Refroidissement du PTFE

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Jacques
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Je suis parti d'un constat, le PTFE s'abime à cause de la température.
En regardant de plus près j'ai constaté que la température en haut en la buse n'était pas si haute en fonctionnement normal, mais c'est sans compter sur les rétractations.
En effet, le fait de remonter le fil à 200° dans le PTFE augmente considérablement la température du haut de la buse déformant le PTFE à cette occasion.
J'ai donc modifié l'embout de refroidissement du PLA afin d'y ajouter un conduit supplémentaire chargé de refroidir le haut de la buse.
Le problème était de ne pas perdre l'efficacité première du système.

En y regardant de plus près on s'aperçoit que la ventilation est obstruée par le guide vis qui ne sert finalement à rien.
Tobera.JPG
Tobera.JPG (32.17 Kio) Consulté 17534 fois
J'ai donc supprimé ce tube et gagné près de 50% d'efficacité
Tobera2.JPG
Tobera2.JPG (29.75 Kio) Consulté 17534 fois
J'ai ensuite créé une cloison et un nouveau déflecteur qui conduit de l'air en haut de la buse au niveau de ailettes du tube en inox.
Tobera3.JPG
Tobera3.JPG (45.04 Kio) Consulté 17534 fois
Au final nous avons ce dessin
Tobera4.JPG
Tobera4.JPG (25.97 Kio) Consulté 17534 fois
Et pour finir en situation
20160529_104104.jpg
Tobera5.JPG
A l'usage, le tube inox qui est chauffé par conduction mais aussi par convection est bien refroidi par le petit courant d'air qui circule en haut de la buse. On sent l'air chaud en mettant le doigt derrière le tube inox.
On note également un courant d'air bien plus important sous la buse.

Je dois donc faire des mesures afin de vérifier l'efficacité du refroidissement de la zone froide. Ce système devrait offrir une longévité plus importante au PTFE mais aussi devrait faciliter l'insertion et le retrait du fil en ayant une barrière plus franche entre la partie chaude et froide.
Le revers de la médaille c'est que ca refroidit beaucoup la buse, je risque donc de ne pas avoir une température constante si j'imprime vite avec des couches à 300µ.

Je vais donc étudier un déflecteur qui aura pour but de ne pas laisser l'air refroidir le bout en laiton.
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Du coup, j'ai une question :

pourquoi l'ouverture de l'évent de ventilation d'origine est-il aussi large (presque 2cm) ?
Le but n'est-il pas de refroidir le filament à sa sortie de l'embout de buse ?
Si c'est le cas, un évent de 5 mm pourrait suffire avec du coup un débit beaucoup plus important, voir même une température abaissée par la compression/décompression.

Qu'en pensez vous ?
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Augmenter la pression risquerait de dévier le fil lors des ponts. Je pense que l'idée est de créer un tapis d'air pour tenter de refroidir sur un temps plus long ce qui vient d'être imprimé.
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jolie realisation :ymapplause:
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Jacques
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Place maintenant aux mesures.
C'est bien de supposer mais pas suffisant, des mesures peuvent confirmer ou infirmer l'efficacité du refroidissement du PTFE.
J'ai donc fabriqué une sonde et un enregistreur à base d'arduino. Le but est de mesurer la température du tube inox au niveau de la base du PTFE et de voir l'incidence de la ventilation sur sa température.

Le montage
La sonde
La sonde
Sonde.JPG (35.97 Kio) Consulté 17289 fois
La sonde est une capsule en verre qui est intégrée dans un tube laiton aplati au bout afin de s'insérer entre les ailettes. Un tube PTFE l'entoure afin de l'isoler thermiquement de la partie chaude et de ne mesurer que le tube inox. Un peu de pate thermique et on le rentre entre les ailettes en force.
En situation
En situation
Sonde tobera.JPG (64.24 Kio) Consulté 17289 fois
Le principe du refroidissement. La mesure se fait à l'arrière du tube de facon à ne pas influencer le refroidissement
En détail
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Les mesures
Trois tests ont été effectués avec un même G-code d'une heure d'impression
- test buse origine avec ventilation 100% à dès la deuxième couche
- test buse modifiée avec ventilation 100% à dès la deuxième couche
- test buse modifiée avec ventilation 60% à dès la deuxième couche
courbeTobera.png
courbeTobera.png (52.07 Kio) Consulté 17288 fois
On remarque plusieurs choses
Le début d'impression sans refroidissement de la buse entraine une surchauffe du tube inox. Il y a donc une conduction de chaleur en périphérie de la buse car en ne refroidissant que le bas, la température haute est aussi influencée (début de courbe)
En fin d'impression la température du tube monte car à ce moment la tête ne bouge pratiquement plus et il y a de nombreuses rétractations. La ventilation haute est plus efficace à ce moment en créant un courant d'air permanent.
On constate une baisse d'environ 10° du tube pour une ventilation de 100% et 7° à 60%.
Cette baisse est relativement faible mais à cette température de fonctionnement on peut imaginer que le PTFE tiendra plus longtemps et en particulier si la tête bouge très peu.
Sachant que la buse souffle maintenant "trop" fort, la cloison qui guide l'air vers le haut mériterait d'être décalée pour laisser passer plus d'air en haut.
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Joli boulot très riche en enseignement.
Cela tombe super bien car je me pose des questions sur la fiabilité de mon système sur ma Sparlcube Xl.
J'ai des problèmes d'extrusion dus surement à une usure précoce du tube PTFE et des températures d'extrusion trop élevées. D'où également l'intérêt de bien choisir le type de thermistor dans le firmware et d'effectuer un "PID temp". Je crois que sur ce point là j'ai fait des erreurs (matériel chinois avec description inexistante ou fausse)
Merci ;)
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Une dernière mesure avec la buse modifiée pour souffler plus d'air en haut de buse.
Compte tenu de la puissance (trop) importante de cette nouvelle buse de refroidissement, j'ai doublé la largeur de la partie qui souffle vers le haut.
Sur la courbe en violet on voit bien l'effet positif que ca apporte. Je ne m'explique pas véritablement la bosse en milieu d'impression (+5°), peut être en rapport avec la régulation thermique de la Witbox.
Courbe temperature V3.JPG
Courbe temperature V3.JPG (87.99 Kio) Consulté 17231 fois
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La version 3
ToberaMagV3.JPG
ToberaMagV3.JPG (36.68 Kio) Consulté 17226 fois
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Merci pour la V3, je l'imprime dès demain.

Hmmmm.... En y regardant de plus près, y a plus d'emplacement pour la vis ???
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Cette version a un aimant pour la monter sans vis.
Il faut suivre un peu les évolutions :sheldon:
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Bonjour,

J'ai repris l'idée de Jacques ^:)^ mais j'ai gardé la vis ( j'avais pas d'aimant sous la main) , je suis en train de tester ma version qui a un design un peu différent.

http://www.thingiverse.com/thing:1901163
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C'est pas mal, bravo !
En descendant vers le bas j'évitais au maximum de contrarier le flux d'air afin de limiter le bruit.
L'idée aussi était de pouvoir l'imprimer sans trop de supports
Bon, à voir lequel des 2 est le plus efficace :senpai:
Sinon il fallait proposer depuis mon dessin un "remix". De cette façon on peut suivre son évolution.
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cette version est t'elle un peut moin bruyante car celle de Jacques siffle un peut :cheese:
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Ma buse ne siffle pas :sheldon:
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