Hotend, wassergekühlt, vom Selbermacher

Hallo liebe Bastlerfreunde,

wie ihr sicher aus meinem anderen Beitrag erfahren habt, soll mein neuer Drucker ein wassergekühltes Hotend bekommen.
Nach den ganzen Lobeshymnen und meinen eigenen schlechten Erfahrungen aus der Vergangenheit, ist es jetzt an der Zeit.
Dann fangen wir mal ganz einfach an und bauen uns eins.

Verbaut werden E3D-Teile und diverse Einzelteile aus der Restekiste. Ein paar Alu-Reste, Silikoneschlauch eine Schlauchpumpe die ich gestern bekommen habe,
ein paar Alu-Rohre, ein Kühlkörper und viel Phantasie

Gedacht ist das ganze so: Durch einen Silikonschlauch, aus dem Hotend, in ein bis drei Alu-Rohre (als Reservoir), in einen dicken zweiteiligen Alu-Klotz.
An dem ist ein Peltier-Element mit Kühlklotz montiert und danach gelangt das gekühlte Kühlmittel auf dem direkten Wege wieder mit einem Silikon-Schlauch ins Hotend.

Soviel zur Theorie.

Dann schaun wir mal was sich so alles Anstellen und auftreiben lässt.

Bis später Didi

---

Aktuell:
Selfmade-Drucker mit Wasserkühlung u. Carbon-Wechselplatte,
Selfmade-Drucker ( Nr. 7 in Arbeit . . . ), CAD Creo 3.0/4.0 , Mac, Cura, Prusa Slicer . . .

Ich bin damals von der Idee der Wasserkühlung abgekommen weil es bedeutet eine ganze Menge Metall und Wasser an den sich bewegenden Druckkopf zu schrauben.
Am Ende bin ich bei Druckluft gelandet die das Gleiche kann, aber deutlich weniger Masse an bewegten Teilen braucht um zu funktionieren.

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Hallo "Srek", grüß Dich
Die grausame Realität hat mich dazu gebracht.
Wenn man immer wieder Probleme mit diversen Filamenten und Druckabbrüchen hatte, so wie ich,
dann kommt man irgendwann dorthin und ob das letztendlich wirklich soooo viel mehr Masse ist, sei mal dahin gestellt.
Es sind zwei Schläuche und ein Schnapsglas voll Wasser mehr. Lass es mal 100-150g mehr sein als mit meinen Lüftern.
Aber ich verspreche mir sehr viel davon und ich denke das alle die schon eine haben, genießen und schweigen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.02.17 10:06.

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vw-styler
Hallo "Srek", grüß Dich
Die grausame Realität hat mich dazu gebracht.
Wenn man immer wieder Probleme mit diversen Filamenten und Druckabbrüchen hatte, so wie ich,
dann kommt man irgendwann dorthin und ob das letztendlich wirklich soooo viel mehr Masse ist, sei mal dahin gestellt.
Es sind zwei Schläuche und ein Schnapsglas voll Wasser mehr. Lass es mal 100-150g mehr sein als mit meinen Lüftern.
Aber ich verspreche mir sehr viel davon und ich denke das alle die schon eine haben, genießen und schweigen.

Jap, genießen und schweigen, da hast du recht.
Mal im Ernst, wenn man sich Mühe bei der Umsetzung gibt und ordentliche Komponenten verwendet, ist die Wasserkühlung ein Segen. Es gibt nichts effizienteres und kaum etwas leiseres. Nebenbei ist es eine coole Spielerei, wenn man den Druckraum so hoch heizen kann wie man möchte...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.02.17 12:25.

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Mit freundlichen Grüßen,
Justin
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Hi Justin,

habe mal noch ein wenig organisiert, und erstaunliche Dinge aufgetan.
Hier meine Schnauchpumpe (24V, 250mA, 150ml/Min)
Ich muss allerdings dabei erwähnen, das ich auch Zugriff aus ein paar Verschlauchungskomponenten habe, z.B. diverse Schlauchschellen, Schläuche usw.
Ergattert habe ich drei 16mm Alu-Rohre ca. 350mm lang, zwei15mm dicke Alu-Platten (ca. 200x300mm) und . . .
na wenn das nix ist, dann weis ich nicht.

Das muss wohl einen Hammermäßigen Erfolg bringen, so ein Pltier-Element. Das Teil ist wohl sehr effektiv.
Die Kühlrippen die man dort sieht, ist die Wärme-Abgabe-Seite.
Wenn ich jetzt noch aus den Alu-Platten was Feines fräse, dann wird die Einheit an die Kälte-Abgabe-Seite montiert.
Aus den drei Rohren bastel ich eine Art "Vorkühler", in die Zuleitung.

Bis später Didi

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Energietechnisch musst du dir überlegen ob das Peltierelement sinn macht - die verbrauchen soviel du wirst den großteil deiner Kühlfläche für die Abwärme des Elements brauchen wenn du das voll ausnutzt.
Ich arbeite hier mit Peltierelementen und kühle diese mit Wasser

Ich denke das Peltierelement brauchst du nicht, eine Kupferschlange mit aufgerauhter Oberflächer sollte dir schon als Kühlung für das Wasser ausreichen. Denk dran, du musst nicht auf Raumtemperatur runter, <50°C reichen locker.

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Hi "Froop" , bist du dir da sicher?

> ... du wirst den großteil deiner Kühlfläche für die Abwärme des Elements brauchen < da kann ja was an deiner Aussage nicht ganz stimmen.

Es wird eine Kühlfläche geben, dann kommt eine Isolation dazwischen und auf der anderen Seite sitzt der große Kühlkörper den man auf dem Bild sieht.
Also nix mit " den großteil deiner Kühlfläche für die Abwärme" und so.

Hallo Srek,
ich sehe das genauso, deswegen brauche ich ja nur ein wenig austesten, mit wieviel Volt ich das Betreibe, ob oder wie ich es takte.
Um die Abwärme mach ich mir relativ wenig Gedanken, da es mit absoluter Sicherheit überdimensioniert sein wird.
Also kann ich das wohl auf "kleiner Sparflamme" betreiben. Soetwas kann man bekanntlich zu Hause nur austesten.

Bis später Didi

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Hallo Leute,

schaut mal was ich gerade entdeckt und bestellt habe.

Der ist super und optimal geeignet für meine Zwecke. Für die sieben € mach ich mir nicht die Arbeit.
Das Ding passt optimal auf den Peltier-Halteblock und zum Betreiben des Peltier-Thermoelements und der Schlauchpumpe,
habe ich noch ein stabilisiertes LED-Netzteil 12V 60W irgendwo rumfliegen dann noch eine Auto-Flachsicherung dazwischen und
dann müssete das schon passen.

Jupp, das gefällt mir

Gruß Didi

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Du weisst aber das so ein Peltierelement auch locker Minus Temperaturen erreicht? Wenn du es schaffst die Warme Seite auf Raumtemperatur zu halten wirst du deiner Wasserkühlung Frostschutz beifügen müssen, sonst bleibt deine Kühlung im Wärmetauscher einfach stecken.

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Peltierelemente sind cool und ich hab auch schon einige Sachen damit angestellt, aber für einen Drucker sind sie eigentlich nicht geeignet.

1. Du musst an der warmen Seite die Energie die du elektrisch an das Peltierelement gibst + die Energie die du abführen willst, weg bekommen.
Wenn du theoretisch 40W von der Heizpatrone abführen willst (und auf das würd ichs auslegen), dann musst du diese 40W + die mindestens 40W elektrische Leistung abführen. Dazu kommt noch der Wirkungsgrad der umso schlechter wird, desto höher die Temperaturdifferenz der beiden Seiten ist.

2. So ein Peltierelement hält nicht ewig. Es kann zwar im Dauerbetrieb ziemlich lange halten, aber ein- und ausschalten mag es garnicht. Je öfter so ein Peltierelement ein- und ausgeschaltet wird, desto schlechter wird es. Irgendwann ist der Wirkungsgrad so mies, dass garnichts mehr geht.

3. In dem Peltierelement kann Kondenswasser entstehen. Obwohl dein Peltierelement so aussieht als ob es abgedichtet wäre, würd ich mich nicht darauf verlassen. Du musst drum herum trotzdem noch sicherstellen, dass entweder kein Kondenswasser entsteht, oder das keinesfalls etwas zum Peltierelement kommt. Also dort mit Dichtungen arbeiten. Ich hab mal ein abgedichtetes einfach so betrieben, aber das hielt keine 10h. Wäre als Kühlbox fürs Büro gedacht, aber schon nach kurzer Zeit hatte es keine Leistung mehr.

4. Denk eventuell daran mehrere Peltierelemente in Serie zu schalten. Dadurch kannst du den Wirkungsgrad erhöhen, weil der Temperaturunterschied zwischen den einzelnen Elementen geringer wird.


Ich würde an deiner Stelle statt dem Peltierelement auf die bewährten Wasserkühlungskomponenten von den PCs zurück greifen.
Da gibts Pumpen die fast lautlos laufen, Wärmetauscher mit 1,2,3,vielen 120er Lüftern drauf die lautlos dahinlaufen...
Ich hab mich mal eine zeitlang mit Wasserkühlungen beschäftigt, hab mir aber leider nie eine kaufen können (war damals noch Schüler).
Damals war aquacomputer.de einer der Marktführer - deren Wasserkühlungskomponenten schauten auch noch cool aus... Keine Ahnung obs die heute noch gibt.

Hallo,

hab selber 3 PC's mit Wasserkühlung.
Der meiner Frau ist der "Normale" also mit Radiatoren und Lüfter etc etc.
Mein Server hat zwar auch einen Radiator und Lüfter aber die schalten nur ein wenn das Wasser wirklich mal 38° erreicht ansonsten wird eigendlich nur mit einer 15L Cola-Keg-Flasche gekühlt.
Das reicht zu 95% im ganzen Jahr aus.
Mein PC mit etwas größerer Grafikkarte hat ein 50L Alufass zur Kühlung. Im letzten Jahr ist nie ein Lüfter angesprungen.
Lange Rede kurzer Sinn Zur Kühlung für die 40W welche ja zu meist vom Filament genutzt werden, reicht bestimmt auch eine15L Cola-Keg oder sogar was kleineres aus.

Bin auch am Überlegen ob ich meinen nächsten Drucker mit Wasserkühlung versehe. Mir schwebt das hier als Druckelement vor.
Gugst du hier

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LG EDE
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<<-big Velleman K8200 .. zumindestens ein Teil vom Gestell noch Core XY, Alu Pei Druckbett, 220V Siliconmatte,

2Flaschenzug Z-Achsen, Makeboard Pro + Grafikdisplay, TITAN Extruder, Big-Booster H²o Hotend 1,75 / 035r

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Wer ein Fehler, in meinem Post, gefunden hat darf ihn gerne behalten

Hi "Stefanki",

das mit dem PeltierElement halte ich jetzt erst einmal für einen Versuch.
Srek wird mit Sicherheit Recht haben und ich denke auch dein Einwand berechtigt ist,
aber einen Versuch, hält als Experiment ist das voll in Ordnung.
Mal schauen wie es läuft. Übrigens diese komplett. Sets habe ich auch gesichert,
machen keinen schlechten Eindruck, aber das Gute daran ist, das ich alle
meine relevanten Komponenten weiterverwenden kann.

Jetzt muss ich erst noch einmal schauen das es bei dem Rest des Druckers weiter geht.

Bis später. Didi

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Hallo "EDE",

Du hast ja den Kühlklotz gesehen (60x110 mit 50mm Kühlrippen)
Und davon habe ich zwei. Man kann das Ganze auch so aufbauen, das alles erst einmal
nur passiv läuft und dann mal schauen was da passiert.

Ich liebe es aber, mehrere Möglichkeiten zu haben und ich freue mich auch über die Teilnahme
an meinem Beitrag. Davon kann man ja nur profitieren, auch die Unentschlossenen und Zögerer.

Bis später Didi

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stefanki
Ich würde an deiner Stelle statt dem Peltierelement auf die bewährten Wasserkühlungskomponenten von den PCs zurück greifen.
Da gibts Pumpen die fast lautlos laufen, Wärmetauscher mit 1,2,3,vielen 120er Lüftern drauf die lautlos dahinlaufen...

Bei Komponenten aus der PC Wasserkühlung muss man aber beachten, dass viele Radiatoren aus Kupfer sind...
Wenn man Kupfer und Alu in einem Kreislauf hat, wird das Aluminium angegriffen und löst sich.

Ich weiß jetzt nicht in welchem Maße sich das Aluminium auflöst, aber das könnte evtl. zu problemen mit der Pumpe führen, oder den Kreislauf verstopfen.

Man könnte Passiv auch einen Cape Cora nutzen, gibts auch als Einzelmodul.
Ist zwar ein wenig lang mit 483mm, lässt sich aber bestimmt in der mitte Zersägen

Es werfen aber keine 40W abgeführt. Einfach mal nachdenken und rechnen, welche Energie bei welchem Material und Querschnitt an der Heatbreak über tragen wird.

Rechnen ist hier sinnvoller als raten.

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Power is nothing.....without control!

Bezüglich dem Auflösen vom Aluminium kann ich auf folgenden Text verweisen: [aquacomputer.de]


Dass keine 40W abgeführt werden müssen ist klar, aber in so einem Fall würde ich persönlich vom worst case ausgehen - damit ist man auf der sicheren Seite.

Hallo, grüßt Euch.

Ich werde bestimmt schon was passendes finden, aber bei einer solchen Aufgabe stößt man immer wieder auf die tollsten Sachen.
Hier z.B. ein schönes Exemplar aus Silikon. vielleicht was für die unter euch aus der Silikon-Riege
Silikon-Verhüterli
Wäre vielleicht für ein E3D od. E3D-Clone ne Idee, käme mal auf ein Versuch an.

Das kommen bestimmt noch ein paar andere Schätze und Kurriositäten zum Vorschein.

Gruß Didi

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stefanki
Bezüglich dem Auflösen vom Aluminium kann ich auf folgenden Text verweisen: [aquacomputer.de]


Dass keine 40W abgeführt werden müssen ist klar, aber in so einem Fall würde ich persönlich vom worst case ausgehen - damit ist man auf der sicheren Seite.

Es sind ca. 5 Watt bei einer Edelstahl Heatbreak und 3,5W bei Titan.
Der Worst Case liegt ganz ganz weit weit...

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Ich hab schon seit ein ein paar Jahren nen WaKü hotend.
Habe damals die heatbreaks des e3d kranken um einen eigenen aluklotz mit löchern erweitert.
Das peltier element kannst du vermutlich weglassen, wenn du nicht in der sahara drucken willst.
Wenn mit peltier, dann würde ich die heatbreaks damit kühlen und die heiße seite mit der wakü
Evtl. Wird der Übergangsbereich im Filament dadurch noch kürzer oder du verballerst nur Energie.
Wenn du natürlich. Auf eine konstante temperatur oberhalb der heatbreak regelst, hast du eine schwankende umgebungsgröße weniger das kann nie verkehrt sein
Bisher hab ich meine peltier elemente immer geregelt betrieben also mit tempsensor an der kalt seite.
Die dinger schaffen im leerlauf bis zu 70K delta zur warmseite. Da friert dir schnell alles ein

Hi "Chaosstifter",

habe gerade zwei Kühlkörper präpariert und werde die ersten Tests ohne Peltier-Element durchführen.

Die Frage ist halt, welche Temperatur sollte an dem Kühlklotz, oberhalb der Heatbreak ungefähr sein?
Den Heizklotz kann man ja messen und den Kühlklotz ja auch, aber . . .

Gruß Didi

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Etwa 22 Grad dauerhaft direkt am KK oder in der Heatbreak gemessen etwa 38 Grad oberhalb des Einstichs.

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Danke Sven, das ist doch mal ne Hausnummer Gruß Didi

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Hallo,

habt Ihr mal paar Bilder von euren Wassergekühlten HotEnds?

Hab grad mal meine ganzen gesammelte Werke durchgeschaut und einen runden AGB-Towerkühler mit eingebauter Pumpe gefunden. Der wer wie geschaffen für sowas

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Hallo EDE,

hast du da was Feines für mich dabei?

Bilder kommen gleich wenn ich zu Hause bin

Gruß Didi

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Hallo Didi,

bei mir liegt soviel rum, das ich gut und gerne auch was hergeben kann

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Hallo "EDE" du hast eine PN Didi

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Hallo Leute,

hier mal ein paar Bilder.


Zu den Maßen, 28x25x20mm (HxBxT) und die Stutzen sind aus 6mm Alurohr, M6 drauf geschnitten. Die werden später dicht eingeklebt.

Das Zwischenstück M10, musste ich mir für die Aufnahme schnitzen grinning smiley und die Heatbreak M6, hatte ich noch rumliegen.

Und damit die alten klassischen Bauteile nicht in Vergessenheit geraten, noch einen schönen Wade auf einen Aluschlitten montiert.
Mit 6mm Sinterlager


Jetzt bin ich ja mal gespannt, ob und was die anderen für schöne Sachen haben

Bis später Didi

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Das ist aber ein nicht sehr gelungener Versuch Didi.
Das Medium Wasser sollte eher um die kritischen Stellen strömen und dort die Energie aufnehmen können.
Quasi ein U direkt um die Heatbreak.
Damit habe ich super Erfahrungen gemacht.

Gruß

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Stud54
Das ist aber ein nicht sehr gelungener Versuch Didi.
Das Medium Wasser sollte eher um die kritischen Stellen strömen und dort die Energie aufnehmen können.
Quasi ein U direkt um die Heatbreak.
Damit habe ich super Erfahrungen gemacht.

Gruß

Dito, ob Luft oder Wasser, es kommt nur darauf an die paar ersten Millimeter direkt an der Heatbrake runterzukühlen. Der Rest macht keinen Unterschied mehr.
Bei meiner Druckluftkühlung strömt die Luft eigentlich nur auf 1-2mm Länge wirklich effektiv über die Heatbrake, aber halt genau da wo es drauf ankommt.

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