Com instal·lar i mantenir la bomba d'aigua SC2601RPW en sistemes de refrigeració d'impressores 3D

La instal·lació de la bomba d'aigua SC2601RPW en un sistema de refrigeració d'una impressora 3D es redueix a tres decisions: dimensionar el flux a la calor que heu d'eliminar, muntar el cos de la bomba fora de la cambra escalfada i protegir el tub peristàltic. Feu-ho bé i la resta és una fontaneria de rutina: un muntatge suau, una entrada inundada, un senyal d'accionament a la banda de 20 a 25 kHz i un programa de substitució de tubs comptat en hores de funcionament.

Aquesta guia recorre l'SC2601RPW des del desembalatge fins al manteniment preventiu d'impressores FDM, mòduls làser i construccions tancades. Totes les especificacions següents s'han extret del full de dades del fabricant i cada recomanació està vinculada a una font anomenada.

Punts clau per emportar

Mida a partir del full de dades, el SC2601RPW es mou de 100 a 300 mL/min contra més de 120 kPa de pressió i s'autoceba amb més de 60 kPa de succió. En un sol bucle que cobreix aproximadament entre 70 i 210 W de càrrega de calor amb un augment de temperatura de 10 C.

El seu rang de treball nominal és de 0 a 50 C amb un 75% d'humitat relativa, de manera que el cos de la bomba pertany fora d'una cambra escalfada de 60 a 70 C. Només hi entren la placa freda i el tub.

El tub és l'única peça de desgast. La prova de vida útil del full de dades té una durada de 1.000 hores, així que planifiqueu la substitució del tub a les hores de funcionament en lloc de fer-ho en un calendari.

El muntatge sol decidir el soroll, no el motor. Aïlleu el suport, imprimeu l'entrada i moveu la banda de modulació d'amplada de pols (PWM) entre 20 i 25 kHz per mantenir-vos a prop de la xifra publicada de menys de 50 dB a 30 cm.

El full de dades enumera l'aigua com a mitjà de treball, de manera que utilitzeu aigua neta i baixa en minerals o un refrigerant a base d'aigua inhibida i confirmeu la compatibilitat del tub abans d'afegir glicol.

En aquesta guia

1. Què és el SC2601RPW i on s'adapta al sistema de refrigeració d'una impressora 3D

2. Abans d'instal·lar-lo: fer coincidir el SC2601RPW amb la càrrega de calor

3. Com instal·lar la bomba d'aigua SC2601RPW, pas a pas

4. Cablejat i control de velocitat

5. Cebada i primera posada en marxa

6. Refrigerant i tubs per al SC2601RPW

7. Calendari de manteniment preventiu

8. Resolució de problemes del SC2601RPW en servei

9. Quant de temps dura el SC2601RPW i com ampliar-lo

10. Preguntes freqüents

Què és el SC2601RPW i on s'adapta al sistema de refrigeració d'una impressora 3D

La SC2601RPW és una bomba d'aigua micro peristàltica DC. Mou el líquid apretant un tub flexible amb rodets giratoris, de manera que el refrigerant no toca mai el motor, els engranatges o la carcassa: només l'interior del tub veu fluid.

Una bomba peristàltica és una bomba de desplaçament positiu construïda sobre el principi de la peristalsi. Els corrons comprimeixen el tub i empenyen un volum atrapat de fluid cap endavant, i el tub es torna a omplir darrere d'ells mentre es relaxa. Com que el fluid està segellat a l'interior del tub, la bomba tolera els llimacs d'aire, s'autoceba des d'un inici en sec i es pot netejar o reutilitzar simplement canviant el tub.

Aquesta combinació és el que fa que el disseny sigui una bona combinació per a un bucle d'impressora, on el refrigerant ha de viatjar a una placa freda, a través d'un radiador i cap enrere, i on una mica d'aire al sistema és normal més que excepcional.

Especificacions SC2601RPW d'un cop d'ull

Taula 1. Classificacions del full de dades SC2601RPW i el seu significat pràctic per a un bucle de refrigeració d'una impressora. Font: fitxa del fabricant.

Per què un disseny peristàltic s'adapta a un bucle d'impressora

El camí del fluid és d'un sol ús. La substitució del tub renova tota la superfície mullada, de manera que la neteja i la contaminació creuada deixen de ser problemes de manteniment.

S'autoprimeix. Amb més de 60 kPa d'aspiració, la bomba treu l'aigua d'un dipòsit situat a sota de la màquina, la qual cosa elimina una limitació habitual d'instal·lació.

El cabal és proporcional a la velocitat. Doblar la velocitat del rodet es duplica aproximadament el flux, de manera que PWM ofereix una mesura previsible sense un sensor de flux.

Tolera l'aire. Passen les bombolles i les petites bombolles en lloc d'aturar la bomba, cosa que importa en un bucle que ompliu a mà.

Els avantatges són un flux més baix i un tub consumible. Una bomba peristàltica mou menys fluid que una bomba centrífuga de mida similar i el tub es desgasta per disseny.

Abans d'instal·lar: fer coincidir el SC2601RPW amb la càrrega de calor

Mida la bomba a partir de la càrrega de calor, no de la placa d'identificació de la bomba. El flux que necessiteu és igual a la calor a eliminar dividida per la calor específica del refrigerant i l'augment de temperatura que esteu disposat a acceptar.

Per a l'aigua, l'equació de treball és senzilla. El flux en mil·lilitres per minut és aproximadament 14,3 vegades la càrrega de calor en watts, dividida per l'augment de temperatura en graus centígrads. La xifra de 14,3 prové de la densitat i la calor específica de l'aigua, uns 4,19 joules per centímetre cúbic per kelvin.

Taula 2. Flux de refrigerant necessari per transportar una càrrega tèrmica determinada a un augment de temperatura escollit, per a l'aigua. Flux (mL/min)=14.3 x càrrega de calor (W) / augment (C). Fonts: càlcul tèrmic estàndard; Full de dades SC2601RPW

Llegiu aquesta taula amb la banda de flux del full de dades. En un sol bucle, el SC2601RPW ofereix de 100 a 300 ml/min, que cobreix aproximadament entre 70 i 210 W amb un augment de 10 C, o de 35 a 105 W si voleu un augment de 5 C més ajustat. Les fonts de calor de la impressora s'acumulen més ràpidament del que la majoria de la gent espera. Una ruptura de calor de hotend condueix la calor contínuament pel camí del filament, cada motor pas a pas i el seu controlador afegeixen uns quants watts a l'aire del marc i de la cambra, i un mòdul làser de díode elimina la major part de la seva potència d'entrada com a calor d'un paquet molt petit.

La pressió rarament limita un bucle d'impressora, i el SC2601RPW en té molt. La qualificació més útil és la succió. Com que la bomba extreu més de 60 kPa de buit a l'entrada, el dipòsit es pot asseure a sota o al costat de la màquina sense morir de fam la bomba.

Escollir la versió de tensió i alimentar la bomba

Taula 3. Consum de corrent i potència per a cada versió de tensió nominal, a P=V x I. Font: fitxa del fabricant.

Trieu la versió que coincideixi amb el subministrament que ja teniu i, a continuació, configureu el punt de treball amb PWM en comptes de subtensionar. Fer funcionar una bomba de 12 V a 6 V per frenar-la talla el flux, però malgasta el disseny del motor i rarament dóna un resultat més net que una rampa PWM adequada.

Necessites el SC2601RPW adequat per al teu bucle?Envieu-nos la vostra càrrega de calor i el vostre recorregut de tubs i confirmarem la versió de tensió, el punt de flux i el material del tub.Sol·liciteu una mostra i un full de dades

Com instal·lar la bomba d'aigua SC2601RPW, pas a pas

Instal·leu el cos de la bomba fora de la cambra escalfada, munteu-lo en aïlladors de vibracions, mantingueu l'entrada curta i inundada i cebeu la línia abans del primer llarg recorregut.

Trieu la ubicació. Munteu la bomba fora del recinte. Una cambra escalfada funciona entre 60 i 70 C, molt per sobre del rang nominal de la bomba de 0 a 50 C, de manera que el cos s'ha de seure a l'aire a temperatura ambient.

Planifica l'ordre del bucle. Dipòsit, després l'entrada de la bomba, després la placa freda, després el radiador i després de nou al dipòsit. Mantingueu l'entrada de la bomba al punt més baix i més fresc perquè la gravetat l'ajudi.

Muntatge suau de la bomba. Col·loqueu passacalles de silicona o coixinets de goma sota el suport i eviteu cargolar el cos a un panell rígid gran, que actua com a altaveu. No col·loqueu el capçal de la bomba al punt més alt del bucle.

Col·loqueu el tub. Utilitzeu la mida del tub per a la qual està construït el capçal de la bomba, mantingueu les corbes suaus i fixeu totes les punxes. Mantingueu el recorregut d'entrada tan curt com ho permeti el disseny.

Col·loqueu el dipòsit a sobre o al costat de la bomba. Les entrades alimentades per gravetat són més fiables que confiar només en la succió, tot i que el SC2601RPW es pot preparar.

Omplir i cebar. Ompliu-lo amb aigua filtrada o el refrigerant que hàgiu escollit i, a continuació, feu córrer la bomba amb un servei baix fins que el líquid arribi a la línia de retorn.

Connecteu-lo i fusioneu-lo. Connecteu una font de corrent continu amb fusible a la tensió nominal, respecteu la polaritat i encamineu els cables de la bomba lluny dels cables de pas i escalfador.

Comproveu les fuites i engegueu. Executeu durant deu minuts, assequeu totes les articulacions i torneu a estrènyer la pinça del tub després del primer cicle de calor.

Estableix el flux. Executeu el pitjor dels casos i confirmeu que l'augment de la temperatura de la línia de retorn i la qualitat d'impressió són les que espereu.

Cablejat i control de velocitat

Alimenta l'SC2601RPW des d'un carril de corrent continu net a la seva tensió nominal, canvia-lo amb un MOSFET de costat baix i configura la velocitat amb PWM a la banda de 20 a 25 kHz.

Es tracta de motors de CC raspallats, de manera que un MOSFET de canal N de nivell lògic de baix nivell amb un díode de retorn al motor és tot el que necessiteu. Mantingueu la resistència de la porta a prop de la porta i doneu al motor el seu propi parell de cables, separats del cablejat pas a pas i de l'escalfador. Una rampa curta, que passa d'aproximadament un 20% de servei al treball de treball durant mig segon, limita el corrent d'entrada i elimina el cop mecànic a l'engegada.

La freqüència PWM importa més del que esperen la majoria dels constructors. Un controlador que s'executa amb uns pocs kilohertz predeterminat posa el seu to de commutació just al rang audible, que es mostra com un gemec suau i agut. Moure la banda de 20 a 25 kHz amb el mateix deure fa que aquest to no sigui audible. Si preferiu no endevinar, manteniu el deure constant i canvieu només la freqüència: si el to es mou, el soroll és elèctric, no mecànic.

Cebada i primera posada en marxa

Ompliu el dipòsit, feu córrer la bomba amb un servei baix fins que el refrigerant surti de la línia de retorn, després sagneu el bucle i ompliu-lo.

Una bomba peristàltica s'autoceba, de manera que no haureu d'inundar l'entrada abans de tirar-la. Els corrons estiren un buit i aixequen el fluid al cap, i el mateix mecanisme empeny l'aire atrapat a través de la línia. El cebament encara és important, perquè un tub que funciona en sec s'escalfa i es desgasta més ràpid, i perquè l'aire atrapat en una placa freda és la raó més comuna per la qual un bucle es refreda mal malgrat el bon flux.

Comproveu tres coses abans de tancar la màquina. El corrent de retorn ha de ser constant, sense un buit de pols que indiqui l'aire. La temperatura de la línia de retorn hauria d'augmentar lentament i després estabilitzar-se. I el nivell del dipòsit hauria de baixar una mica al primer omplir-se a mesura que el bucle pren el seu volum, i després mantenir-se constant un cop s'hagi acabat tot l'aire.

Refrigerant i tubs per al SC2601RPW

Utilitzeu aigua neta i baixa en minerals o un refrigerant a base d'aigua inhibida i combineu el material del tub amb el fluid. El full de dades indica l'aigua com a mitjà de treball.

Opcions de refrigerant

Taula 4. Opcions de refrigerant per a un bucle d'impressora peristàltica micro i els seus avantatges. Fonts: fitxa del fabricant; Estudi de corrosió de placa freda ASME; orientació del refrigerant de la indústria.

Selecció i manteniment del tub

El tub dins del capçal de la bomba és la peça de desgast, de manera que el seu material i mida mereixen tanta atenció com el refrigerant. El tub de silicona és l'opció habitual per als bucles d'aigua, mentre que l'EPDM dura més temps i tolera un rang químic més ampli; si afegiu glicol, confirmeu que el tub està classificat per a això. Mantingueu la flexió d'entrada suau i no deixeu mai que el tub es doblegui, perquè un tub aplanat a l'entrada fa morir la bomba i augmenta el soroll.

Vigileu el tub per a la compressió en lloc d'esperar una fuita. Sota una pressió constant del rodet, el tub pren lentament un aplanament permanent, el volum bombat per revolució cau i el cabal cau abans que la bomba s'aturi. Un control de flux a la línia de retorn s'agafa aquests mesos abans d'una fallada.

Programa de manteniment preventiu

El manteniment és principalment de tub i refrigerant: comproveu el nivell i el tub mensualment, netegeu el bucle trimestralment i substituïu el tub durant les hores de funcionament.

Taula 5. Programa de manteniment preventiu de la SC2601RPW en un bucle d'impressora. Els intervals són valors de planificació; confirmeu-los amb el vostre cicle de treball. Fonts: vida del fabricant i orientació sobre el soroll; pràctica d'enginyeria.

Resolució de problemes del SC2601RPW en servei

Treballar des del símptoma fins a la causa. La majoria dels problemes de servei són l'aire, un tub desgastat o el fluid incorrecte, i cadascun té una prova diferent.

Taula 6. Diagnòstic dels problemes habituals del SC2601RPW, des del símptoma fins a la solució. Fonts: guia de resolució de problemes de soroll del fabricant; pràctica d'enginyeria.

Quant de temps dura el SC2601RPW i com ampliar-lo

Tracta la prova de vida útil de 1.000 hores com a referència i protegeix les tres coses que acaben amb la vida útil d'una bomba: el tub, el fluid i el motor.

La prova de vida del full de dades és una xifra única en una sola condició, així que convertiu-la a l'hora del calendari abans de confiar-hi. A quatre hores al dia, 1.000 hores de funcionament són uns vuit mesos. Amb vuit hores al dia són uns quatre mesos, i en una màquina que funciona tot el dia són menys de sis setmanes. El tub, no el motor, és el que substituiràs.

Mantenir l'entrada inundada. L'escala i el funcionament en sec són les dues maneres més ràpides de portar un tub.

Utilitzeu aigua filtrada, baixa en minerals i rentar segons el programa. El líquid net manté la banda de flux ampla i el tub flexible.

Munteu la bomba suau i mantingueu l'aire ambient entre 0 i 50 C. Només el cautxú elimina gran part de la queixa de soroll.

Executeu a la tensió nominal i mai no acabeu una presa de corrent bloquejada. Una sortida bloquejada augmenta la pressió, la calor i el desgast del tub.

Vigileu el flux de retorn, no només les fuites. La caiguda del flux és el primer senyal que el tub està prenent un conjunt de compressió.

Preguntes freqüents

El SC2601RPW necessita cebament o és autocebador?

És autoamorçant. Com a bomba de desplaçament positiu amb més de 60 kPa d'aspiració, pot aixecar aigua al capçal des d'un dipòsit sota la màquina. Prepareu-lo de totes maneres abans de tirar-los llargs, perquè un tub que passa en sec s'escalfa i es desgasta més ràpidament.

Puc executar el SC2601RPW en sec?

Breument, sí. L'element peristàltic no té engranatges que depenguin del fluid per a la lubricació, de manera que un curt recorregut en sec mentre es neteja un tancament d'aire no el destruirà. El funcionament en sec prolongat encara escalfa i desgasta el tub, així que mantingueu l'entrada inundada en servei.

Quina versió de tensió he de triar?

Trieu la versió que coincideixi amb el subministrament que teniu. En una impressora de 12 V, utilitzeu la unitat de 12 V: consumeix menys de 320 mA i ofereix la part superior del rang de flux. No baixeu de volta una bomba de 12 V per frenar-la; En lloc d'això, configureu la velocitat amb PWM.

Quin refrigerant pot bombar el SC2601RPW?

El full de dades enumera l'aigua. Utilitzeu aigua neta i baixa en minerals amb un biocida i inhibidor, o un refrigerant a base d'aigua inhibida. Si necessiteu protecció contra la congelació, mantingueu el propilenglicol al 30% o menys i confirmeu que el tub ho tolera.

Amb quina freqüència substitueixo el tub?

Planificar les hores de funcionament. La prova de vida útil del full de dades és de 1.000 hores, de manera que substituir el tub al voltant de 250 hores manté un marge còmode. Vigileu el flux de retorn, perquè cau abans que el tub falli directament.

Puc muntar la bomba dins d'una cambra calenta?

No. El rang de treball nominal és de 0 a 50 C, mentre que una cambra escalfada funciona entre 60 i 70 C. Munteu el cos fora de la cambra i feu servir només tubs i la placa freda a l'interior.

Com puc controlar el cabal?

Condueix el motor de corrent continu amb PWM. Mantingueu la freqüència de commutació entre 20 i 25 kHz perquè el to quedi fora de la banda audible i augmenteu suaument per limitar el corrent d'entrada.

Per què el meu SC2601RPW fa soroll?

En general, la muntura, el fluid o l'accionament en lloc de la bomba. Premeu el suport: si el so canvia, aïlleu la muntura. Si el to es mou quan canvieu la freqüència PWM, és elèctric. Si un soroll s'acumula al llarg de setmanes, sospiteu una escala o un tub gastat.

Línia de fons

Instal·lada correctament, la SC2601RPW ofereix a la impressora un bucle de líquid autoamorçant silenciós que arriba a la calor que un ventilador no pot. Mideu-lo a la càrrega, manteniu-lo fora de la cambra, cebeu-lo, conduïu-lo per sobre de la banda audible i tracteu el tub com un consumible programat.