Granulat Extruder

Wenn ich's richtig hab hat Vollnormal nen Extruder gebaut und fertig -- war für seine ????arbeit.

Und den wollte er jetzt dann mal veröffentlichen -- wenn Ihm sein Praktikum Zeit dafür läßt


MATHIAS !!!!


peter

@Detlef
ich bin zu der Überzeugung gekommen, das man alleine mit einer Schnecke nicht den nötigen Druck aufbauen kann. Und eine Kombination aus Zahn und Schnecke ist mir zu aufwändig... das wäre wahrscheinlich das Einzige was zuverlässig funktionieren würde. Und mir fehlt die Zeit.

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Mfg
Wolfgang

Aller Anfang war schwer - Wolfstrap

Reprap-fab.org

Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.

BigBoxDriver Wrote:
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> Wenn ich's richtig hab hat Vollnormal nen Extruder
> gebaut und fertig -- war für seine ????arbeit.
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> Und den wollte er jetzt dann mal veröffentlichen
> -- wenn Ihm sein Praktikum Zeit dafür läßt
>
>
> MATHIAS !!!!
>
>
> peter

Nicht vordem die Bewertung abgeschlossen ist

Hallo Leute,

ich plane einen Granulatextruder zu bauen. Ich möchte gerne eine Schnecke als Vorverdichter und eine Zahnradpumpe als Hauptverdichter einsetzen.
Was haltet Ihr von der Idee?
gruß
Philipp

Die Idee klingt für mich ganz gut, etwas ähnliches hatte ich mir nämlich auch schon gedacht.
Das einzige Problem was ic bisher sehe, ist es die Schmelze zu entgasen, also die Luft rauszudrücken, und dafür wäre nunmal eine Schnecke mit veränderlicher Gangtiefe unablässlich. Vielleicht reicht es ja aber auch schon mit dem nachfolgenden Granulat auf die Schmelze etwas Druck auszuüben.
Zum Gedankenaustausch kannst du dich ja per PN bei mir melden, wenn du magst.

Wenn ich nur endlich mal Zeit hätte selber einen Versuchsaufbau zu machen und zu experimentieren.

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GSG-Elektronik

Hallo Philipp,

Ich sehe den Extruder sehr schwer werden. Ich denke Du wirst zwei Motoren brauchen (vermutlich) um Schnecke und Zahnradpumpe zu bewegen (?). Dann wird der ganze Zahnradpumpenbereich beheizt werden müssen und die Schnecke sollte nicht zu warm werden (aktive Kühlung? Thermische Trennung? Hilft ein Vortex?), damit sich da nicht schon eine Schmelze entwickelt.

Problematisch wird auch das Verkleben der Pumpe sein - ich denke der Motor für die Pumpe muss immense kräfte aufbringen können. Entsprechend gut müssen Block & die Lager von den Zahnrädern (unter hoher Temperatureinwirkung) halten. Es könnte u.U. einfacher sein, dies für PLA als für ABS zu realisieren, da PLA mit weniger Hitze bereits flüssiger wird als ABS und sich somit besser pumpen liesse...
Ich würde auch den Gedanken ins Auge fassen, das Granulat noch feiner zu mahlen, um damit die Dosierung auf kleinem Raum besser realisieren zu können. Damit wäre ev. auch die Verdichtungsgeschichte einfacher (= weniger Luft in der Schmelze?).

Freue mich auf weitere Berichte!
Gruss
Sebastian

Hallo Elk.
ich setze einen Nema 17 wie beim Wade und zwei Heizwiderstände ein. Das reicht um den gesamten Extruderblock auf 240°C zu erwärmen und um die Schnecke samt Zahnräder schon bei 175°C ABS zu drehen.
Abkühlen und wieder anfahren hat bislang immer besser geklappt als leer zu fahren und wieder neu zu befüllen.
Problematisch ist, dass entlüften der Schmelze, bzw. das luftfreie Ansaugen der Zahnradpumpe. Das versuche ich durch die Optimierung der Schnecke und des Schneckengehäuses in den Griff zu bekommen.
Gewichtsmäßig bin ich noch in der Gößenordnung meines Filamentextruders, das kann sich aber noch ändern.
Vielen Dank für Eure Kommentare
Philipp

Hallo zusammen,
mühsam und in kleinen Schritten geht es weiter.
Ich habe heute mein neues Schneckengehäuse ausprobiert. Ich habe den zylindrischen Teil verlängert und den Trichter steiler gemacht. Das Ergebnis war wie erwartet das die Śchnecke deutlich besser fördert und die Zahnradpumpe deutlich gleichmäßiger angeströmt wird. Die Stränge sehen deutlich homogener aus, das befüllen ist wesentlich einfacher und schneller.
Noch ist das Ergebnis nicht befriedigend, ich werde wohl eine Schnecke mit deutlich höherem Fördervolumen fertigen müssen.
Extrusionsgeschwindigkeit sind geschätzt 20mm/sec.
Viele Grüße
Philipp

Hallo Philipp,

so wie du schreibst, steckst du schon mitten in der testphase...
Klingt sehr spannend, was da vor sich geht!

Bei Kommerziellen Extrudern haben die Schnecken eine variable Steigung oder einen variablen Innendurchmesser, um dem Entgasungsproblem zu begegnen... siehe folgendes Bild... vermutlich kennst Du das aber alles schon


Ich kenne deine fertigungstechnischen Möglichkeiten nicht, aber vielleicht würde eine variable Steigung helfen...? Oder aber die Schnecke aussen konisch zusammenlaufen lassen?
Viel Erfolg & bin auf Bilder von dem Teil gespannt
Gruss
Sebastian

Hallo Zusammen,
auf vielseitigem Wunsch hier ein paar Bildchen vom aktuellen Aufbau.
Die gestriegen Tests waren so gut, dass ich hoffnungsvoll bin, die noch offenen Fragen lösen zu können. Es ist sicher noch ein Langer weg bis alles passt.
Heute werde ich mal die Fertigung der neuen Schnecke angehen. Jetzt mit variablem Förderquerschnitt.

Viele Grüße
Philipp

Die Bilder habe ich mit meinem Samsungtelefon gemacht - nie wieder so ein Schrott Handy! Ich bitte um Entschuldigung für die schlechte Bildqualität.

Hallo Leute,
gestern habe ich nun endlich die neue Schnecke gefertigt und ausprobiert. Ich habe jetzt eine Schnecke mit konischem Nutgrund, das heißt die Nuttiefe wird geringer in Richtung zur Düse. Außerdem ist die Steigung der Schnecke von 5 auf 6mm vergrößert.
Die ersten Tests gestern am sehr späten Abend waren noch nicht überzeugend. Das Befüllen war wesentlich komplizierter als ich das erwartet hatte. Das Fördern funktionierte etwas besser als mit der alten Schnecke. Leider war der Förderstrom nicht so kontinuierlich wie ich das gerne gehabt hätte. Vielleicht muss ich die Schnecke mit mehr Spiel zum Zylinder versehen (jetzt nur wenige 1/100mm) - Vielleicht muss der Zylinder auch noch länger werden. Die weitere Entwicklungsrichtung werde ich nach weiteren Testläufen festlegen.
Die Fotos sind leider nicht gelungen, vielleicht sollte ich mir wirklich ein "Handy" zulegen das auch den Namen verdient.

Viele Grüße
Philipp

Hi Philipp,

bin gespannt wie's rauskommt. Lass es uns wissen!
--> So am rande: Handy behalten und zusätzlich ne Kamera kaufen?

Gruss Sebastian

Heute habe ich den Extruder noch einmal getestet und festgestellt, dass das das Einsaugverhalten nicht optimal funktioniert. Ich musste immer wieder das aufschmelzende Material von Hand in die Schnecke drücken.
Jetzt habe ich den Einlauftrichter überarbeitet. Das hat leider nicht den gewünschten Erfolg gebracht. Ich habe zwar keine Luftblasen mehr im Strang, doch leider fördert der Extruder nun kaum noch. Ich habe die Befürchtung das die Zahnradpumpe zu undicht geworden ist (Verschleiß). Das kann ich aber erst beurteilen wenn ich den Extruder zerlegt und gereinigt habe.

Bis dahin alles Gute
Philipp

Hallo Leute,
hier sind Fotos,
Das eine Bild zeigt die alte und die neue Schnecke, sowie das Schneckengehäuse. Das zweite Bild zeigt die Verschleißspuren die das schneckenseitige Zahnrad in das Pumpengehäuse gefressen hat.

Vielleicht hat von euch jemand eine gute Idee warum die neue Schnecke nicht den gewünschten Effekt erbracht hat.

Die Schnecken haben die folgenden Abmessungen:

Alt Neu
Länge: 26mm 31mm
Durchmesser: 8,92mm 8,98mm
Steigung: 5mm 6mm
Nutbreite: 4mm 5mm
Nuttiefe: 1,22mm 1,07-2,19mm (konisch)


Ich befürchte, dass der Verschleiß an der Pumpe zu groß geworden ist und dadurch nicht genug Druck aufgebaut werden kann.
Ich bin jetzt etwas ratlos - Die Schnecke fördert das Material weitaus weniger gut als ich das erhofft habe, evtl. nimmt die Pumpe auch einfach kein Material ab.
Kann es sein dass Schnecken horizontal besser funktionieren als vertikal?

Vielen Dank für eure Kommentare
Philipp

Philipp Wrote:
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> Kann es sein dass Schnecken horizontal besser
> funktionieren als vertikal?

Nein. (mit 98% Sicherheit und auch nur solange die Gravitationskräfte im Vergleich zu Scherkräften gering sind ;-)

Eine sinnvolle Beurteilung Deiner Konstruktion ist auf Basis der bisher geposteten Bilder / Infos recht schwierig. Im ersten Bild (GExt.jpg) sieht es so aus, als ob die Schnecke garnicht an der Wand anliegt? Auch in dem Bild "Extruderschnecken.jpg" ist mir völlig unklar, welche Funktion das blütenartige Loch im Heizblock hat - geht da evtl. die Schnecke durch?

Auch der Verschleiß ist schlecht einzuschätzen, wenn nicht die zugehörigen Zahnräder mit abgebildet werden. Anhand einer Art Explosionszeichnung (oder Fotos) könnten wir Dir wahrscheinlich wesentlich besser weiterhelfen ...

LG, Willy

Die Versuche sehen ja richtig gut aus, nur hast du versucht mehrere Parameter einer Schnecke, die sich untereinandern beeinflussen zu ändern.

Mit zunehmender Steigung nimmt die Förderleistung zu, aber die Länge der Aufschmelzzone nimmt auch zu, du hast also zur Spitze hin mehr unaufgeschmolzenen Kunststoff.
Ich würde Probieren den Weg des Granulats/Schmelze zu verlängern, geringere Gangsteigung und die Breite des Schneckenkanals etwas verkleinern.
Das normale Funktionsprinzip eines Schneckenextruders baut darauf, dass der Kunststoff zu 70% durch Scherung aufgeschmolzen wird, der Rest ist Wärme. Man hat auch mehrere Zonen, der Einzug sollte z.B. in der Regel gekühlt werden um ein verfrühtes Aufschmelzen und schmieren in der Einzugszone zu vermeiden.

Was du versuchen kannst ist vielleicht auch einen kleinen Nutbuchsenextruder zu bauen, so sieht eine aus:

Durch die Nutung in der Einzugszone baut er einen immensen Druck auf und "überfährt" die restliche Zonen. Bei diesem Extrudertyp überwiegt die Druckströmung, normalerweise fördert ein Schneckenextruder größtenteils durch die Schleppströmung, die die Schnecke erzeugt.
Allerdings muss die Nutbuchse gekühlt werden, um ein verkleben und Schmieren des Granulats zu vermeiden.
Weitere Infos zu den Druckprofilen in einem Extruder bietet diese Seite hier: Extrusion

Wie sehr sich das Schneckenspiel bemerkbar macht, kann ich grade nicht sagen, auch hier gilt je kleine der Spalt desto weniger kann zurückströmen, aber desto schlechter wird auch die Mischwirkung.

Zur Zahnradpumpe:

Bei Schmelzepumpen erfolgt die Schmierung der Lager durch die Schmelze selbst, ein gewisser Leckstrom ist also gewünscht, aber auch unvermeidbar. Ich würde versuchen die Flanken der Zahnräder und die Fläche des Gehäuses möglichst glatt und hart zu machen.

Achja, welches Material versuchst du überhaupt zu fördern? Verschiedene Kunststofftypen erfordern unterschiedliche Schneckenarten.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 17.06.12 10:39.

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Hallo Leute.
vielen Dank für die Anteilnahme. Ich habe hier ein nicht häher spezifiziertes ABS-Granulat.
Das prinziep mit den Nuten habe ich versucht über die "Blütenförmige Gestaltung des Einlauftrichters zu gestalten. Die Zonnen eines Schnecken Extruders habe ich aufgelöst und versuche sie durch die Schnecke und die Pumpe separat zu realisieren. Ich habe meinem letzten Versuch festgestellt dass ich scheinbar ein Problem mit der Aufnahme der Druckkräfte an der Schnecke habe, die hat sich nach oben geschoben und ist wahrscheinlich aus dem Zahnradmitnehmer heraus gerutscht, so dass sich die Zahnräder nicht mehr gedreht haben. Um dieses Phänomen beurteilen zu können muss ich den Extruder zerlegen und reinigen.
Vielen Dank
Philipp

Hallo!

Hab das auf Thingivers gefunden:

Modular Moinea extruder

ist der von euch? bzw ist es das was ich glaube?

LG Erwin

Ich hab gerade das gefunden:
Filabot Wee Open Source Plans

Hallo,
das sind ganz andere dinger als das was ich hier mache.
Gruß Philipp

Hallo Leute,
ich arbeite jetzt an einem neuen Versuch. Nach intensiver Analyse und bewertung des letzten Versuches, habe ich die Idee einer "Vorverdichtung durch die Schnecke aufgegeben und will die Schnecke jetzt wieder als "drucklose" Zuführung zu den Zahnrädern einsetzen. Ich fertige gerade zwei neue Schnecken, um unterschiedliche Geometrien testen zu können. Je nach dem welche besser funktioniert kann ich dann die weitere Entwicklung gezielt planen. Leider ist die Fertigung der Schnecken sehr aufwändig, so dass die Versuche immer viel Zeit in Anspruch nehmen. Demnächst gibt es wieder Versuchsergebnisse.
Viele Grüße
Philipp

Hallo Leute,
nach dem ich mir nun eine kreative Auszeit genommen habe und neu Extruderschnecken angefertigt habe, habe ich heute einen neuen Extrusionsversuch gemacht. Jetzt fördert der Extruder sehr gleichmäßig, so dass es für das Drucken sicher ausreichen wird.
Ich muss mich nun um die nächsten Arbeitspakete kümmern. Als nächstes steht eine Dosiervorrichtung auf dem Arbeitsplan, wenn ich das Problem gelöst habe werden die ersten Druckversuche beginnen.

Viele Grüße
Philipp

Was genau meinst du mit Dosiervorrichtung?

Ansonsten, schön das es jetzt klappt.

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Von allen Ansätzen zu einem Granulatextruder die ich bisher gesehen habe ist deiner Philipp bisher der bei weitem fortgeschrittenste. Ich selber dachte bisher nicht das es möglich sein würde, aber deine Vortschritte lassen mich an der Meinung zweifeln
Ich bin sehr gespannt wie es weitergeht.
Viel Erfolg
Björn

Hallo zusammen
Ein Problem eines Granulatextruders ist es, dass das Granulat bis in den Einfülltrichter auf schmelzen kann. Das führt dann zu Problemen beim Wiederanfahren. Deshalb möchte ich nur so wenig Granulat wie möglich mit dem Extruder in Verbindung bringen. Also benötigte ich eine Lösung wie man bedarfsgerecht Granulat zuführt. Diese Einrichtung nenne ich Dosiervorrichtung.
Gruß
Philipp

Reicht da nicht eventuell eine Art Rost der dafür sorgt das die Granulatteilchen im oberen Bereich des Trichters nicht dicht an dicht liegen?

Dazu hab' ich mir auch schon mal Gedanken gemacht:



Wenn die Lichtschranke (breiter Strahl, der nicht durch einzelne Körner unterbrochen wird, oder kurze Unterbrechungen durch fallendes Granulat ignorieren) den Granulathaufen nicht mehr durchdringt, dann stoppt die Granulatzufuhr. Wichtig ist jetzt, dass das Granulat unten schmilzt und dabei soweit zusammenfällt, dass das Glas schnell wieder freigegeben wird. Dazu muß unten "genug" Platz sein, d.h. nach einer Füllung muß eine "Weile" vergehen. Wie lang die "Weile" ist, kann entweder mit der max. Druckgeschwindigkeit abgeschätzt oder in der Firmware berechnet werden.

LG, Willy

Hallo Leute,
vielen Dank für die Vorschläge.
Björns vorschlag erscheint bestechend simpel, doch kann ich ihn nicht so ganz nachvollziehen.
Die aktive Regelung mit der Lichtschranke (Vorschlag Willy) ist schon sehr interessant, doch erscheint sie mir sehr kompliziert.
Ich dachte an eine "Glocke", die ich an der Motorkupplung befestige, Diese Glocke hat ein Loch, sie gibt also bei einer Motorumdrehung nur einmal den Zulauf frei. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass ich keinen Zusammenhang zwischen verbrauchetm Material und zufließendem Material habe. Es muss doch noch etwas einfacheres geben.

Ich dachte an eine einfache Barriere aus schmalen "Wänden" die oben flach sind und sich nach unten leicht verjüngen
V V V
so das das Granulat nicht zwischen den Wänden verklemmen kann. Der obere Spalt müßte ein kleines bischen weiter sein als die längste Diagonale des Granulats, um auch hier ein verklemmen zu vermeiden. Die Wände könnten aus PTFE sein, das sollte der Hitze standhalten und die Reibung minimieren.