Как получить точный филамент на выходе экструдера?

[nansen]

Какими способами можно получить точный филамент на выходе самодельной линии по его производству?

Упрощенно схема линии такова:
Экструдер->Блок охлаждения->Протяжка->Моталка

Экструдер служит для расплавления и выдавливания пластика
Блок охлаждения охлаждает филамент
Протяжка вытягивает филамент из сопла экструдера
Моталка наматывает на катушку

Мои мысли по этому поводу:

Для этого нужно получить примерно 2 условия:
1. Стабильное выдавливание ( постоянное кол-во пластика за еденицу времени)
2. Стабильное протягивание (постоянная скорость вытягивания прутка)

Если с пунктом №2 все понятно (шаговый двигатель обеспечивает стабильные обороты), то с пунктом №1 потяжелее будет, т.к. фракция исходного сырья может быть разной + шнек подает неодинаковое количество пластика за еденицу времени.

Есть дельные идеи по этой теме?

[Vikent]

Есть дельные идеи по этой теме?

Покурить информацию по теме работы промышленных экструдеров. Там и шнеки гораздо хитрее чем простое сверло для дерева, из которого делают шнеки в самодельных экструдерах, и несколько зон нагрева, и разный шаг гребней и разное сечение шнека по зонам с целью как раз обеспечить стабильность давления и подачи материала. И заданная температура по зонам сначала растёт от бункера к фильере, а перед фильерой понижается (захолаживание) с той же целью. Не всё так просто как кажется.

[Kaktus]

Насчет дельной не знаю, но как я понял у Грега чекается диаметр прутка и в зависимости от этого регулируется скорость намотки. https://youtu.be/-smcf5NWqv4

[Vikent]

чекается диаметр прутка и в зависимости от этого регулируется скорость намотки

Немного не так. Не намотки, а протяжки. Скорость намотки и так меняется постоянно, уменьшаясь по мере заполнения катушки (вместе с заполнением катушки растёт диаметр намотки, и соответственно длина окружности - длина прутка на один оборот катушки). А вот скорость протяжки почти постоянна и действительно устаканивается в зависимости от показаний толщиномера. Но если давление на выходе экструдера скачет, то мерять горбатый пруток, уже из него вышедший, и пытаться по этим горбам что-то корректировать практически бесполезно. Стабильность подачи и давления важна. На промышленных экструдерах, с их хитромудрыми шнеками, на выходе всегда датчики давления стоят. Их показания в числе прочих учитываются контроллером при расчёте оборотов шнека для стабильной подачи материала.
Узел протяжки на видео от Грега показан крупным планом с 0:44 (с двумя красными полиуретановыми роликами - подвилочными колёсами от гидравлической тележки, именуемой в народе "Рохля" ( на самом деле Rocla - по фирме, её выпускавшей)). А намотчик (с катушкой полуметровой ширины) показан чуть раньше.

[nansen]

Покурить информацию по теме работы промышленных экструдеров

Надо поискать книги по этой теме. Пока хотелось бы наладить производство на основе экструдера из сверла по дереву + одна зона нагрева.

Для стабильности экструзии в данном случае нужно:

1. Постоянство давления расплавленного пластика. Для этого нужно:
- Однородное сырье с кусками одинаковой фракции
- Контроль давления пластика со связью на электродвигатель экструдера по принципу "давление больше - обороты меньше" и наоборот.

2. Контроль диаметра прутка со связью на шаговый двигатель протяжки по принципу "толще пруток больше обороты"
Можно использовать электронный индикатор часового типа (имеет интерфейс RS-232) или электронную линейку.

Можно еще контролировать диаметр филамента на входе экструдера 3Д-принтера, РАМПС + Марлин некоторых версий допускают такую возможность.

у Грега чекается диаметр прутка

Хитрая у него там система контроля диаметра - оптическим методом. Работает, как я понимаю, примерно так:

Фотокамера фоткает n раз в секунду пруток, на выходе получаеться фото в виде белого фона с темной полосой посередине. Компьютер считает количество "темных" пикселей по вертикали, сравнивает с заданным значением (установленным по эталонному прутку) и дает определенное количество импульсов в сек. на драйвер ШД протяжки. Если пикселей больше (пруток толще) - кол-во импульсов в сек. больше (протягивать быстрее). И наоборот.

Создал бы такое, но знаний электроники и программирования не хватает... Может кто возьметься на общее благо?


Хотелось бы обойтись без хитромудрой автоматики. Например, использовать сопло экструдера для калибровки прутка, что бы он остывал непосредственно в сопле и выходил уже холодным и откалиброванным. Но для этого нужен материал сопла, к которому пластик абсолюно никак не липнет.

Прбовал ради эксперемента такое:
Трубка из иголки от большого шприца внутренним диаметром =1,8мм длина 20 мм. Пластик в ней застряет, т.к. намертво липнет к металлу.

[Vikent]

хотелось бы наладить производство

А Цель-то какая? Делать для себя? Не вижу смысла, разве что у Вас потоковое серийное производство печатных деталей с огромным расходом пластика (что уже само по себе странно, поскольку 3д печать больше для самодельщиков или прототипирования). Бизнес? Готовых производителей уже как грязи, конкуренция и всё такое. Хотя сам буквально сутки-двое назад буквально в постели перед отходом ко сну в уме просчитывал стоимость этой затеи. Как раз после прочтения Ваших постов и просмотра (очередного, поскольку уже видел его ранее) видео производства от Грега. Нет там особого изюма.

Для стабильности экструзии в данном случае нужно:
1. Постоянство давления расплавленного пластика. Для этого нужно:
- Однородное сырье с кусками одинаковой фракции

Мало. Куски, плавясь, превращаются в массу, которая занимает меньший объём - пока она в кусках, между ними много воздуха (погуглите понятие "насыпная плотность" по отношению к грануляту). Потому и меняют шаг гребней шнека и его сечение по зонам. Кстати, у Грега экструдер не похож на самоделку. Скорее всего взята готовая шнековая пара (шнек + цилиндр) от какого-то промышленного оборудования, в которой это учтено

- Контроль давления пластика...

И чем контролировать собираетесь? Оно в несколько раз больше чем к примеру в системе смазки ДВС. Датчиком давления масла из магазина автозапчастей отделаться не удастся.

Впрочем, люди делают экструдеры дендро-фекальным методом. Видел не одно такое видео, вот одно из них:
https://www.youtube.com/watch?v=NrexroHEQAc
Вот только нет возможности проверить качество и стабильность качества прутка, который они получают.

А толщиномер можно и по-другому сделать. Не обязательно оптический.

... использовать сопло экструдера для калибровки прутка, что бы он остывал непосредственно в сопле и выходил уже холодным и откалиброванным. Но для этого нужен материал сопла, к которому пластик абсолютно никак не липнет.

А ещё он должен быть очень износостойким. Увы, не знаю такого.

[nansen]

А Цель-то какая?

Иметь практически бесплатный филамент путем переработки б.у. пластика. Крупносерийное производство налаживать не собираюсь.

чем контролировать собираетесь?

Пока еще контролировать давление ничем не собираюсь. Однородное сырье + стабильные обороты на первых порах сойдет.

[Vikent]

Однородное сырье + стабильные обороты на первых порах сойдет

Что ж. Поделитесь результатом, когда запуститесь. Будет интересно посмотреть на технические решения.

[nansen]

Где в интернете можно найти пример реально работающей дробилки для пластика? Которая подошла бы для экструдера филамента.
На входе части корпусов оргтехники, на выходе - дробленка пластика в виде гранул несколько мм диаметром.
Эксперементирую с разными вариантами дробилок - пока ничего не выходит путнего.

Что для экструдера лучше - гранула или стружка?

Сколько раз можно переплавлять (без перегрева) АБС и полистирол? Можно ли это делать многократно без потери свойств?

[Vikent]

пример реально работающей дробилки для пластика

Это не комнатные агрегаты. Вот пример:
https://www.waste.ru/modules/equipment/ ... itemid=207
У меня на работе как раз такой агрегат пылится без дела. Некомплектный, правда. Фракционная решётка отсутствует. Потому и не используется.

На входе части корпусов оргтехники

Даже для такого немаленького агрегата, как по ссылке выше, их ломать (пилить) на части придётся. По входу ограничения на 150х150 мм (см. характеристики по ссылке).

Что для экструдера лучше - гранула или стружка?

Из этих двух вариантов - гранула.

Можно ли это делать многократно без потери свойств?

Нельзя.

[nansen]

такой агрегат

Какой там принцип работы? Фото внутренностей есть?
Дробилка необязательно "квартирного" уровня, можно "гаражного".

ломать (пилить) на части придётся

Это само собой разумеется. Исходная фракция - пластины в несколько см. размером. (б.у. пластик в основном листовой идет).

Из этих двух вариантов - гранула.

А чем гранула лучше? Есть дробилка, котрая более-менее нормальную стружку дает.

Нельзя

Раз 20, думаю, точно нельзя. А раза 2-3 сойдет?
Есль мысль собрать гранулятор. Что-то типа автомобильного циллиндра с поршнем, в который накидываеться ломаный пластик, выдавливаеться через сито от мясорубки, охлаждается и шинкуется. На выходе нормальная гранула (или "колбаса" миллиметров 20 диаметром, перегонять которую на стружку удобнее чем просто куски в виде полос).

[Vikent]

Фото внутренностей есть?

Вроде были на рабочем компе. Не уверен. В понедельник гляну, если не забуду.

Какой там принцип работы?

Горизонтальный барабан с ножами. Напоминает фуганок. Под ним фракционная решётка - пластина с отверстиями, в размер желаемой фракции. Примерно как пластина с дырками у мясорубки, только квадратная и гораздо больших размеров. Сверху закидывается лом пластика. Назад он выпрыгнуть не может - "горло" длинное. Крутится над решёткой, переиалываясь ножами как в кофемолке. Кусочки, ставшие меньше отверстий в решётке, ссыпаются через них вниз, а остальное продолжает крутиться и перемалываться.

стружку

Давайте уточним: стружка (лентами-завитушкамт, как волосы у Буратино в советском ыильме-сказке), или опилки (пыль)? Волосы не пойдут. Малая плотность при большой площади. Плохое наполнение цилиндра будет, давление не получится стабильно держать. Плюс риск попадания такой ленты в зазор между стенкой цилиндра и гребнем шнека с заклиниванием, если это произойдёт в холодной зоне загрузки, где ещё нет плавления.

А раза 2-3 сойдет?

для литья может быть и сойдёт. При производстве плёнки обычно не более 30 % вторички добавляют, и то только из своих же отходов того же вида сырья. Хотя бывает и полностью из вторяка гонят. Зависит от назначения и требуемого уровня качества. Ну и добавки вводят для улучшения качества (компенсировать деградацию полимера от многократного нагрева). В этой химии я не сильно разбираюсь, это вотчина технолога..

Есль мысль собрать гранулятор....

Это работает вообще не так, как Вы описали. Грануляторы тоже с шнеками работают, а не с поршнями.
Наберите в поиске "гранулятор стренговый". Выдавленные шнеком через фильеру макаронины охлаждаются в ванне с водой, и рубятся ножами на гранулы. Есть вариант, где рубка происходит прямо на фильтре, причём тоже с водой, или без неё, с воздушным охлаждением. Могу фото и видео "сухого". гранулятора с работы скинуть. Если напомните в понедельник.
Но такой путь - добавление в цепочку лишнего "передела" - нагрева/охлаждения, ухудшающего свойства полимера. Рубить на гранулы одну макаронину, чтобы тут же из них сделать другую. Смысл?