Praxis3D開(kāi)發(fā)出功能強(qiáng)大的X-Truder擠出機(jī)

        在過(guò)去的一年中，來(lái)自美國(guó)德州的一個(gè)3D打印愛(ài)好者團(tuán)隊(duì)Praxis3D，通過(guò)不斷地改進(jìn)和測(cè)試，開(kāi)發(fā)出了一款雙線(xiàn)材FDM 3D打印頭，他們稱(chēng)之為X-Truder。

        這款輕巧、緊湊的打印頭有許多理想的特性，如兩個(gè)全金屬315C熱端，帶狀電纜連接、高扭矩NEMA 11電機(jī)、軸上風(fēng)機(jī)等。

        “我們希望能夠?yàn)閷で笊��?jí)自己現(xiàn)有3D打印機(jī)的創(chuàng)客們?cè)O(shè)計(jì)一款功能強(qiáng)大的打印頭。”P(pán)raxis3D團(tuán)隊(duì)成員David Williams介紹說(shuō)。隨著越來(lái)越多人擁有3D打印機(jī)，他們預(yù)期這將成為一個(gè)非常大的市場(chǎng)。


        在X-Truder的核心處有兩個(gè)全金屬的擠出機(jī)，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)使用熱模擬進(jìn)行分析，并通過(guò)多輪原型進(jìn)行改進(jìn)。

        “在非特富龍襯里的擠出機(jī)中運(yùn)行PLA是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要一個(gè)平滑的ID表面，和一個(gè)簡(jiǎn)短的熱過(guò)渡區(qū)。我們的不銹鋼管、銅散熱器和40毫米風(fēng)扇組合能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)。我們能夠在非常短的距離內(nèi)快速降溫�！睙嵩O(shè)計(jì)師Frank Mercado補(bǔ)充說(shuō)。他們的擠出機(jī)也測(cè)試了ABS和PC兩種材料，其中，據(jù)該公司稱(chēng)，不會(huì)再有堵塞的問(wèn)題，但確實(shí)需要高得多的溫度。

        為了證明他們的設(shè)計(jì)效率，他們制作了一小段視頻（見(jiàn)下圖），視頻中他們用手拿著擠出頭，離加熱塊只有6毫米遠(yuǎn)，擠出頭的熱端則以230℃的溫度擠出PLA，拿著擠出頭的手安然無(wú)恙。


        開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)目標(biāo)是為X-Truder設(shè)計(jì)出緊湊的結(jié)構(gòu)，所以他們選擇了一個(gè)小的步進(jìn)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)線(xiàn)材。其線(xiàn)材驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)不使用螺栓和彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)牽引力，而是強(qiáng)制線(xiàn)材通過(guò)一個(gè)固定夾送輪間隙。Precision牌間隙片齒被切入電機(jī)直徑5mm的軸，從而提供足夠的牽引力，并避免撕裂。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還與空閑的線(xiàn)材保持脫離狀態(tài)，這意味著線(xiàn)材更容易安裝和卸載，即使是打印頭還在打印。David說(shuō)：“使用較小電機(jī)的一個(gè)有趣的好處是線(xiàn)材撕裂的現(xiàn)象幾乎不會(huì)出現(xiàn)。我們?cè)��?jīng)出現(xiàn)過(guò)噴嘴壓在打印床玻璃上或擠出機(jī)溫度過(guò)低不足以融化材料，電機(jī)只是彈出、失步。我們的電機(jī)具有充沛的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)材，但不足以撕裂線(xiàn)材或堵塞線(xiàn)材的路徑。”

        Praxis3D還在其18英寸長(zhǎng)的帶狀電纜組件中加上了額外的電路，允許創(chuàng)客們?cè)O(shè)計(jì)并在X-Truder上附加自己的配件，如打印床平整探測(cè)器、風(fēng)扇、伺服系統(tǒng)、終點(diǎn)擋塊等。為了簡(jiǎn)化打印頭與用戶(hù)自己定制的電子器件之間的連接，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還加上了一個(gè)PCB適配器。另外，打印頭上還裝有明亮的白色LED等用于工作區(qū)的照明。

        Praxis3D團(tuán)隊(duì)還解決了雙擠出機(jī)的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，即噴嘴阻力和與打印部件的碰撞問(wèn)題。為了避免這些情況，它們?cè)O(shè)計(jì)使噴嘴縮回或解除，這由一個(gè)金屬齒輪微伺服和凸輪裝置來(lái)完成。經(jīng)過(guò)幾輪原型的改進(jìn)，他們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)將噴嘴提升1mm左右，閑置的擠出頭距打印對(duì)象的距離大約等于4層的打印層厚。

        據(jù)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)稱(chēng)：“凸輪和伺服裝置是一個(gè)優(yōu)雅和簡(jiǎn)單的機(jī)械機(jī)構(gòu)，通過(guò)電子系統(tǒng)很容易控制，而且我們還沒(méi)有確定該機(jī)構(gòu)的使用壽命。我們建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以測(cè)試驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、回縮、和整個(gè)打印頭。我們擠出了成磅的PLA，每隔幾分鐘就切換一下打印頭，再加上加上加熱和冷卻周期。我們跑了6卷塑料線(xiàn)材，只是為了測(cè)試回縮伺服；我們通過(guò)程序運(yùn)行了10萬(wàn)次切換，隨后觀察了部件之間的銜接，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磨損�！�

        為簡(jiǎn)化X Truder在各種不同的3D打印機(jī)上的安裝，Praxis3D還專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一個(gè)Klix安裝支架，能夠牢固地和可重復(fù)安裝打印頭。該Klix安裝支架包括在X Truder里面。

        目前X-truder已經(jīng)在Kickstarter上發(fā)起了眾籌活動(dòng)，早期支持者的優(yōu)惠價(jià)格是250美元，包括X-truder頭組件，PCB接口和帶狀電纜。