Выбор подходящего шагового двигателя и зубчатой передачи экструдера для достижения наилучших характеристик - это компромисс между весом, крутящим моментом, разрешением и ускорением.
Обзор
Привод экструдера должен иметь достаточный крутящий момент, чтобы протолкнуть нить через сопло для обеспечения необходимой скорости печати, и достаточным разрешением, чтобы отдельные микрошаги экструдера не были видны на детали. Когда между приводом экструдера и HotEnd`ом находится трубка (Bowden), вам также необходимо обеспечить достаточное ускорение, чтобы быстро втянуть нить во избежания образования капель.
Вы можете рассчитать усилие, которое может обеспечить привод экструдера до того, как он пропустит шаги, если вы знаете его количество шагов на 1 мм и характеристики шагового двигателя, с которыми он работает.
При использовании шагового двигателя 1,8⁰ сила экструдера в Ньютонах (Н) составляет:
Extruder_force_at_rated_current = Motor_holding_torque * Extruder_steps_per_mm * 0,0014
Для шагового двигателя 0,9⁰:
Extruder_force_at_rated_current = Motor_holding_torque * Extruder_steps_per_mm * 0,0007
Количество шагов экструдера на 1 мм указаны при микрошаге 1/16.
Удерживающий крутящий момент двигателя указан в Н*см с обеими фазами, запитанными при номинальном токе.
Шаги на 1 мм учитывают зубчатую передачу (если есть) и диаметр рабочей шестерни.
Для PLA с диаметром нити 1,75 мм стремитесь к усилию экструдера в диапазоне от 10 Н до 25 Н при номинальном токе двигателя.
Для нити 3 мм стремитесь к увеличению силы экструдера в 3 раза, то есть от 30 до 75 Н при номинальном токе.
Стремитесь работать при 50-85% номинального тока двигателя.
Если экструдер развивает малое усилие, он не сможет протолкнуть нить через сопло, кроме как при чрезмерно низких скоростях печати или при высоких температурах. Проблема превышения возможного усилия экструдера заключается в том, что экструдер начнёт пропускать шаги.
Вы можете рассчитать усилие, которое может обеспечить привод экструдера до того, как он пропустит шаги, если вы знаете его количество шагов на 1 мм и характеристики шагового двигателя, с которыми он работает.
При использовании шагового двигателя 1,8⁰ сила экструдера в Ньютонах (Н) составляет:
Extruder_force_at_rated_current = Motor_holding_torque * Extruder_steps_per_mm * 0,0014
Для шагового двигателя 0,9⁰:
Extruder_force_at_rated_current = Motor_holding_torque * Extruder_steps_per_mm * 0,0007
Количество шагов экструдера на 1 мм указаны при микрошаге 1/16.
Удерживающий крутящий момент двигателя указан в Н*см с обеими фазами, запитанными при номинальном токе.
Шаги на 1 мм учитывают зубчатую передачу (если есть) и диаметр рабочей шестерни.
Для PLA с диаметром нити 1,75 мм стремитесь к усилию экструдера в диапазоне от 10 Н до 25 Н при номинальном токе двигателя.
Для нити 3 мм стремитесь к увеличению силы экструдера в 3 раза, то есть от 30 до 75 Н при номинальном токе.
Стремитесь работать при 50-85% номинального тока двигателя.
Если экструдер развивает малое усилие, он не сможет протолкнуть нить через сопло, кроме как при чрезмерно низких скоростях печати или при высоких температурах. Проблема превышения возможного усилия экструдера заключается в том, что экструдер начнёт пропускать шаги.
Безредукторные экструдеры
Обычно безредукторные экструдеры имеют количество шагов на 1 мм около 100 при использовании двигателей 1,8⁰ и микрошаге 1/16.
Чтобы достичь силы 10Н, вам понадобится двигатель с силой 71Нсм. Очень немногие двигатели Nema 17 имеют такой крутящий момент. Поэтому вам, вероятно, придется довольствоваться 60Нсм, что дает максимальное усилие в 8,4 Н.
Малое количество шагов на 1 мм повышают вероятность того, что отдельные ступеньки будут видны на детали.
С нитью 1,75 мм и соплом диаметром 0,4 мм при подаче 100 шагов на 1 мм получается около 5 шагов / мм в экструдированной нити. Вы можете использовать двигатель 0,9 градуса, чтобы удвоить количество шагов на 1 мм.
Конструкция экструдера без редуктора также может использоваться с шаговым двигателем со встроенным планетарным редуктором с передаточным числом около 5:1.
Чтобы достичь силы 10Н, вам понадобится двигатель с силой 71Нсм. Очень немногие двигатели Nema 17 имеют такой крутящий момент. Поэтому вам, вероятно, придется довольствоваться 60Нсм, что дает максимальное усилие в 8,4 Н.
Малое количество шагов на 1 мм повышают вероятность того, что отдельные ступеньки будут видны на детали.
С нитью 1,75 мм и соплом диаметром 0,4 мм при подаче 100 шагов на 1 мм получается около 5 шагов / мм в экструдированной нити. Вы можете использовать двигатель 0,9 градуса, чтобы удвоить количество шагов на 1 мм.
Конструкция экструдера без редуктора также может использоваться с шаговым двигателем со встроенным планетарным редуктором с передаточным числом около 5:1.
Редукторные экструдеры
Экструдер с редуктором обычно имеет вал с рабочей шестерней меньшего диаметра, чем экструдер без редуктора.
Типичное количество шагов на 1 мм около 420 при передаче 3:1 и 650 при передаче 5:1.
Это означает, что вам потребуется всего около 17 Нсм крутящего момента двигателя, чтобы превысить усилие 10Н (для нити 1,75 мм) при передаче 3:1 или 11 Нсм при передаче 5:1.
Остерегайтесь использования двигателей, у которых крутящий момент во много раз больше. Вы можете уменьшить ток двигателя, чтобы уменьшить силу, однако двигатели с высоким крутящим моментом также имеют высокую инерцию ротора, поэтому уменьшая ток, вы также уменьшаете доступное ускорение.
Типичное количество шагов на 1 мм около 420 при передаче 3:1 и 650 при передаче 5:1.
Это означает, что вам потребуется всего около 17 Нсм крутящего момента двигателя, чтобы превысить усилие 10Н (для нити 1,75 мм) при передаче 3:1 или 11 Нсм при передаче 5:1.
Остерегайтесь использования двигателей, у которых крутящий момент во много раз больше. Вы можете уменьшить ток двигателя, чтобы уменьшить силу, однако двигатели с высоким крутящим моментом также имеют высокую инерцию ротора, поэтому уменьшая ток, вы также уменьшаете доступное ускорение.
Экструдеры с дистанционным прямым приводом
Обычно они имеют передачу от 30 : 1 до 40 : 1 и шаг на 1 мм около 4200.
