Échec de la semaine : la mise à niveau Metal Hot End

Mon fils, Patrick, a observé à plusieurs reprises que je n'aime pas l'impression 3D. Cela peut sembler étrange, car j'ai construit une imprimante en 2012 et depuis lors, j'ai construit beaucoup d'imprimantes et j'en ai actuellement au moins trois dans mon laboratoire. Mais Patrick a bien compris que je n'aime pas vraiment imprimer les choses dont j'ai besoin. Ce que j'aime, c'est construire, réparer et, plus important encore, améliorer les imprimantes elles-mêmes. Si vous lisez Hackaday, vous savez probablement ce que c'est. C'est l'histoire d'une mise à niveau qui a mal tourné, même si la fin est assez heureuse. Si vous avez déjà pensé à passer d'une extrémité chaude traditionnelle à une extrémité chaude entièrement métallique, vous voudrez peut-être m'écouter et peut-être que je peux vous éviter des ennuis.

Il y a quelques années, j'ai acheté un Anet A8 pour un prix vraiment bas. Au fur et à mesure des imprimantes, c'est suffisant. Pas mal, mais pas incroyable. Mais c'est une imprimante amusante car vous devez vraiment travailler dessus pour renforcer le cadre en acrylique et corriger d'autres défauts. J'ai joyeusement amélioré un peu l'imprimante sur une période de temps relativement courte et j'ai également acheté un tas d'extrusions d'aluminium pour reconstruire le cadre selon les plans AM8 que vous pouvez trouver sur Thingiverse.

Mais la vie arrive, et cette boîte d'extrusions est restée sur l'étagère pendant quelques années. À la recherche d'un projet de lutte contre la pandémie, j'ai décidé qu'il était temps de franchir le pas et les résultats ont été excellents. Le fait d'avoir un cadre métallique solide sur l'imprimante en a vraiment fait une imprimante de classe mondiale. Sauf pour une chose.

L'extrudeuse de l'A8 - en fait, l'ensemble de l'assemblage X - ne change pas vraiment sur la version AM8. J'avais apporté quelques modifications très simples à l'extrudeuse, mais c'était principalement du stock et c'était pénible. L'extrudeuse est un stepper NEMA17 dans un cadre métallique en forme de U avec une extrudeuse conventionnelle boulonnée dessus. Un ventilateur recouvre totalement l'extrudeuse et la rupture de chaleur se visse directement dans le fond, suivie du bloc de chaleur et de la buse.

J'avais déjà déplacé le ventilateur pour l'accès, ce que font la plupart des gens avec des A8. Cependant, la chose était pénible à charger et avec le refroidissement pas si bon pendant la pause thermique, les bourrages étaient raisonnablement courants, sinon aussi courants que vous pourriez vous y attendre. Cependant, éliminer les bourrages était assez pénible.

Je savais depuis longtemps que je voulais mettre quelque chose de mieux en place et j'avais quelques bouts chauds E3D V6 contrefaits. Comme les extrusions, elles sont entreposées depuis quelques années. J'ai imprimé un montage et ça marche très bien. Une fois que cela a fonctionné, j'ai repensé le support, mis une extrudeuse Titan clone et l'ai alimentée avec un tube Bowden.

C'était super! Facile à charger, rarement coincé et tous les sabots étaient simples à réparer. Il est temps de l'appeler un jour, non ? Bien sûr que non. Je n'ai dû faire qu'un seul changement.

Si vous n'avez jamais démonté une extrémité chaude auparavant, le flux général est que le plastique pénètre dans un dissipateur de chaleur. Ensuite, il se déplace à travers un petit tube appelé une rupture de chaleur ou une gorge. Ce tube tente d'isoler la partie chaude de l'extrémité chaude du filament qui se dirige vers la buse. L'extrémité éloignée de la rupture de chaleur bute contre la buse à l'intérieur du bloc thermique qui est un bloc métallique qui contient l'élément chauffant et la thermistance. Idéalement, le filament fond juste avant de quitter la coupure thermique et d'entrer dans la buse.

La rupture de chaleur normale a du PTFE à l'intérieur qui maintient le filament sur la bonne voie même s'il devient un peu mou. Cependant, à des températures supérieures à 250 ° C, le tube PTFE peut se décomposer, de sorte qu'il provoque également des ruptures de chaleur uniquement à partir de métal. Une rupture de chaleur en métal normale sera en acier inoxydable très fin, mais vous pouvez également en obtenir en titane ou même en utilisant deux métaux différents. La vidéo ci-dessous montre un joli guide d'assemblage pour deux types courants de hotends.

Donc, évidemment, un hotend tout en métal serait mieux, non ? Peut être pas. Cela dépend de ce que vous essayez de faire. Bien qu'un hotend tout en métal vous permette d'augmenter la température, ils ont leurs propres problèmes. Premièrement, certains plastiques veulent vraiment coller au métal. Ceci est particulièrement problématique pour faire des rétractions. Deuxièmement, si la chaleur s'infiltre dans la rupture de chaleur, elle peut fondre tôt, ce qui peut également provoquer un blocage et une sous-extrusion.

Si vous n'avez pas besoin de températures supérieures à 250 ° C, vous pouvez envisager de ne pas passer au tout métal. Mais bien sûr, je voulais cette plage de température et je l'ai fait. Cela a conduit à un mystère et, comme beaucoup d'histoires mystérieuses, le coupable s'avérera être un acteur mineur brièvement entrevu.

Au début, j'ai mis une rupture de chaleur générique en acier inoxydable avec la nouvelle buse. Il est venu avec une petite enveloppe de composé thermique et je l'ai utilisé sur l'extrémité froide de la coupure thermique. L'imprimante se bloquerait presque immédiatement. Gardez à l'esprit qu'avec l'ancienne buse et la rupture de chaleur, tout allait bien.

Une rupture de chaleur est censée avoir une conductivité thermique aussi faible que possible, de sorte que le filament ne fonde pas tant qu'il n'est pas descendu dans le bloc chauffant. Habituellement, le tube est très fin car il conduit moins de chaleur. Pour une raison quelconque, la nouvelle rupture de chaleur sans le PTFE se bloquait mal.

Les blocages semblaient se produire lors de la rétraction. La désactivation de la rétraction a fonctionné, mais m'a laissé des impressions très filandreuses. J'ai essayé de réduire la rétraction, mais peu importe à quel point je descendais, l'extrémité chaude se coinçait. Lorsque je retirerais le filament, il aurait une tête en forme de champignon l'empêchant de rentrer dans la coupure thermique.

Tout sur une imprimante 3D semble être interdépendant. J'ai donc retiré le ventilateur de refroidissement de 30 mm - c'était un clone bon marché après tout - et je l'ai remplacé par un ventilateur de 40 mm qui aurait dû avoir plus de débit. J'ai utilisé un adaptateur imprimé pour l'assembler. Cela n'a pas semblé aider.

J'ai également commandé une coupure thermique en titane. Le titane a une conductivité thermique encore pire donc, en théorie, il devrait garder la partie froide de l'extrémité chaude encore plus froide. Cela ne semblait pas très bien fonctionner non plus et je manquais de pâte thermique.

Comme j'avais si peu de pâte thermique, j'ai pensé à utiliser un composé CPU. Cependant, en regardant ce que j'avais, la température maximale était un peu basse. Cependant, après réflexion, j'ai réalisé que le côté froid de la rupture de chaleur ne devrait de toute façon pas être aussi chaud que la buse, donc cela devrait être réalisable.

L'idée de ne mettre que du composé sur les fils supérieurs est que vous voulez délibérément arrêter le transfert de chaleur du bloc chaud à la rupture de chaleur. Mais quelle que soit la chaleur qui entre dans la rupture, vous voulez la transmettre au dissipateur de chaleur avec une répartition maximale.

La nouvelle pâte thermique - appelée Ice Mountain # 1 - a fait l'affaire. Je ne sais pas si la pâte blanche générique était ancienne ou simplement de mauvaise qualité. L'Ice Mountain est un composé de carbone/silicone et semble très bien fonctionner. Fini les bourrages ou les fuites de chaleur.

C'est un excellent exemple de la façon dont presque tous les paramètres et composants de l'impression 3D sont interdépendants. La nouvelle extrémité chaude nécessitait un ajustement de la hauteur du lit, de la température de départ et des paramètres de rétraction. Cela nécessitait également un transfert de chaleur adéquat entre les composants de l'extrémité chaude.

Est-ce que ça valait le coup au final ? Juste pour PLA, probablement pas. Cependant, je suis maintenant prêt à expérimenter différents filaments et les impressions PLA semblent bien fonctionner.

Et après? Peut-être la multiextrusion ? Si vous voulez vraiment tester vos connaissances sur les hotends, essayez de ressusciter une machine maltraitée.