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DIY (日曜大工) とものづくり・実験:3 次元印刷 (3D printing)・CAD

Printrbot+ では hot end の温度分布が問題 ?!

3D プリンタ Printrbot+ で,あいかわらず安定した印刷ができない. 電源をいれてしばらくのあいだは印刷できるが,そのうちできなくなる. Hot end にはサーミスタがついているからその部分の温度は一定になるはずだが,サーミスタはノズルの先端についているわけではない. 先端の温度はサーミスタよりひくくて,しかも時間とともに変化する (低下する) ことに問題があるようにおもえてきた.

先週から,サーミスタではうまくはかれない hot end の温度を赤外線温度計ではかろうとしているのだが,うまくいっていない. だから,なにがおこっているかをちゃんと記述することすらできない. しかし,しかたがないので,できるかぎりのことを記述してみよう.

ヒーターもサーミスタもノズルの先端付近についているわけではない. だから,サーミスタで測定している温度とノズル先端付近の温度とのあいだには差があるだろう. 一定の差であればそれほど問題はないが,どうやら,使用しているうちに変化するようだ. 最初は上下の温度差が比較的ちいさいが,だんだん拡大してくる. そのため,やがてフィラメントがノズルからでにくくなる.

安定して印刷している状態では指示温度とノズルの温度にそれほど差はないようだ. この状態ではサーミスタと直列にいれたトリマーを 0 Ω にして,設定温度 230 ℃ 以下で印刷しても問題なく印刷できる. もし 50 ℃ の温度差があれば印刷できなくなるはずだ. ところが,いったん不安定になると,この状態で設定温度を 248 ℃ にしてもうまくいかない. フィラメントを手でおくろうとしても,ほとんどすすまない. そこで,トリマーを 300 Ω くらいの位置にして,かつ表示温度を 240 ℃ くらいにすると,ようやくフィラメントがおくられるようになる.

フィラメントがとけなくなるのをふせぐ方法をくふうする必要があるだろう. Hot end は金属でできている部分もあるがセラミックもつかわれている. 温度勾配がおおきくなる理由のひとつは熱伝導率がひくい部分があることだろう. 熱伝導率をあげることができればよいが,それは困難だとかんがえられる. それなら,べつの対策としては外部とのあいだの断熱性をたかめることがかんがえられる. 断熱性をたかめることは,節電においても効果があるはずだ. すこしそのための対策をかんがえてみたい.

というわけで,温度がはかれないのでおこっていることがうまく記述できないが,それでも温度差が問題らしいことはわかってきたし,対策もすこしみえてきた. なにがおこっているかを知り対策につなげるには,やはり,ちゃんと測定できるようにしたい.

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