú kiválasztása hat számjegyből áll, amelyeket rögzített sorrendben kell leolvasni: feszültség, áram, áramlás, nyomás és szívás, zaj és élettartam. A feszültség határozza meg, hogy a szivattyú egyáltalán működhet-e a gépedről; a másik öt dönti el, hogy milyen jól teszi a dolgát, és milyen gyakran érinti meg újra.

Az itt használt két szivattyú a talaj nagy részét lefedi. Az SC2601RPW egy perisztaltikus szivattyú 6 V-12 V-os gépekhez, 100-300 ml/perc névleges sebességgel, több mint 120 kPa nyomással, több mint 60 kPa szívással, 50 dB alatt 30 cm-en, 1000 órás élettartam-teszttel. Az SC2301CPW egy 24 V-os fogaskerekes szivattyú, 100 ml/perc vagy nagyobb teljesítményre és 40-150 kPa nyomásra. Egymás mellett olvasva a leggyorsabb módja annak, hogy megtudja, mely paraméterek határozzák meg a vásárlást, és melyek azok, amelyek csak döntőnek tűnnek.

Hat paraméter, és a kérdés, amelyre mindegyik válaszol

A szivattyú adatlapján szereplő minden specifikáció pontosan egy kérdésre ad választ, és mindegyik másfajta bizonytalanságot hagy maga után.

Ez az oka annak, hogy egy számtáblázat, fentről lefelé olvasva, gyakran rossz szivattyút állít elő. A trükk az, hogy minden figurát egy már feltett kérdésre adott válaszként kezel.

Hat paraméter, a kérdés, amire mindegyik válaszol, és az általa hagyott rés

Feszültség és áramerősség: a szivattyú hozzáigazítása a meglévő sínhez

Illessze a szivattyút a nyomtató által már szállított sínhez, majd ellenőrizze, hogy a csatorna, amelyre kapcsolja, el tudja-e vinni az áramot.

A 3D-s nyomtatón ez a négy sín egyikét jelenti, és mindegyikhez tartozik egy-egy fogó, amelyet könnyen el lehet hagyni.

Nyomtatósín 3 V-tól 24 V-ig, és mit tud valójában meghajtani

Miért nem erősebb a nagyobb feszültségű változat automatikusan?

A 24 V-os változat megvásárlásával nem vásárol nagyobb nyomást vagy több áramlást; alacsonyabb áramot vásárol ugyanarra a teljesítményre.

Ez az egyetlen mondat megakadályozza a legtöbb feszültséghibát. Egyenlő teljesítmény mellett a tápfeszültség emelése csökkenti a motor által felvett áramerősséget, ezért a nagyobb 24 V-os modellek gyakran kisebb áramértéket mutatnak, mint 12 V-os testvéreik. A gyártó saját összehasonlítása rámutat: az egyik membránszivattyújukon a 12 V-os változat 800 mA alatt, míg a 24 V-os változat 300 mA alatt van, ugyanarra a szivattyúzási feladatra.

A gyakorlati következmények inkább a vezetékezésre, mint a hidraulikára vonatkoznak. A kisebb áramerősség vékonyabb kábelt, hosszabb távon kisebb feszültségesést és kevesebb hőt jelent egy lezárt gépben. Ha egy gép már rendelkezik 24 V-os sínnel, akkor a 24 V-os szivattyú az egyszerűbb megoldás. Ha van 12 V-os sínje, a 12 V-os szivattyú elkerüli a pénzbe kerülő átalakítót, és kapcsolási zajt sugároz ugyanabba a házba.

Aktuális: számtani az adatlap nem fog neked megfelelni

Adja össze, hogy a csatornának mennyit kell kapcsolnia, és tartsa a teljes értéket jóval a besorolása alatt, mert a kefés szivattyúmotor nem állandó ellenállásos terhelés.

Vegyük a két esetet. Az SC2601RPW 6 V-on 200 mA alatt, 12 V-on 320 mA alatt fogyaszt, tehát a 12 V-os változat nagyjából 3,8 W-on működik. Az SC2301CPW 200 mA alatt vesz fel 24 V-on, ami 5 W alatt van. Mindkettő üljön be az alaplapra, de általában három csatorna dönti el, hogy melyik alaplapra szerelhető-e be a MOSF.

Hagyjon teret. A szivattyút a névleges értékének felével hajtó csatorna hidegen működik; aki a besorolás kilencven százalékával vezeti, az osztozik a hűtőbordán minden mással a táblán.

Indítási tüske várható. A kefés motor a másodperc első töredékében a névleges áram többszörösét veszi fel, és a fűtőtestek és ventilátorok által már megterhelt tápegység eléggé lecsökkenhet ahhoz, hogy alaphelyzetbe állítsa a táblát.

Tartsa külön a visszatérési utat. A termisztorokkal vagy ADC bemenetekkel való közös földelés helyett futtassa vissza a szivattyú földjét a tápellátáshoz, és szereljen fel egy flyback diódát, amikor egy MOSFET átkapcsolja a szivattyút.

Áramlási sebesség: a besorolástól egészen addig, amit a hurok ténylegesen lát

Mérje be a szivattyút a munkához szükséges folyadékra, majd hagyjon annyi tartalékot, hogy fedezze a saját vízvezetéke által okozott nyomást.

Kezdje a keresleti oldallal. A hűtőkör, az adagolási feladat és a vákuumberendezés mind eltérően fejezik ki igényeiket, ezért ugyanaz az átfolyási érték az egyik felépítésben nagyvonalúnak, a másikban marginálisnak tűnhet.

A munka és a munkafolyamat összehangolása, nem pedig a munkafolyamat

Áramlás mérése a gépben

Húzza ki a visszatérő vezetéket, futtassa be egy mérőhengerbe pontosan 60 másodpercig, és olvassa le a térfogatot: a begyűjtött milliliterek a hurok által ténylegesen leadott milliliterek percenkénti mennyiségei.

Hasonlítsa össze ezt a számot a besorolással, mielőtt a szivattyút hibáztatná. A megfelelően alapozott hurok általában a közzétett szám körülbelül 70-90 százalékán belül landol, a különbség a csőhosszban, a szerelvényekben, a szűrőben és a hidegblokkban van. Ha a mért áramlás nagymértékben elmarad, keresse meg a szívóoldali légszivárgást vagy egy részben eltömődött hideglemezt, mielőtt nagyobb szivattyút keresne.

Nyomás és szívás: az a pár, amely eldönti, hogy a hurok fut-e

A nyomás átvezeti a folyadékot a hurkon, és a szívás dönti el, hogy hova helyezheti a tartályt.

A két eset egészen más ponton helyezkedik el. Az SC2601RPW névleges értéke meghaladja a 120 kPa nyomást, ami 1,2 bar vagy körülbelül 17,4 psi, és meghaladja a 60 kPa szívóerőt, ami elméletileg körülbelül 6 méteres vízemeléshez elegendő. Az SC2301CPW 40 és 150 kPa között működik. Egyik ábra sem korlátozza a normál nyomtatóhurkot, ahol a csövek, a szerelvények, a szűrő és a blokk együtt néhány kPa-ról néhány tíz kPa-ra terjed ki.

Amikor a tartálynak a gép alatt kell lennie

A rajzolási képesség az a paraméter, amely meghatározza egy kis nyomtató elrendezését, és ez az, amelyet leggyakrabban túl későn fedeznek fel.

A 60 kPa feletti szívóerővel rendelkező önfelszívó szivattyú felszívja a hűtőfolyadékot a padlón lévő palackból, és megtisztítja a levegőt a friss vezetéktől. Az ilyen besorolás nélküli szivattyú bemenetét el kell árasztani: a tartály a szivattyú fölé megy, és a vezetéket egyszer kézzel kell feltölteni. Elvontan egyik elrendezés sem jobb, de a második korlátozza a gép kialakítását, és érdemes az alváz rajzolása előtt megbizonyosodni arról, hogy melyiket vásároljuk.

Amikor a folyadék sűrű

Viszkózus vagy töltött folyadék esetén a nyomásmennyezet, nem pedig az áramlási teljesítmény dönti el, hogy a szivattyú túléli-e a munkát.

A vastag folyadékok nem annyira áramlanak, mint inkább deformálódnak, és a nyomás, amely ahhoz szükséges, hogy átnyomja őket egy keskeny vonalon, gyorsan megemelkedik. A 150 kPa névleges teljesítményű szivattyú megtartja térfogati teljesítményét az ellenállás növekedésével, mivel az elmozdulás pozitív; a nyomáshatár közelében működő szivattyú egyszerűen lelassítja a motort, és a különbséget hővé alakítja. Ha paszta vagy iszap is a terv részét képezi, válassza ki a magasabb nyomású mennyezetű modellt, és az áramlási adatot tekintse inkább ellenőrizendő célnak, mint ígéretnek.

Zaj: az összehasonlítás előtt normalizálja a távolságot

A zajadat a távolsága nélkül semmit sem jelent, ezért alakítsa át mindkét szivattyút ugyanarra a referenciapontra, és az összehasonlítás egyszerűvé válik.

A kis forrásból származó hang körülbelül 6 dB-lel esik le minden alkalommal, amikor a távolság megduplázódik, ami elég számtani ahhoz, hogy két közzétett adatot közvetlenül összehasonlíthassunk.

Ugyanaz a két szám, közös távolságra utaltak

Források: gyártói zajadatok; inverz négyzet törvénye a szabad térben lévő hangra.

A két szivattyú méterenként nagyjából 14 dB távolságra van egymástól, ami nem kis különbség: ez a rés a csendes gép és a szomszéd szobából észrevehető gép között. Két figyelmeztetés őrzi az összehasonlítást őszintén. A számítás szabad mezőt feltételez, és a fényvisszaverő falakkal ellátott burkolatba csavarozott szivattyú másként fog viselkedni. Ugyanezt a rögzítést is feltételezi, és a merev rögzítés többet tud hozzáadni a mért szinthez, mint amennyit a szivattyú saját kialakítása hozzájárul.

Az áramlás kiegyensúlyozása a zaj ellen

Ha egy építménynek több áramlásra van szüksége, mint amennyit egy csendes szivattyú teljes fordulatszámon ad le, a válasz általában az, hogy egy nagyobb szivattyú lassan fut, nem pedig egy kis szivattyú.

A sebesség a domináns zajváltozó a mikroszivattyúkon: a gyártók a futási sebességgel növekvő zajt írnak le, a perisztaltikus tartományuk pedig nagyjából 30 és 50 dB között van a modellvonalon. A teljes sebesség 60-80 százalékán való futás is általában ott van, ahol a hatékonyság csúcspontja van, így gyakran a csendes beállítás is a hatékony. Ebből két menetrendi változás következik.

Válassza ki azt a modellt, amelynek áramlási lehetősége van, majd tárcsázza vissza a PWM-mel. Az SC2601RPW 100-300 ml/perc sávja és az SC2301CPW 100 ml/perc alsó határa egyaránt hagy teret ennek elvégzésére anélkül, hogy bármelyik szivattyút a határértéken futná.

Alacsonyabb tápfeszültséggel ne próbáljon csendes lenni. A 12 V-os szivattyú feszültségének 6 V-ra csökkentése a motort elmozdítja a tervezési pontjáról, és az áramlást nehezebb szabályozni, valódi zajnövekedés nélkül.

Élettartam: a tesztóráktól a szerviztervig

Az élettartam szám egy teszt időtartama, nem pedig garancia, ezért alakítsa át naptári idővé a gépe által ténylegesen futott időre.

Az SC2601RPW 1000 órás élettartamteszttel érkezik. Az, hogy ez mit jelent, teljes mértékben a nyomtató használatától függ.

1000 órás adat naptári időre átszámítva

Források: gyártó élettartam-teszt adatai; aritmetika a legközelebbi gyakorlati intervallumra kerekítve.

Mi kopik először

Perisztaltikus szivattyún a cső a fogyóeszköz, a motor pedig nem; fogaskerék-szivattyún a fogaskerekek felületei és csapágyai viselik a folyadék által megengedett kopást.

Ez a különbség dönti el, hogy mit tartasz raktáron. A perisztaltikus cső figyelmeztet: puhának érzi magát, ellaposodik a görgők alatt, és az áramlás elkezd sodródni, mielőtt meghiúsulna, és a csere nagyon kevésbe kerül. A fogaskerekes szivattyúnak nincs ilyen fogyóanyaga, ami előnyt jelent, amíg a folyadék nem hordoz koptató töltőanyagot, ekkor az első dolog a szivattyút hatékonysá tevő hézag. Akárhogy is, a szivattyúfej mögötti motor általában a hosszú élettartamú alkatrész, a miniatűr szivattyúmotorok általában néhány száz óra nagy igénybevétel mellett több ezer óra kíméletes, jól szűrt üzemelésig terjednek.

Ami lerövidíti a számot

Négy feltétel lerövidíti az élettartam teszt eredményét a terepen, és mind a négy tervezési döntés, nem pedig balszerencse. A szárazon futás eltávolítja a filmet, amely keni és hűti a szivattyúfejet. A hő öregíti a motor tekercsét és lágyítja a csöveket. A részecskék felcsiszolják a hézagokat. Az ismételt leállítási-indítási ciklusok pedig jobban megterhelik a motort, mint ugyanazon órányi egyenletes futás, ezért a szakaszos adagolás gyorsabban elhasználhatja a szivattyút, mint a folyamatos keringés.

Két építkezés, két válasz

Egymás mellett a két ház tisztán elválik egymástól a feszültség, a szívás és a nyomás tekintetében, nem pedig az áramlás tekintetében.

Mindkét szivattyú hasonló mennyiségű vizet mozgat. A különbség az számít, hogy a gépen van-e már sín, elfér-e a tartály a szivattyú felett, és hogy a folyadék mennyire ellenáll a nyomásnak.

A két eset egymás mellett, az őket elválasztó paramétereken

Források: mindkét modell gyártói termékadatai.

Első eset: egy 12 V-os gép, a tartály a keret alatt van

Ez az összeállítás az SC2601RPW 12 V-os verzióját veszi igénybe, mivel a sín létezik, a tartály alacsonyan van, és a nyomtató egy hálószobában található.

A tartály egy palack a keret alatti polcon, így a szivattyúnak az első feltöltéskor saját hűtőfolyadékot kell felemelnie, és egy új vezetékből ki kell ürítenie a levegőt: pontosan mire való a 60 kPa szívás. A gép egy egyforrós beállítás, amely 20-50 ml/perc sebességet igényel, jóval a pumpa sávon belül, így a szivattyú nem teljes fordulatszámon, hanem alacsony igénybevételen működik, és ez a beállítás is csendesen tartja. A zajszám alátámasztja az elhelyezést: 50 dB alatt 30 cm-en méteren kb. 40 dB-nek felel meg, a léptetőmotorok alatt megosztja a helyiséget. Napi három órában az 1000 órás teszt nagyjából tizenegy hónapos nyomtatásnak felel meg, így a terv egy tartalék tubus a polcon, és egy ellenőrzés, amikor az áramlás elkezd sodródni.

Második eset: 24 V-os gép sűrített hűtőfolyadékkal

Ez az összeállítás az SC2301CPW-t veszi igénybe, mivel a gép már 24 V-os sínről fut, és a hurok szívás helyett nyomásmagasságot kér.

A gép egy lézeres hideglemezt hordoz a hotend mellett, a hűtőfolyadék pedig egy glikol keverék, amely növeli a mozgatásához szükséges nyomást. A szivattyú 40-150 kPa-s tartománya ezt kényelmesen lefedi, és 24 V-os egység lévén lelóg a meglévő sínről, konverter és extra kapcsolási zaj nélkül a burkolaton belül. Nem önfelszívó, így a tartály a szivattyú fölé megy, és a vezetéket egyszer feltöltik az első töltéskor, és mivel a motor léghűtéses, a szivattyú teste a fűtött kamrán kívül marad. Az alacsonyabb 24 V-os áramfelvétel inkább bónusz, mint ok a választásra: vékonyan tartja a vezetékeket és hűvösen tartja a kártyacsatornát.

Három kérdésre nem tud válaszolni az adatlap

A legdrágább kiválasztási hibák a paraméterek ellenőrzése után következnek be, mivel három dolog a gép tulajdonságai, nem pedig a szivattyúé.

Mennyi ellenállást ad hozzá a hurok? A csőhossz, a szerelvények, a szűrő és a hidegblokk együttesen határozzák meg azt a nyomást, amellyel a szivattyú működik. Becsülje meg őket, majd erősítse meg az első build nyomásértékével.

Milyen lesz a szivattyú környezete? Az SC2601RPW 0-50 fokos és 75 százalékos relatív páratartalomra van besorolva, ami kényelmes a legtöbb nyomtató számára, és nem kényelmes fűtött kamrában. A szivattyú helyét gyakran később dönti el, hogy ki helyezi el a burkolatot.

Mi a valós munkaciklus? Az a gép, amely néhány percenként tíz másodpercet adagol, és egy olyan gép, amely nyolc órán keresztül folyamatosan kering, nem ugyanaz az alkalmazás, még akkor sem, ha az összes óra hasonlónak tűnik. A feladat határozza meg a karbantartási intervallumot és a zajköltségvetést is.

Gyakran ismételt kérdések

Hogyan hasonlíthatok össze igazságosan két szivattyú adatlapot?

Először rögzítse a sorrendet: feszültség, majd áram, majd áramlás, majd nyomás és szívás, majd zaj, majd élettartam. A feszültség kiküszöböli azokat a szivattyúkat, amelyeket a gép nem tud működtetni, a szívás megszünteti azokat a szivattyúkat, amelyek nem tudnak a tartályból szívni, és a fennmaradó paraméterek rangsorolják a maradékot. A fő áramlási adatok összehasonlítása először azt mutatja, hogy két inkompatibilis szivattyú hogyan kerül ugyanarra a szűkített listára.

A nagyobb feszültségű szivattyú nagyobb áramlást vagy nyomást termel?

Nem magától. A feszültség határozza meg a motor fordulatszámát és áramát egy adott mechanikai kialakításhoz, de nem növeli a nyomást és nem teszi a szivattyút eredendően erősebbé. Ugyanezen teljesítmény mellett a nagyobb feszültségű változat kevesebb áramot vesz fel, ezért a 24 V-os egységeket részesítik előnyben azokon a gépeken, amelyek már rendelkeznek 24 V-os sínnel, hosszú kábelvezetéssel vagy akkumulátor-ellátással.

A nagyobb átfolyási érték mindig jobb?

Nem. A szivattyú, amelynek névleges értéke jóval meghaladja a hurok szükségességét, alacsony terhelésen vagy fojtva működik, és az extra belmagasság csak akkor segít, ha PWM-mel kívánja visszahívni. Sokkal fontosabb, hogy a mért áramlás a csövek, a szerelvények, a szűrő és a hidegblokk után továbbra is fedi a hőt vagy a munka által igényelt adagot.

Hogyan hasonlíthatom össze a különböző távolságokon mért zajadatokat?

Utalja őket ugyanarra a távolságra. A kis forrásból származó hang körülbelül 6 dB-lel esik le minden alkalommal, amikor a távolság megduplázódik, így az 50 cm-es 60 dB 30 cm-en nagyjából 64 dB-vé válik, a 30 cm-es 50 dB pedig körülbelül 40 dB méteren. Ha mindkét szám azonos távolságra van, a két eset közötti különbség itt körülbelül 14 dB, ami érzékelhető és hasznos különbség.

Mennyi ideig fog működni egy 3D nyomtató mikroszivattyú?

Kezelje a közzétett életfigurát tesztidőtartamként, és alakítsa át arra a feladatra, amelyet teljesíteni fog. Egy 1000 órás teszt körülbelül tizenegy hónapot jelent napi három órában, és körülbelül hat hét éjjel-nappali keringtetés, tehát ugyanaz a szivattyú lehet szerelvény vagy fogyóeszköz a géptől függően. Perisztaltikus szivattyún a cső a cserélendő alkatrész; fogaskerekes szivattyún a folyadék tisztasága védi a hézagokat.

Hol hagy ez téged

A paraméterek érkezési sorrendjében válassza ki, ne a nyomtatás sorrendjében. Először a feszültség, mert ez dönti el, hogy a szivattyú működhet-e egyáltalán. Aktuális második, mert ez határozza meg a szivattyú bekötését. Áramlás és nyomás harmadik és negyedik, mert ez az a két szám, amelyet a huroknak teljesítenie kell. A zaj és az élettartam tart, mert ezek azok a paraméterek, amelyekkel minden mással szemben kereskedünk, és a két eset megmutatja, hogy ez a kereskedelem mennyire eltérő lehet: a halkabb szivattyú nyer kis 6-12 V-os, alacsony tartályú gépeken, és a 24 V-os fogaskerék-szivattyú ott nyer, ahol a sín már létezik, és a folyadék ellenáll a nyomásnak.

Mondja el, mivel működik a gépe.Ossza meg a sínfeszültséget, a hurok hosszát és a folyadékot, és mi megerősítjük, hogy a két eset közül melyik illik az Ön felépítéséhez, beleértve a csövet és a működési pontot.Kérjen paraméter felülvizsgálatot és mintát