اکسترودر ( Extruder ): کلد اند ( Cold End )

اکسترودر پرینتر سه بعدی، از بخش هایی تشکیل شده است که حرکت و پروسه ذوب فیلامنت را کنترل می کند.

اغلب مردم فکر می کنند؛ اکسترودر "فقط" یک موتور و قطعات مرتبط با آن است که فیلامنت را نگه می دارد و حرکت می دهد. درحالی که برخی دیگر هات اند ( محل ذوب شدن و رسوب گذاری فیلامنت ) را اکسترودر می دانند. اکسترودر شامل سه بخش: کلد اند، هات اند و نازل است.

برای ساده سازی، ما کل مجموعه را اکسترودر در نظر می گیریم. توضیح اکسترودر نیاز به یک نگاه دقیق به دو اسمبلی مهم دارد؛ که به آن ها، کُلد اند ( cold end ) و هات اند ( hot end ) گفته می شود.

Cold end

همان طور که از اسمش مشخص است کُلد اند، سرد است. کُلد اند به قسمت های بالایی اکسترودر پرینتر سه بعدی گفته می شود، جایی که فیلامنت تغذیه می شود و به هات اند ( بخش پایینی سیستم اکسترودر پرینتر سه بعدی ) برای ذوب و اکسترود بر روی صفحه چاپ فرستاده می شود.

طراحی و موقعیت کُلد اند پرینتر سه بعدی شما به نوع اکسترودر ( مستقیم یا Bowden ) بستگی دارد. که  کُلد اند، فیلامنت را به مقدار مناسب داخل هد چاپ ( اصطلاحی برای کل اسمبلی که حرکت می کند تا فیلامنت را بر روی صفحه چاپ دیپوز کند ) می فرستد تا هات اند آن را ذوب کند و به صورت لایه های نازک برای ساخت قطعه بیرون بیاید.

کُلد اند، شامل یک موتور و چرخ دنده است که بسته به نوع اکسترودر، بر روی قاب پرینتر یا هد چاپ نصب شده است. علاوه بر این ممکن است یک لوله PTFE برای هدایت فیلامنت به هات اند نصب شده باشد ( این لوله در اکسترودر Bowden ضروری است ).

کُلد اند معمولا شامل: یک موتور استپر ( stepper motor ) برای حرکت دادن فیلامنت ( تصویر آن را در بالا مشاهده می کنید که با یک چرخ دنده فلزی اسمبل شده است )، چرخ دنده که روی شفت موتور برای انتقال حرکت نصب شده است، یک هرزگرد فنری ( معمولا نوعی یاتاقان ) برای کاهش فشار فیلامنت، یک بلبرینگ شیار دار، و یک لوله PTFE برای هدایت فیلامنت در مسیر.

در بالا مفصل ترین شرح از کُلد اند در اکسترودر پرینتر سه بعدی را مشاهده کردیم. اگرچه، تنوع زیادی در کارکرد اکسترودر و شرایط خاصی که می توان بر طرح های مختلف اعمال کرد، موقعیت پرینتر، و پیچیدگی انتقال قدرت از موتور استپر به فیلامنت وجود دارد.

موتور استپر ( ساده و کوچک اما موثر )، حرکت و اکسترود را در اکثر پرینتر های سه بعدی کنترل می کند به جز بعضی از پرینتر های سه بعدی مدرن رو میزی. موتور استپر یک موتور DC بدون جاروبک است که دقت بسیار بالای در انجام حرکت های کوچک و انتقال کامل گشتاور در سرعت های کم دارد. و این دقیقا چیزی است که برای تحویل مقدار دقیق فیلامنت به هات اند نیاز داریم.

اما تنها موتور استپر برای تغذیه فیلامنت به هات اند کافی نیست. قطعاتی به شفت محرک موتور استپر متصل شده اند و با آن کار می کنند لازم است فیلامنت را به صورت فیزیکی گرفته و در طول مسیرش به هات اند تحویل دهند.

ساده ترین و معمول ترین اکسترودر یک چرخ دنده دارد که مستقیما، روی شفت موتور برای گرفتن و تغذیه فیلامنت نصب شده است. که به عنوان direct drive شناخته می شود. همچنین استفاده از چرخ دنده برای تغییر گشتاور اعمال شده به فیلامنت غیر معمول نیست.

اینکه چقدر از مسیر فیلامنت در کُلد اند محدود شده باشد، بر نحوه پرینت تاثیر می گذارد. ( مخصوصا در مورد مواد انعطاف پذیر ) در حالی که فیلامنت از بین چندین جز سازنده کُلد اند و هات اند می گذرد، وجود فاصبه هوایی در بین شکاف های مسیر محدود شده، باعث خم شدن یا برگشتن فیلامنت می شود. اگر قصد دارید که با مواد منعطف یا سرعت بالا پروسه پرینت را انجام دهید لازم است بدانید که مسیر حرکت فیلامنت شما در کل سیستم اکسترودر محدود است یا خیر. این بدان معناست که کانال ها و لوله ها را مستقیما بر روی چرخ دنده تغذیه فیلامنت قرار دهید. 

برای دیدن مطالب "هات اند" کلیک کنید.