2021年9月,3D制造配件厂商E3D Online和新相继在本季发布了3D热端,图思半导体打印管的应用已经完成对传统单头热管的替代。热门新品发布源于2021年11月底和2012年12月。
热端是加热管热端的第一个加热元件,由陶瓷材料制成,根据陶瓷加热管的独特特性对加热端进行了重新设计。一种新型设计的热端可以提供3D设计便利。
下面简单介绍一下这两种新型热端。
E3D的新型热端:Revo
Revo将加热管和热敏电阻集成在一起。这种设计有效解决了传统热端无法精确控制温度的问题。
- 可以快速更换喷嘴,并且可以在最短的时间内恢复打印。喷嘴和喉管集成在一个单元中,因此不存在材料泄漏的可能性。
- 重量减轻,Revo™Micro的重量是E3DV6的一半。同样在体积上,它比V6更小。因此减少了打印头所占的空间,从而提高了打印精度和速度。
- 加热元件比传统加热块更小、更快,并具有正温度系数(PTC),随着热量的增加而降低功率,防止过热和起火问题。
Phaetus的全新热端:Rapido
- 更大的加热面积,可满足高温打印和更快的打印速度。
- 圆柱型陶瓷加热器,加热更均匀
- 不同类型喷嘴的可互换设计,满足高温和纤维丝打印的需求。
陶瓷加热和传统加热有什么区别?
传统热端:包括一个拧入铝制加热块的喷嘴,该加热块又由插入的圆柱形单端加热管加热。该模块还装有可拆卸的热敏电阻,用于温度测量。最后,单独的喉口将热端与线材进料路径热隔离,防止其在通向热端的途中熔化。这种加热方式效率很低,存在很多问题:
- 传统的热端体积大、重量重,影响打印精度和速度。如果是直接挤出系统,还会增加电机振动频率,进一步降低精度和速度。
- 加热块与热敏电阻和加热管之间存在气隙,无法进行有效的热传递和精确的温度控制。这就导致了在不同速度和挤出量下打印时无法快速改变喷嘴温度以适应不断变化的线材进料速度的问题。这是目前所有消费级打印机都未能解决的问题
陶瓷加热端:按照目前的设计,内部铝管被加热,从而加热穿过铝管的线材。这样设计的热端相比传统热端解决了几个问题:
- 陶瓷加热的应用使得Revo热端比V6型号重量减轻了一半,体积也更小。也就是说,用陶瓷加热取代传统加热管,可以使热端设计比传统更轻巧紧凑,从而提高打印精度和速度。
- 陶瓷加热具有正温度系数(PTC)的特性,具体来说,随着温度的升高,功率会降低,从而降低达到最高温度时相关的温度失控风险。同时,由于陶瓷加热可以与热敏电阻集成在一起,从而达到精确控温的目的。
最后,陶瓷加热芯具有更均匀的加热性能和热效率。要达到与传统加热管相同的加热性能,陶瓷加热芯可能只需要更低的功率。
从单头管到陶瓷加热的迭代,体现了技术创新的魅力。陶瓷加热确实能给 3D 打印带来很多好处,至少从 E3D 和 Phaetus 的研发努力来看是这样。技术创新一般都是由行业领头人引领,然后后续跟进者把市场做大。因此,我个人认为相信在这两款新热端推出后,如果市场反应良好,未来使用陶瓷加热元件的3D打印机会越来越多。
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