تعمیر و نگهداری هات اند و اجزای آن
هات اند یکی از مهم‌ترین بخش‌های پرینترهای FFF هست و معمولاً هم بیشتر از بقیه قطعات دچار استهلاک میشه. پس اینکه هر از گاهی حال و روزش رو بررسی کنیم و یه سرویس روتین انجام بدیم خیلی مهمه.
هات اندها انواع مختلفی دارن؛ بعضیاشون تکی هستن مثل E3D V6، بعضی‌هاشون هم داخل یه پک کامل و فشرده هستن مثل Hemera یا LGX FF. ولی در کل همه‌شون چند تا قطعه اصلی دارن که توی همه مدل‌ها مشترکن.
قطعات اصلی هات اند ایناست:
نازل (Nozzle): همون قسمتیه که مواد مذاب ازش بیرون میاد و چاپ میشه.
هیتر کارتریج (Heater Cartridge): یه مقاومت گرماییه که وظیفه‌ش گرم کردن بلوک گرماییه.
سنسور دما (Temperature Sensor): مدل‌های مختلفی داره مثل ترمیستور، ترموکوپل، PT100 و… کارش اینه که دمای بلوک گرم‌کننده رو اندازه‌گیری کنه.
بلوک گرمایی (Heating Block): این قطعه گرما رو به نازل و قسمت داغ «هیت‌بریک» منتقل می‌کنه.
هیت‌بریک (Heat Break): این قطعه وظیفه داره فیلامنت رو تا نازل هدایت کنه بدون اینکه زودتر از موعد ذوب بشه. یه طرفش داغه، یه طرفش سرده و کیفیت انتقال حرارتش خیلی توی کارکرد درست هات اند تاثیر داره. دو نوع داره: فلزی کامل (all-metal) که دماهای بالا رو تحمل می‌کنه ولی اگه درست خنک نشه، گرما بالا میزنه؛ و نوع دیگه‌ش که یه لوله PTFE توش داره، اصطکاک رو کم می‌کنه و نمی‌ذاره فیلامنت زود ذوب شه، ولی برای دماهای بالای ۲۶۵ درجه مناسب نیست.
هیت‌سینک (Heat Sink): این قطعه وظیفه داره هیت‌بریک رو خنک کنه تا قسمت‌های داغ و سرد از هم جدا بمونن. بعضیاش پسیون (بدون فن)، بعضیاش هم فعالن (با فن).
برای اینکه هات اند درست کار کنه، لازمه هر از گاهی همه این قطعات و نحوه بسته شدنشون رو چک کنیم تا مطمئن بشیم مشکلی پیش نیومده. ما در بخش آموزش های 3d Parsi مطلبی تحت عنوان “چطور هات اند مناسب برای پرینتر سه بعدی انتخاب کنیم؟” منتشر کردیم که میتونه خیلی به شما برای انتخاب هات اند خوب کمک کنه.
نازل (Nozzle)
نازل یه قطعه مصرفی توی پرینتر سه بعدیه، یعنی عمر مفیدش محدوده و بعد از یه مدت باید عوضش کرد. وقتی نازل ساییده میشه، قطر خروجی مواد بیشتر میشه و طول نازل هم کمتر میشه، که باعث میشه مواد به‌درستی خارج نشن و کیفیت سطح قطعات چاپ‌شده پایین بیاد.
چند تا چیز هست که باعث میشه نازل زودتر خراب بشه. مهم‌ترینش استفاده از فیلامنت‌های کامپوزیتیه. این نوع فیلامنت‌ها که توشون الیاف یا ذرات ریز هست (مثل فیبرکربن، الیاف شیشه، ذرات فلزی یا سرامیکی، یا فیلامنت‌های شب‌تاب)، خیلی ساینده‌ان و دیواره‌ی داخلی نازل رو حسابی می‌سابن.
جنس خود نازل هم تأثیر زیادی روی دوامش داره. جنس‌های رایج نازل شامل این موارده:
- برنجی (Brass): عمرش خیلی کمه، حتی با فیلامنت‌های معمولی هم زود خراب میشه. بهتره زود به زود عوضش کنین تا کیفیت چاپ افت نکنه.
- برنج یا مس با روکش نیکل: روکش نیکل باعث میشه سطح نازل سخت‌تر بشه و دیرتر ساییده بشه. با فیلامنت‌های معمولی خیلی خوب جواب می‌ده و با مواد ساینده هم بد نیست.
- استیل ضد زنگ (Stainless steel): معمولاً برای مصارف پزشکی یا غذایی استفاده میشه، ولی با فیلامنت‌های معمولی دوام خوبی داره. با مواد ساینده دوامش متوسطه ولی انتخاب خیلی خوبی نیست.
- فولاد سخت‌کاری‌شده (Hardened steel) یا مشابه: برای فیلامنت‌های ساینده خوبه و با مواد معمولی هم خیلی خوب جواب می‌ده. تنها مشکلش اینه که سطح زبری داره و ممکنه کیفیت چاپ مثل بقیه نباشه، مگر اینکه یه روکش خاص داشته باشه که اونم بعضی مدل‌ها دارن.
- نوک یاقوتی (Ruby tip): یاقوت خیلی سخته و تقریباً ساییده نمی‌شه. فقط نوک نازل از یاقوته و بقیه‌اش برنجیه. با فیلامنت‌های معمولی و ساینده دوام زیادی داره و کیفیتش تا آخر ثابت می‌مونه. فقط وقتی که قسمت برنجی اونقدر ساییده شه که نوک یاقوت بیفته، باید عوضش کنین.
اینکه نازل هر چند وقت یه‌بار باید عوض شه بستگی به فیلامنت و دمای چاپ داره، ولی یه حدودی میشه گفت:
نازل برنجی:
- با مواد معمولی: هر ۲۰۰ ساعت یه بار عوض شه.
- با مواد ساینده: اصلاً توصیه نمی‌شه.
برنج یا مس با روکش نیکل:
- با مواد معمولی: هر ۱۰۰۰ ساعت.
- با مواد ساینده: هر ۱۰۰ ساعت.
استیل ضد زنگ:
- با مواد معمولی: هر ۱۰۰۰ ساعت.
- با مواد ساینده: هر ۱۰۰ ساعت.
فولاد سخت‌کاری‌شده:
- با مواد معمولی: پیشنهاد نمی‌شه.
- با مواد ساینده: هر ۴۰۰ ساعت.
نوک یاقوتی:
- با همه نوع فیلامنت: تا وقتی نوک یاقوت نیفته، نیازی به تعویض نیست.
همچنین مطالعه کنید: لیست کامل مشکلات پرینتر سه بعدی
کارتریج گرم‌کن (Heater Cartridge)
یکی از رایج‌ترین خرابی‌ها توی کارتریج گرم‌کن، مشکل اتصالاتشه. سیم‌هایی که وارد کارتریج می‌شن معمولاً با روکش‌های پلاستیکی مقاوم در برابر حرارت محافظت می‌شن. اما این روکش‌ها با گذشت زمان و استفاده زیاد خراب می‌شن و سیم فلزی داخلشون پیدا میشه. به محض اینکه این ساییدگی و آسیب معلوم شد، باید فوراً کارتریج رو عوض کرد. چون اگر عایق سیم از بین بره، ممکنه اتصال کوتاه، آتش‌سوزی یا حتی آسیب جدی برای کاربر پیش بیاد.
سنسور دما (Temperature Sensor)
دقیقاً مثل کارتریج گرم‌کن، حساس‌ترین قسمت این قطعه هم اتصالاتشه. اگه سیم یا محل اتصالش آسیب ببینه، دمایی که نشون می‌ده اشتباه و بالا پایین میشه. اگه سیم کامل پاره شه، عدد دما قفل می‌کنه روی بیشترین مقدار. بهتره مرتب اتصالاتشو چک کنین تا مشکلی پیش نیاد.
بلوک گرم‌کن (Heater Block)
این قسمت نیاز به نگهداری خاصی نداره، ولی باید همیشه تمیز نگهش دارین. چون وقتی پلاستیک دورش جمع میشه، ممکنه موقع چاپ جدا شه و بچسبه به قطعه، که باعث میشه هم ظاهرش بد بشه، هم شاید چاپ خراب شه. استفاده از روکش‌های سیلیکونی یا اسپری ضد چسبندگی میتونه کمک کنه بلوک تمیز بمونه، مخصوصاً موقع کار با مواد چسبنده مثل PETG. اگه از روکش سیلیکونی استفاده می‌کنین، بهتره هر از گاهی درش بیارین و تمیزش کنین و وقتی دیدین داره خراب میشه، عوضش کنین. روکش‌های ضد چسبندگی هم باید هر ۲ یا ۳ بار چاپ دوباره زده بشن.
هیت‌بریک (Heatbreak)
اگه هیت‌بریک فلزی کامل دارین، نیاز به نگهداری خاصی نداره. ولی اگه با مواد ساینده زیاد کار می‌کنین، هر ۵۰۰ ساعت استفاده یه بار بازش کنین و داخلش رو بررسی کنین. به‌محض اینکه نشونه‌های ساییدگی دیدین، باید عوضش کنین.
اگه هیت‌بریک‌تون یه قطعه PTFE (اون لوله سفید رنگ) داخلش داره، این قطعه مستقیماً ساییده میشه. باید اینجوری تعویض بشه:
- با PLA: هر ۵۰۰ ساعت یه بار
- با ABS یا PETG: هر ۳۰۰ ساعت
- با مواد ساینده: هر ۸۰ ساعت
هیت‌سینک (Heatsink)
هیت‌بریک معمولاً به یه سیستم خنک‌کننده وصل میشه که یا منفعل (یه هیت‌سینک پره‌دار) یا فعال (پره‌دار + فن) هست. این بخش باید بتونه خوب گرما رو از قسمت سرد هیت‌بریک خارج کنه، وگرنه باعث میشه فیلامنت زودتر نرم بشه و گیر کنه، چیزی که بهش می‌گن “Heat Creep”. این مشکل بیشتر وقتایی پیش میاد که با PLA توی نازل فلزی کار می‌کنین.
برای اینکه خنک‌کنندگی درست انجام بشه، باید بین هیت‌بریک و هیت‌سینک خمیر حرارتی بزنید. خمیرهایی که خاصیت ضد چسبندگی هم دارن، مثل بورون نیترید، خیلی خوبن چون موقع باز کردن و تعمیرات بعدی راحت‌تر جدا می‌شن.
اگه فن دارین (خنک‌کننده فعال)، باید قبل از شروع چاپ مطمئن بشین که فن روشن میشه. بعضی پرینترها طوری طراحی شدن که فن فقط وقتی دما به ۵۰ یا ۱۰۰ درجه می‌رسه روشن میشه، پس اینو در نظر داشته باشین. مقاله ای تحت عنوان جلوگیری از داغ شدن پرینتر سه بعدی منتشر کردیم که برای رفع مشکل داغ شدن پرینتر سه بعدی میتونه کمک کنه.
مونتاژ (Assembly)
چون هر قسمت از هات اند (hotend) از جنس متفاوتیه و جنس‌های مختلف توی گرما و سرما اندازه‌شون با سرعت‌های متفاوت تغییر می‌کنه، ممکنه اتصالاتش به مرور با تغییر دما شل بشن. واسه همین خوبه که هر دو سه هفته یه بار همه پیچ‌ها و قطعات هات اند رو چک کنی که سفت و درست سر جاشون باشن.
اگه نازل شل شده باشه، باید وقتی که نازل داغه، دوباره سفتش کنی. خیلی مهمه که نازل و هیت‌بریک خوب به هم چسبیده باشن. چون اگه حتی یه فاصله کوچیک بینشون باشه، مواد مذاب از همونجا نشت می‌کنه و ممکنه هات اند رو خراب کنه.
واسه اینکه زیادی سفت نکنی و رزوه‌ی بلوک حرارتی خراب نشه، بهتره عدد گشتاور سفت‌کردن (Torque) رو از دفترچه‌ی سازنده بخونی. مثلاً شرکت E3D گفته گشتاور مناسب برای نازل‌هاش ۳ نیوتن‌متره و Slice Engineering گفته ۱.۵ نیوتن‌متر. اگه اطلاعاتی از سازنده نداری، بین ۱ تا ۲ نیوتن‌متر خوبه.
یادت نره پیچ‌هایی که کارتریج گرم‌کن و سنسور دما رو نگه می‌دارن هم باید بررسی بشن که شل نشده باشن.
ترکیب قطعات مختلف (System Mixing)
همیشه از قطعات یدکی اصل استفاده کن، یا حداقل از همون برند و همون مدل باشن. ممکنه بعضی قطعات از نظر نوع رزوه شبیه هم باشن، ولی اندازه و طولشون با هم فرق داره. قطعات هات اند طوری طراحی شدن که فقط با اجزای خودشون خوب کار کنن. ترکیب قطعات مختلف از برندهای متفاوت ممکنه باعث بشه هات اند درست کار نکنه یا حتی آسیب ببینه.
تعویض فیلامنت (Material Changes)
وقتی یه نوع فیلامنت رو از هات اند درمیاری، همیشه یه مقدار از اون توی نازل باقی می‌مونه. اگه بعدش یه فیلامنت دیگه با دمای چاپ پایین‌تر بندازی، اون تیکه‌های قبلی که هنوز ذوب نشده‌ان، گیر می‌کنن و باعث گرفتگی می‌شن.
واسه همین، هر وقت می‌خوای فیلامنت عوض کنی، باید هات اند رو با فیلامنت تمیزکننده (cleaning filament) پاک کنی. معمولاً حدود ۵۰۰ تا ۸۰۰ میلی‌متر از فیلامنت تمیزکننده باید توی دمایی حدود ۱۰ درجه بیشتر از آخرین فیلامنت استفاده‌شده، از نازل رد بشه.
فن لایه (Layer Fan)
فن لایه، خودش جزو هات اند نیست ولی معمولاً کنارش نصبه. اگه جای فن درست نباشه و بادشو مستقیم بزنه به بلوک گرم‌کن، باعث میشه دمای هات اند بیاد پایین یا مدام بالا و پایین بره. این باعث میشه یا دمای واقعی به دمای تنظیم‌شده نرسه، یا پرینتر ارور دما بده.
تو این جور مواقع خوبه یه تست بزنی و یه پرینت رو بدون روشن بودن فن لایه انجام بدی، ببینی مشکل از سنسور دماست یا از جای اشتباه فن.
🔥🔥🔥 برای یادگیری پرینت سه بعدی از صفحه ویدیوهای آموزشی پرینتر سه بعدی استفاده نمایید.
ورود فیلامنت
یکی از جاهایی که ممکنه گرد و خاک وارد هات اند بشه، همون محل ورود فیلامنت به هات اند هست. توی سیستم‌های Bowden (که فیلامنت از طریق یه لوله‌ی PTFE به هات اند می‌رسه)، معمولاً ورودی محافظت شده‌ست و خیلی کم پیش میاد که گرد و خاک وارد بشه. ولی توی پرینترهایی که اکسترودر مستقیم دارن، ورودی فیلامنت معمولاً بازه و احتمال ورود گرد و خاک به داخل زیاده.
توی این موارد، بهتره همیشه فیلامنت رو از قرقره تا اکسترودر از داخل یه لوله‌ی PTFE رد کنی. ورود گرد و خاک به هات اند یکی از دلایل رایج گرفتگیه. اگه اطلاعاتت درباره اکسترودر کمه مقاله مربوط به آموزش اکسترودر پرینتر سه بعدی را حتماً مطالعه کن.
همین‌طور بهتره قرقره‌های فیلامنت رو تمیز نگه داری و نذاری خاک روشون بشینه. اگه پرینتر محافظ نداره، قرقره‌ها رو الکی روی نگهدارنده‌ی پرینتر رها نکن؛ بذارشون توی کیسه‌های زیپ‌دار یا جعبه‌های دربسته.
پرینترهایی با چند تا هات اند
اگه پرینترت چند تا هات اند داره، باید جای نسبی‌شون رو نسبت به هم تنظیم کنی.
اول از همه، باید مطمئن شی که ارتفاع همه هات اندها از سطح چاپ یکسانه. برای این کار، اول هات اند اصلی رو ثابت کن و سطح پرینت رو با اون تراز کن. بعدش باید ارتفاع بقیه هات اندها رو طوری تنظیم کنی که هم‌سطح هات اند اصلی بشن. اینکه دقیقاً چطوری ارتفاع رو تنظیم کنی بستگی به مدل پرینتر داره، اگه بلد نیستی، بهتره به دفترچه راهنما یا سایت سازنده‌ش سر بزنی.
بعد از تنظیم ارتفاع، باید جای هر هات اند رو توی محور XY نسبت به هات اند اصلی پیدا کنی. معمولاً خود سازنده‌ها یه فایل مخصوص برای کالیبره کردن این جابه‌جایی XY می‌دن. البته فایل‌های آماده‌ی دیگه‌ای هم توی سایت‌های معروف هست. توی این مرحله جای فیزیکی هات اندها تغییر نمی‌کنه، فقط مقدار جابه‌جایی‌شون رو توی فرم‌ور وارد می‌کنی تا موقع چاپ اصلاح بشه.
ارتفاع هات اندها رو هر دو هفته یه بار چک کن، ولی تنظیم XY رو فقط وقتی لازم انجام بده که دیدی توی چاپ‌هات هم‌پوشانی یا اختلاف بین هات اندها دیده میشه.
هات اند احتمالاً اون بخشی از پرینتره که بیشتر از بقیه نیاز به رسیدگی و نگهداری داره. ولی اگه درست ازش مراقبت کنی، کیفیت چاپ خیلی بهتر میشه و احتمال خرابی و گیر کردن هم خیلی کمتر میشه.
حرف آخر
این راهنما کلیات رو توضیح داده و به برند یا مدل خاصی وابسته نیست (هرچند گاهی ممکنه اسم برده باشه). چون بین مدل‌های مختلف ممکنه تفاوت‌های زیادی توی کالیبراسیون و تنظیمات باشه، حتماً قبل از استفاده از این راهنما، دفترچه راهنمای سازنده‌ت رو هم بخون.
ممنون که تا اینجا همراه 3d parsi بودی. اگه درباره پرینت سه بعدی سوالی داشتی میتونی از کارشناس ما مشاوره بگیری. شماره تماس با کارشناس 3d پارسی: 02191035753
