新しい3Dプリンターホットエンド – セラミック加熱コア

新型ホットエンドと従来のホットエンドの違いは何ですか？

1. 新型ホットエンドは、ノズル、加熱素子、コールドエンド（押出機の他の部品）で構成され、ヒーターとサーミスターを一体化しています。この設計により、従来のホットエンドが抱えていた、温度制御の精度が低く熱効率が低いという問題を効果的に解決します。

2. ノズルを素早く交換できるため、ノズルが詰まったり、固くなったりした場合は、新しいノズルに交換するだけで済みます。ノズルを交換するたびにフィラメントが再接続されるため、最小限の時間で印刷を再開できます。また、ノズルとノズルが一体化されているため、材料漏れの心配もありません。

3. 重量と体積が削減され、プリントヘッドが占めるスペースが減り、印刷の精度と速度が向上します。

4. 新しいヒーターを使いましょう。このヒーターは従来のヒーターブロックよりも小型で加熱速度が速く、正温度係数（PTC）を備えているため、熱が上昇すると電力が低減し、過熱や燃焼による火災を防ぎます。

セラミックヒーティングコアとは何ですか？従来のヒーティングチューブとの違いは何ですか？

まずは従来のホットエンドについてご紹介します。

従来のホットエンドは、アルミニウム製の加熱ブロックにねじ込まれたノズルで構成され、挿入された円筒形のシングルヘッド加熱チューブによって加熱されます。このモジュールには、温度測定用の取り外し可能なサーミスターも内蔵されています。最後に、独立したスロートによってホットエンドとワイヤ供給経路が熱的に分離され、ワイヤがホットエンドに到達する途中で溶融するのを防ぎます。この加熱方法は非常に非効率で、多くの問題があります。

まず、従来のホットエンドは大きく重いため、印刷精度と速度に影響を与えます。直接押し出しシステムの場合は、モーターの振動周波数も増加し、精度と速度がさらに低下します。

第二に、ヒーターブロックとサーミスタ、そして加熱チューブの間にエアギャップがあるため、効果的な熱伝達と正確な温度制御が不可能です。そのため、フィラメント供給速度の変化に合わせてノズル温度を素早く調整できなければ、異なる速度や押し出し量で印刷することができません。これは、すべてのコンシューマー向けプリンターがまだ解決できていない問題です。

セラミックヒーターコアについてはどうですか？

まず、セラミックヒーティングコアの採用により、ホットエンドは従来機種の半分の重量とサイズに縮小されました。つまり、従来の加熱チューブをセラミックヒーティングコアに置き換えることで、ホットエンドを従来よりも軽量かつコンパクトに設計でき、印刷精度と速度が向上します。

第二に、セラミックヒーティングコアは正温度係数（PTC）を有しており、温度上昇時に電力​​を低減することで、最高温度に達した際の温度暴走のリスクを低減します。また、セラミックヒーティングコアはサーミスタと一体化できるため、高精度な温度制御が可能です。

最後に、セラミック発熱コアはより均一な加熱性能と熱効率を備えています。従来の加熱管と同等の加熱性能を実現するために、セラミック発熱コアはより低い電力で済む場合があります。

セラミックヒーティングコアとは？

セラミックヒーティングコアは、管状のセラミック発熱体です。アルミナセラミックと金属発熱抵抗体のスラリーを焼結して作られた発熱体です。

主な工程：組成92～96%のアルミナセラミックグリーン体に、金属発熱ペーストで作製した回路を印刷します。ホットプレスとラミネート加工の後、還元雰囲気下で1500～1600℃で焼結するため、アルミナセラミックスとも呼ばれます。発熱抵抗体スラリーはタングステンといくつかの貴金属から作られており、その組成比は加熱速度に影響を与えます。

セラミックヒーターの特長：

1. 加熱速度が速い。当社が開発した数種類の発熱抵抗体スラリーは、最速10秒で800℃まで加熱できるという要件を満たしています。

2.加熱温度が高く、450℃以下で長期使用しても寿命に影響はありません。

3. 熱は均一かつ安定しており、加熱エリア内の異なる場所の温度差は小さくなります。

4. 熱効率が高く、加熱速度を確保した上で電力を削減し、低消費電力を実現できます。

5. 表面絶縁材は帯電していないため、水と直接接触することができます。

6. 電力密度が高いため、加熱性能に影響を与えずに容積を 1cm³ 未満に減らすことができます。

7. 安全で信頼性が高く、有害な重金属を含まず、RoHS、CE、FDA、ISO9001などの認定基準に合格しています。