(Druck-)Luft selbst erzeugen für PLA-Kühlung
geschrieben von Skimmy
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Re: (Druck-)Luft selbst erzeugen für PLA-Kühlung 05. December 2018 11:38 |
Der Thread ist schon ein bischen älter aber ich finde es Wert, dass man den Faden hier weiterspinnt, anstatt ein neues Thema aufzumachen. Habe mir auch mal was überlegt. Hier eine Prinzipskizze als Schnittbild :
Das obere Teil könnte ein geprägtes dünnes Blech sein, das untere ein gedrucktes Teil. Man kommt so mit einer Ringdüse sehr nah an die Düse ran. Das Blech schirmt das Kunststoffteil sehr gut gegen die Hitze ab, wirkt über die Fläche selber wie ein Kühlkörper, selbst, wenn die Lüftung nicht in Betrieb ist. Ich würde das Teil aber auch einsteckbar ausführen, damit man zwischen verschiedenen Varianten schnell wechseln kann oder es ganz weg lassen kann. Die Düse selber wäre gegen Luftströmung sehr gut abgeschirmt. Strömungstechnisch halte ich die Lösung auch für relativ gut. Durch einfache Zusatzmaßnahmen könnte man die Luftströmung im Umfang auch noch besser verstetigen. Ob der vorhandene Axiallüfter ausreicht weiß ich nicht. Kann man mal ausprobieren. Ein Radiallüfter wäre ja auch kein Problem. Auch einen Druckluftanschluß an den Kompressor könnte ich mir vorstellen, ist aber wahrscheinlich Overkill?
Generell habe ich sehr wenig Infos über die "ideale" Bauteilkühlung gefunden. Luft direkt nach dem Düsenaustritt ist eine Forderung, so weit klar. Aber wie sehen die weiteren "idealen" Randbedingungen aus? Oder kann man das gar nicht sagen? Dadurch, dass man bei diesem Konstruktionsprinzip relativ leichte Änderungen vornehmen kann, ließe sich da wohl noch einiges umsetzen. Deswegen mal die Fragen an die Experten mit der Erfahrung:
- Durch was ist der maximale SINNVOLLE Luftstrom begrenzt?
- Sollte neben der direkten Kühlung unmittelbar nach dem Düsenaustritt auch größerflächig gekühlt werden?
- Wenn ja, wie sollte der Luftstrom von der Stärke im Verhältnis sein?
- Wenn ja, wie groß macht diese Fläche Sinn, bis eine allgemeine gute Belüftung des Bauraums diese Funktion übernehmen kann?
- Sind die Antworten Materialabhängig (außer die Frage ob überhaupt Kühlung für das Material)?
- Sind die Fragen Bauteilabhängig?
Das obere Teil könnte ein geprägtes dünnes Blech sein, das untere ein gedrucktes Teil. Man kommt so mit einer Ringdüse sehr nah an die Düse ran. Das Blech schirmt das Kunststoffteil sehr gut gegen die Hitze ab, wirkt über die Fläche selber wie ein Kühlkörper, selbst, wenn die Lüftung nicht in Betrieb ist. Ich würde das Teil aber auch einsteckbar ausführen, damit man zwischen verschiedenen Varianten schnell wechseln kann oder es ganz weg lassen kann. Die Düse selber wäre gegen Luftströmung sehr gut abgeschirmt. Strömungstechnisch halte ich die Lösung auch für relativ gut. Durch einfache Zusatzmaßnahmen könnte man die Luftströmung im Umfang auch noch besser verstetigen. Ob der vorhandene Axiallüfter ausreicht weiß ich nicht. Kann man mal ausprobieren. Ein Radiallüfter wäre ja auch kein Problem. Auch einen Druckluftanschluß an den Kompressor könnte ich mir vorstellen, ist aber wahrscheinlich Overkill?
Generell habe ich sehr wenig Infos über die "ideale" Bauteilkühlung gefunden. Luft direkt nach dem Düsenaustritt ist eine Forderung, so weit klar. Aber wie sehen die weiteren "idealen" Randbedingungen aus? Oder kann man das gar nicht sagen? Dadurch, dass man bei diesem Konstruktionsprinzip relativ leichte Änderungen vornehmen kann, ließe sich da wohl noch einiges umsetzen. Deswegen mal die Fragen an die Experten mit der Erfahrung:
- Durch was ist der maximale SINNVOLLE Luftstrom begrenzt?
- Sollte neben der direkten Kühlung unmittelbar nach dem Düsenaustritt auch größerflächig gekühlt werden?
- Wenn ja, wie sollte der Luftstrom von der Stärke im Verhältnis sein?
- Wenn ja, wie groß macht diese Fläche Sinn, bis eine allgemeine gute Belüftung des Bauraums diese Funktion übernehmen kann?
- Sind die Antworten Materialabhängig (außer die Frage ob überhaupt Kühlung für das Material)?
- Sind die Fragen Bauteilabhängig?
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Re: (Druck-)Luft selbst erzeugen für PLA-Kühlung 05. December 2018 16:02 |
Wie man den Bauraum im Inneren gestaltet, kann man dann ja sehen. Ich denke, den hinteren Radius sollte man in Richtung Ringspalt vorziehen, damit - wie du richtig sagst - keine toten Räume entstehen. Und vor der Düse noch eine "Windbraker" damit nicht alles vorne rausströmt. Mit diesen 2 Parametern würde ich dann versuchsweise spielen wollen. Darum ging es mir erst mal noch nicht in diesem Quick and Dirty Entwurf. Letztlich ist es auch eine Frage, mit was für einer Art Lüfter oder Kompressor ich arbeite. Legt man das Ganze eher Richtung Überdruck, kleine Düse und hohe Strömungsgeschwindigkeit (dann spielt die Gestaltung auch nicht die große Rolle) oder lieber Richtung großer Volumenstrom und große Düse aus (dann muss man das strömungstechnisch ganz anders gestalten).
Viele Lösungen, die man so im Internet findet leiden darunter, dass das nicht zusammenpaßt und viel verpufft, weil z.B. ein Axiallüfter keinen Luftstrom durch kleine, um die Ecken angebrachte Ausströmungen bringt. Zu viel Druckverlust auf dem Weg dorthin. Ein Axiallüfter macht keinen Druck, sondern nur Wind.
Langer Rede, kurzer Sinn, ich denke schon, dass ich nach dem Prinzip so viel Luft wie sinnvoll direkt an der Düse raus bekomme. Und da diese Ringdüse ja den Luftstrom nach innen gar nicht weiterleiten kann, strömt die Luft dann gleichmäßig nach außen (von der Theorie). Nur ist das auch sinnvoll? Denn da sich der Querschnitt ja nach außen mindestens quadratisch, unter umständen sogar in 3ter Potenz vergrößert, nimmt die Luftgeschwindigkeit rapide ab. Die Frage stellt sich mir nach wie vor, wo sollte am sinnvollsten gekühlt werden und wie stark?
Ein paar schnelle, schlampige Versuche mit 0,6mm Kupferblech, funktionieren würde das:
Viele Lösungen, die man so im Internet findet leiden darunter, dass das nicht zusammenpaßt und viel verpufft, weil z.B. ein Axiallüfter keinen Luftstrom durch kleine, um die Ecken angebrachte Ausströmungen bringt. Zu viel Druckverlust auf dem Weg dorthin. Ein Axiallüfter macht keinen Druck, sondern nur Wind.
Langer Rede, kurzer Sinn, ich denke schon, dass ich nach dem Prinzip so viel Luft wie sinnvoll direkt an der Düse raus bekomme. Und da diese Ringdüse ja den Luftstrom nach innen gar nicht weiterleiten kann, strömt die Luft dann gleichmäßig nach außen (von der Theorie). Nur ist das auch sinnvoll? Denn da sich der Querschnitt ja nach außen mindestens quadratisch, unter umständen sogar in 3ter Potenz vergrößert, nimmt die Luftgeschwindigkeit rapide ab. Die Frage stellt sich mir nach wie vor, wo sollte am sinnvollsten gekühlt werden und wie stark?
Ein paar schnelle, schlampige Versuche mit 0,6mm Kupferblech, funktionieren würde das:
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Re: (Druck-)Luft selbst erzeugen für PLA-Kühlung 06. December 2018 12:58 |
Das heißt, eine solche Konstellation wäre besser?
Das ist eine Flachstrahldüse von Lechler. Man könnte die Düse vom Hotend trotzdem mit einem Blech gegen den Strahl abschirmen. Allerdings weiß ich nicht, wie sich die Lechlerdüsen mit einem Ventilator verhalten. Normalerweise werden die mit Druckluft betrieben. Die Datenblätter gehen erst bei 1 bar los. Dort haben sie aber immer noch ziemliche Reichweiten (und Lautstärken). Das brauchen wir ja gar nicht. Dafür haben sie im Nahbereich einen schönen gerichteten Luftstrom. Könnte mir vorstellen, dass die mit einem ordentlichen Radiallüfter für den Bereich noch brauchbar wären.
Das ist eine Flachstrahldüse von Lechler. Man könnte die Düse vom Hotend trotzdem mit einem Blech gegen den Strahl abschirmen. Allerdings weiß ich nicht, wie sich die Lechlerdüsen mit einem Ventilator verhalten. Normalerweise werden die mit Druckluft betrieben. Die Datenblätter gehen erst bei 1 bar los. Dort haben sie aber immer noch ziemliche Reichweiten (und Lautstärken). Das brauchen wir ja gar nicht. Dafür haben sie im Nahbereich einen schönen gerichteten Luftstrom. Könnte mir vorstellen, dass die mit einem ordentlichen Radiallüfter für den Bereich noch brauchbar wären.
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