玻璃喷嘴背后的目的是什么?

3D打印 喷嘴
2021-05-09 03:47:48

因此,在进行一些研究时,我偶然发现了几年前关于 reprap 的一个wiki 页面,其中用户正在创建一个玻璃喷嘴来替换黄铜和 PTFE 组件。1

有谁知道这背后的理论?玻璃是一种很好的绝缘体,所以我可以看到它对热断裂部分有什么好处,但我看不出它如何适用于喷嘴,因为它通常是黄铜,是良好的导体。

当然,玻璃需要更多的能量来加热?

顺便说一句,我看到过类似的项目使用陶瓷代替。

4个回答

首先,这不是玻璃喷嘴,而是整体的热端设计。一个超级简单的。

玻璃与陶瓷一样,不是良好的热导体,但具有相当好的热阻 - 它仅在 1600 °C 左右熔化,这意味着您根本不必对抗灯丝路径本身的熔化或翘曲 - 加热器铜金属丝会在 1084°C 左右熔化,因此比玻璃和大多数可印刷塑料在 400°C 以下开始分解。

在结构方面,这种设计有一些好处:

  • 由于设计和材料特性,该热端不需要散热片,根本不需要“冷端”。
  • 整个热端是一个坚固的部件,使其几乎成为“即插即用”的项目并防止泄漏。
  • 玻璃具有极强的耐磨性。这意味着玻璃喷嘴可用于非常长的碳纤维灯丝等材料。
  • 可以使用相当简单的设备(例如燃烧器和一些技能)熔化、修复和修改玻璃。
  • 玻璃可以很容易地清理到医疗和食品级机器等级。热端组件的简单性使其可以作为一个整体进行高压灭菌。

但它有一些缺点:

  • 玻璃易碎,不易受侧向力和尖锐冲击。换句话说:小心处理。
  • 由于玻璃是绝缘体,因此热端内部的温度将低于外部。
    • 一个相当薄壁的熔体区可以在一定程度上缓解这个问题,但它更容易破裂
    • 绝缘行为意味着,熔体区必须以尽可能小的未加热区域直接进入喷嘴,以防止熔融塑料再次在喷嘴内凝固。
  • 用玻璃制造合适尺寸的喷嘴所需的技能是巨大的。

陶瓷我能理解 - 非常强大,热范围能力强。玻璃不是那么多 - 你至少需要一些非常小心的退火。
在任何一种情况下,材料都比黄铜甚至钢硬得多,因此您可以根据需要使用更坚固的工具来疏通堵塞等。如果您使用含有木材或金属颗粒的材料,则玻璃/陶瓷尖端比黄铜更不容易降解。

顺便说一句,玻璃作为热绝缘体意味着它可能需要更长的时间来加热,但所需能量可能更少。玻璃的比热约为 0.84 J/gm-K。与 0.38 的黄铜相比,但请记住黄铜与玻璃相比,将热量散发到空气中的速率。在任何一种情况下,与热端组件的热质量相比,能量都很小。

玻璃喷嘴可能对带有金属颗粒的磨料丝有益,这些金属颗粒会磨损黄铜。由于玻璃可以很容易地用标准的 DIY 工具塑造成喷嘴,这可能是一个有趣的项目。

Olsson Ruby 喷嘴是用于具有极端磨蚀性的长丝的商业喷嘴。这些设计用于在其中容纳实际的红宝石,尽管红宝石可能不适用于 DIY 喷嘴。

玻璃喷嘴是为了能够看到塑料灯丝熔化并看到在收缩过程中发生了什么。我也使用玻璃喷嘴将塑料加热到刚好低于熔点,然后使用 LED 激光器(大约 10 瓦)通过喷嘴加热塑料的尖端,使其达到最终熔化的温度。事实证明它是不需要的,激光浪费了大量的能量作为热量。