Quelles sont les pièces qui composent un hotend et que font-elles?

Ma première et seule imprimante 3D est une Printrbot Simple Metal, qui possède un hotend qui n'expose aucune de ses parties internes. Facile pour les débutants, je suppose: "Le hotend est ce tube qui chauffe le plastique et le dépose sur le lit d'impression."

Mais j'ai essayé d'en savoir plus, et de nombreux hotends ne sont pas aussi simples. Mon hotend Printrbot n'est probablement pas aussi simple qu'il n'y paraît.

Quelles sont les pièces qui composent un hotend et que font-elles?

(PS: il s'agit d'une question générale, pas spécifiquement sur les deux exemples de hotends ci-dessus.)

Cela varie selon la conception du hotend. Ce qui suit est une liste de composants que vous pouvez trouver dans un hotend typique, mais notez que différentes conceptions peuvent intégrer ces composants dans une certaine mesure. Par exemple, sur la tête en J, le bloc thermique, la buse et le brise-chaleur sont tous un seul et même composant tandis que sur les hotends E3D, ce sont toutes des pièces distinctes.

• Buse : C'est la partie où le filament sort. Il absorbe le filament fondu (généralement sous forme d'un cordon de 1,75 mm / 3 mm) et se rétrécit jusqu'à la taille de la buse (généralement autour de 0,4 mm). Ceux-ci sont généralement fabriqués en laiton pour sa bonne conductivité thermique, mais le laiton ne convient pas pour l'impression de matériaux abrasifs (tels que la lueur dans les filaments sombres et remplis de métal), donc parfois de l'acier inoxydable (durci) est utilisé.

• Bloc chauffant : Habituellement fabriqué en aluminium, le bloc chauffant relie la buse à la coupure thermique et maintient la cartouche chauffante et la thermistance.

• Cartouche de chauffage : la plupart des hotends utilisent une cartouche de chauffage en céramique, bien que certains modèles plus anciens utilisent des résistances de puissance ou du fil nichrome. Ce composant est, comme son nom l'indique, chargé de chauffer le hotend. Le bloc de chaleur se fixe généralement autour de la cartouche chauffante pour assurer un bon contact.

• Thermistance : cette partie détecte la température du bloc thermique. Il s'agit généralement d'une petite perle de verre avec deux fils attachés (qui sont généralement isolés avec de la fibre de verre ou du téflon). Pour l'impression à haute température, un thermocouple peut être utilisé à la place.

• Coupure de chaleur : c'est la partie où le chaud rencontre le froid. Il prend généralement la forme d'un tube fin et est en acier inoxydable pour sa faible conductivité thermique. Le but est généralement de faire en sorte que la transition soit aussi courte que possible afin que le filament soit le moins possible à l'état fondu. Il relie le bloc de chaleur au dissipateur de chaleur.

• Dissipateur de chaleur : le but du dissipateur de chaleur est de refroidir le côté froid de la coupure de chaleur. Il est généralement refroidi par un ventilateur. La plupart des dissipateurs de chaleur ont également un support de rainure standard pour le montage sur votre imprimante. Le dissipateur thermique a généralement des rainures pour augmenter sa surface et sa capacité de refroidissement.

• Doublure en téflon : certains hotends ont une doublure en PTFE qui guide le filament à travers la coupure de chaleur dans la buse. Cela facilite l'impression du PLA, mais par rapport à un hotend tout en métal, limite les températures auxquelles vous pouvez imprimer (ce qui rend difficile l'impression PETG et impossible d'imprimer le polycarbonate).

Le hotend ubis que vous avez mentionné est un peu plus simple que cela, et utilise simplement un gros morceau de PEEK à la place de la coupure / dissipateur de chaleur. Le PEEK a une conductivité thermique très faible et donc un refroidissement passif est suffisant. Cependant, PEEK limite les températures auxquelles vous pouvez imprimer.

Voici une illustration décrivant ces composants sur un hotend E3D V6:

Notez que sur cette image, la doublure en téflon ne pénètre que dans le dissipateur thermique, et non dans la coupure de chaleur ou le bloc. Cela signifie que la température maximale n'est pas limitée par le Téflon, mais si elle allait jusqu'au bout (comme c'est le cas, par exemple, avec le Lite6), elle le serait.

photo à gauche

Ce hotend est fabriqué en plastique PEEK (beige). Il peut fonctionner à une température allant jusqu'à 250 ° C. Comme il est également un bon isolant thermique, il n'a pas besoin de ventilateur de refroidissement. La partie rouge sur cette photo n'est qu'un couvercle (isolant) du radiateur qui chauffe la buse (or). Le noir n'est que des fils et des connecteurs.

photo à droite

Ce hotend est en métal, il a donc besoin de deux choses: un ventilateur de refroidissement et une barrière thermique. En commençant par les fils rouges à gauche sont connectés au bloc (argent) qui est le chauffage lui-même. Entre le bloc et cette partie ronde en argent (qui est un dissipateur thermique), il y a une barrière thermique (tuyau mince qui est un mauvais conducteur de chaleur). Le radiateur a un entonnoir en plastique (bleu) qui dirige un flux d'air du ventilateur (noir) à travers le radiateur.