Geared_extruder_nozzle

Ich seh grad, mein Schlitten ist ja schon wieder mal gerissen...so ein Mist.

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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.

Hallo Experten.
Ich denke gerade über eine effiziente Art nach, die Düse für den Mendel herzustellen.
Einen Prototypen aus Aluminium habe ich ohne allzuviel nachzudenken mal hergestellt. Nun ist Alu super Wärmeleitend - es geht also eine Menge der Heizenergie nach oben in den Teflon-Block, was ja nun nicht so das richtige ist....
Also neuer Gedankengang:
Die Düse soll ja schön gleichmässig warm sein - also Aluminium. Nach oben hin soll möglichst wenig wärme weg... also muss ein Material her, welches weniger Wärmeleitend ist. Die ganz-Messing Düse ist diesbezüglich schon träger. Hier die λ-Werte der verschiedenen Materialien nach Wikipedia:

Messing: λ 120
Aluminium: λ 236
Stahl (unlegiert) : λ 50

Das heisst, Messing leitet die Wärme doppelt so gut wie Stahl, Aluminium fast 4x so gut. Deshalb folgende Konstruktionsidee: in den Teflonblock wird ein Stahlgewinde mit der 3.5mm Bohrung eingeschraubt. Da drauf kommt eine Spitze aus Aluminium, welche das 0.50mm Loch hat.
Meine Theorie dahinter wäre, dass das Aufheizen schnell geht, da Aluminium die Wärme gut leitet, sich also auch schnell aufwärmt. Der Stahl ist eher träge als Wärmeleiter und würde die Wärmeübertragung auf den PTFE-Teil bremsen.
Was meint Ihr dazu?
Bisher ist alles nur Theorie, da ich mich erst ganz am Anfang vom Aufbau meines Mendels befinde... Ich habe also noch keine Erfahrung... jeder Tip oder Feedback ist aber jederzeit gerne willkommen!

Gruss
Sebastian

Ich würde den PFTE-Isolator durch PEEK ersetzen. Dann kannst du unten ein Material nehmen. PEEK ist Wärmebeständiger wie Teflon. Aber auch Teurer.
Diese Teflonisolatoren halten nicht. Durch die Wärme und den Druck geht das Gewinde kaputt.

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Mfg
Wolfgang

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laß den Stahl weg und setz die AL Düse direkt auf das PEEK. Du musst mal so überlegen, dein Stahl gibt die ganze Wärme an die Umgebungsluft ab. Ergo muss ständig nachgeheizt werden. Das ist nicht Sinn der Sache. Besser wäre es nach dem PEEK Ein Metall zu machen das die Wärme aus dem PEEk gut ableitet und schnell an die Umgebung abgibt.

Grundsätzlich gilt, je größer die Temperaturdifferenz desto schneller der Wärmeabtransport.
Je größer die Oberfläche desto schneller der Wärmeabtransport.

Aslo Heizfläche so klein wie möglich. Dann Isolieren und alles was danach kommt ab an die Umluft.

Meine Überlegung war, den Stahl halt gar nicht erst als primär beheiztes Teil anzusehen. Ich Will primär den Aluminiumkopf heizen. Der Stahl soll dann möglichst wenig warm werden, so dass die Wärme schon gar nicht erst komplett an den PEEK oder PTFE-Teil abgegeben wird sondern im Aluminiumkopf bleiben soll. Ideal wäre natürlich ein noch schlechter wärmeleitender Zwischenteil (Keramik? Glas?) was aber dann mit mechanischen Schwirigkeiten verbunden sein wird....
Gut, wie gesagt, alles Theorie. Mal schauen wie ich's löse

bei deiner Konstruktion musst du aber dein Stahl als primär beheiztes Teil betrachten.
Solange keine Wärmebarriere dazwischen ist, kannst du es als ein Teil sehen. Und da kommt wieder der Grundsatz so klein wie möglich an Masse und so klein wie möglich als Oberfläche.

Ähm. Die Masse sagt nichts darüber aus, wie viel Wärme nach aussen verloren geht. Mehr Masse braucht zwar länger zum aufheizen, der Wärmeverlust geht aber alleine über die Oberfläche.

Je geringer die Wärmeleitung eines Materials, das nur an einem Ende beheizt wird, desto geringer auch der Wärmeverlust. Denn dann bleibt das andere Ende etwas kühler und strahlt entsprechend weniger ab.

So gesehen ist die Idee mit der Alu-Düse auf ein Stahlrohr aufgeschraubt schon richtig. Die Wärmeleitung von rostfreiem Stahl ist wohl noch etwas geringer als die von Baustahl.

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@ Traumflug klar ist die Wärmeleitung geringer. Aber der Wert ist absolut zu vernachlässigen. Rechne doch nach,dann siehst du schnell wie egal das ist. Wir reden ja nicht von 40° an der AL-Düse. du hast nach kürzester Zeit deine Stahlhülse auch auf 150-200° .

Je weniger Masse, desto geringer ist die Trägheit von deinem System.

Edited 1 time(s). Last edit at 10/19/2010 12:26PM by wakeer.

...Vermutlich ist das schon richtig, dass sich auch das Stahlteil auf eine höhere Temperatur kommt, nur "fliesst" weniger Hitze ab, da Stahl träger ist - das heisst es muss theoretisch weniger nachgeheizt werden als wenn's komplett aus Alu oder Messing ist - wenn auch nur marginal weniger. Hätte ausserdem den Vorteil, dass die Düse einzeln gewechselt werden kann - ich studier auch noch an einer zusätzlichen Befestigung des Stahlteils... so dass dieses nicht aus dem Teflon/PEEK Barrel geschoben werden kann.
Genaueres dazu aber später-da muss ich erst mal noch was drüber brüten.
Zumindest werde ich die Idee schon alleine darum nicht verwerfen, dass es viel einfacher ist, eine M6 Hülse mit kompletter 3.5er Bohrung in Stahl herzustellen als die ganze Düse. Dann muss ich nur ein kleines, präzises Aluteil mit der 0.5er Bohrung herstellen, was ich auch einfach wechseln kann ohne die Verbindung vom Teflon/PEEK lösen zu müssen. Mal sehen, werde das wohl mal austesten und berichten, obs taugt.

Elk Wrote:
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ich studier
> auch noch an einer zusätzlichen Befestigung des
> Stahlteils... so dass dieses nicht aus dem
> Teflon/PEEK Barrel geschoben werden kann.
> Genaueres dazu aber später-da muss ich erst mal
> noch was drüber brüten.

Da brauchst du nicht zu brüten. Aus Teflon wird das raus gedrückt, aus Peek nicht das ist erheblich stabiler. Wenn du den Teil der bisher immer aus Teflon gemacht worden ist durch PEEK ersetzt, und das Gewinde etwas länger machst, kommt das nicht mehr raus.

Aber macht das warme Teil nicht zu kurz, sonst dichtet die sich nicht mehr ab.

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Mfg
Wolfgang

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Elk Wrote:
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> ...Vermutlich ist das schon richtig, dass sich
> auch das Stahlteil auf eine höhere Temperatur
> kommt, nur "fliesst" weniger Hitze ab, da Stahl
> träger ist -Bei der zusätzlichen Oberfläche, wie auf der Skizze zu sehen, geht da sehr viel Wärme ab das heisst es muss theoretisch
> weniger nachgeheizt werden als wenn's komplett aus
> Alu oder Messing ist - wenn auch nur marginal
> weniger. Hätte ausserdem den Vorteil, dass die
> Düse einzeln gewechselt werden kann - ich studier
> auch noch an einer zusätzlichen Befestigung des
> Stahlteils... so dass dieses nicht aus dem
> Teflon/PEEK Barrel geschoben werden kann.
> Genaueres dazu aber später-da muss ich erst mal
> noch was drüber brüten.
> Zumindest werde ich die Idee schon alleine darum
> nicht verwerfen, dass es viel einfacher ist, eine
> M6 Hülse mit kompletter 3.5er Bohrung in Stahl
> herzustellen als die ganze Düse. Dann muss ich
> nur ein kleines, präzises Aluteil mit der 0.5er
> Bohrung herstellen, was ich auch einfach wechseln
> kann ohne die Verbindung vom Teflon/PEEK lösen zu
> müssen. Mal sehen, werde das wohl mal austesten
> und berichten, obs taugt.

Niemand möchte das du eine Idee läßt.

Ich habe mal die FEM-Rechnung weitergeführt. Als Beispiel ist eine Düse aus Aluminium gerechnet in welche ein Rohr aus Edelstah bzw aus Aluminium geschraubt ist. Das Roh hat eine Länge von 36mm über der Düse und wird von einem Lufstrom gekühlt. Man erkennt deutlich das duch den schlechteren Wärmeleiter Edelstahl die Temperatur am ende schon entsprechend gering ist.

Zum einen wird die Düse nicht mit einem Luftstrom gekühlt, sonst bekommst du Probleme beim Drucken...

Zum anderen wäre es interessant zu wissen wie viel Grad das sind. Bei 3° Unterschied lohnt sich der Aufwand nicht.

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Mfg
Wolfgang

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@Pfanne:
Sieht auf jeden fall schon mal spannend aus.
Kannst Du für nicht-FEM-kenner noch etwas genauer interpretieren, was dies wirklich bedeutet? Wieviel weniger Wärme wird sich im Teflon-Teil breitmachen?

Ich werde auf jeden fall mal die praktische Seite der ganzen Sache beleuchten. Habe bereits ein Gros 0.5mm HSS Bohrer und das Aluminiumprofil hier... ist alles eine frage der Zeit

Die Düse sollte man ja auch nciht kühlen sondern nur das zwischenstück.
Die Temperatur sieht man doch recht oben an der Skala...

Ach so - Kelvin?! hm... ich war etwas verwirrt...
Muss ich mal umrechnen, habe keine Ahnung was dies in °C ist...

Einfach minus 273 rechnen.. aber man sollte ja auch schon den unterschied am Delta sehen.

Dann wäre die Aludüse fast doppelt so heiß wie die Stahldüse...hmmm... AL ca 140°C St ca 70°C Spitze ca 195°C



Edited 2 time(s). Last edit at 10/28/2010 11:37AM by Stoffel15.

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Mfg
Wolfgang

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das wäre ja erstaunlich kühl am hinteren ende der Düse... spricht erneut dafür, dies zu testen. Ich bin immer noch auf der Suche nach dem geeigneten Zeitfenster um mit den Arbeiten so richtig loszulegen.. momentan habe ich einfach zu wenig Zeit - schlimm!!
Aber werde mir dies auf jeden fall so für meinen RepRap vornehmen.