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Prima di spiegare meglio la manutenzione del vostro HeatCore Unibody (o la sua riparazione, quando necessario), andiamo brevemente a fornire ulteriori dettagli sui vari modelli di Hot-end che si trovano sul mercato delle stampanti 3D a estrusione di plastica.

L’hot-end ideale

L’hot-end ideale (immaginario) avrebbe le seguenti caratteristiche:

  • Il diametro interno del tubo dell’hot-end ed il filamento avrebbero lo stesso diametro, per assicurare la perfetta trasmissione della forza.
  • Non ci sarebbe alcun attrito tra il filamento e la parete interna dell’hot-end che renderebbe l’estrusione più facile.
  • La temperatura di fluidificazione sarebbe raggiunta dal filamento nel blocco (solitamente a circa 200°C)  di riscaldamento ed esisterebbe un taglio termico per evitare che il calore si diffonda verso la parte alta  dell’estrusore.

Tuttavia, queste caratteristiche non sono disponibili per una serie di ragioni:

  • Sia il filamento che  l’estremità interna dell’hot-end hanno tolleranze di diametro e, quindi, deve essere lasciato uno spazio tra i due diametri per evitare inceppamenti. Per esempio, un hot-end per un filamento di 1,75 mm di solito ha un diametro interno compreso tra 1.9 mm e 2 mm.
  • Ovviamente, non è possibile ottenere un assenza di attrito, e materiali come il PTFE vengono utilizzati per minimizzarlo.
  • Un taglio termico perfetto non è possibile, così si cerca di ottenere lo stesso risultato utilizzando materiali termo-isolanti.

Famiglie di Hot-end

In generale, ci sono tre principali famiglie di hot-end.

  • hot-ends tradizionali, comprendente una serie di parti e un tubo di PTFE (o materiali con proprietà simili) all’interno.
  • hot-ends completamente metallici formati da una serie di parti, anche chiamati all-metal hot-ends, senza PTFE.
  • hot-ends a corpo unico, conosciuti anche come UniBody hot-ends.

Gli ultimi due tipi potrebbero essere combinati tra loro, per esempio potrebbe esserci un unibody hot-end formato da un pezzo unico, Sebbene questo tipo di dispositivo non è attualmente disponibile in commercio (per quanto a conoscenza dell’autore).

Hot-ends tradizionali

Gli hot-end tradizionali hanno due caratteristiche principali.

Parti multiple

I vantaggi di parti multiple sono i seguenti:

  • Modularità, così che le parti possono essere sostituite quando rotte, o le singole parti possono essere modificate, per esempio nel caso volessi modificare il diametro del foro di uscita dell’ugello: 0,4 mm o 0,3 mm o altri diametri; o addirittura per adattare filamenti con differenti diametri, solitamente 3 mm e 1,75 mm.
  • L’uso di parti differenti con materiali differenti può migliorare il controllo di temperatura, usando materiali che si scaldano velocemente, e un’alta inerzia termica nel blocco di riscaldamento e nei materiali isolanti nella parte alta, prevenendo che il calore si diffonda all’estrusore.

Purtroppo, il grande svantaggio è che il materiale può filtrare tra le fessure delle varie parti, con un accumulo di sporco che può portare al blocco dell’estrusore. Questo è più probabile che accada quando la stampa si effettua con materiali a base di PLA, in quanto questi sono più fluidi dell’ABS.

Tubo interno di PTFE

L’obiettivo del PTFE è minimizzare l’attrito tra il filamento e la superficie interna dell’hot-end, permettendo così la fuoriuscita del filamento estruso.

Il grande svantaggio del PTFE è che inizia a deformarsi e logorare a temperature superiori a 240ºC, e ciò implica che non si possono utilizzare materiali con temperature di estrusione superiori. Inoltre, sperimenta una maggiore fatica rispetto al metallo e un problema è che l’uso prolungato a temperature elevate lo usura.

I più famosi esempi di hot-end tradizionali sono lo j-head e il budaschnozzle. Tutti e due combinano materiali diversi per creare il taglio termico, ma non possono stampare a temperature superiori ai 240°C, sono soggetti all’usura del tubo in PTFE e possono causare fuoriuscite di materiale fuso dalle giunture.

 

Sección del budaschnozzle

Budaschnozzle visto in sezione

Hot-end completamente in metallo

Gli All-metal hot-ends sono completamente costruiti con metallo. Il maggiore vantaggio è la possibilità di raggiungere alte temperature, che da la possibilità di stampare materiali come il nylon o il PTFE. Tuttavia, anche se vengono utilizzate parti con bassa conducibilità termica per ottenere il taglio termico, un estrusore al 100% di metallo deve sempre avere una maggiore conducibilità termica di uno tradizionale, e pertanto devono essere utilizzate ventole di raffreddamento accoppiate a dissipatori di calore. Rimane un forte attrito tra il metallo ed il PLA. Questo effetto indesiderato viene minimizzato trattando con elettro-lucidatura l’interno dell’hot-end, ma non si riescono ad ottenere le stesse prestazioni del PTFE.

L’esempio più conosciuto di un hot-end completamente in metallo è il E3D, che permette di estrudere qualsiasi tipo di materiale ma non contenendo il tubo in PTFE, ha problemi ad estrudere materiali che presentano un forte attrito o materiali flessibili. Questo hot-end comprende varie parti che possono creare perdite tra le giunzioni e anche bloccare il flusso di materiale estruso.

Sección del hot-end E3D v5 formado por varias piezas de metal

Hot-end monoblocco

Questi hot-ends sono costruiti a partire da un pezzo unico, ed il più grande vantaggio che hanno è non soffrire di perdite tra le giunzioni (proprio perchè non ne hanno), facendo si che la stampa sia molto stabile anche ad alte temperature (per esempio, la temperatura di estrusione del PLA può raggiungere i 220°C senza rischi di fuoriuscite di materiale). Inoltre, siccome il dissipatore di calore è un tutt’uno con l’hot-end, il calore è disperso meglio che con altre soluzioni dove dissipatori con alette fini sono una parte separata. Il più grande svantaggio è che essendo una parte unica è difficile creare un taglio termico.

L’hot-end di Bq è a corpo unico, ed il tubo interno è in PTFE per minimizzare l’attrito. La debolezza maggiore è l’usura a carico del PTFE.

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Il video che segue spiega i vantaggi di un hot-end monoblocco rispetto agli hot-end formati da più parti

Manutenzione dell’Hot-end HeatCore monoblocco

Ci sono due importanti attività di manutenzione

  1. Pulire l’interno dell’hot-end, per prevenire inceppamenti, per assicurare che non rimanga materiale e sporco all’interno dell’hot-end quando non è in funzione. Questo allunga anche la vita utile del tubo di PTFE.
  2. Cambiare il tubo in PTFE, che usurandosi dopo un uso prolungato, produce un inceppamento del filamento dovuto alla sua deformazione.

Pulizia dell’hot-end per evitare ostruzioni

Per pulire la parte interna dell’hot-end, si pssono usare aghi da 0,4 mm di diametro, e questi aghi vengono forniti con la Witbox e anche con la Prusa i3 Hephestos. Puoi anche acquistare questi aghi qui.

Guarda questo video per capire come fare

Cambiare il tubo interno in PTFE

Ti spiegheremo come cambiare il tubo in PTFE inserito nell’estrusore HeatCore monoblocco. Questa operazione deve essere fatta quando non esce più filamento estruso o il flusso di materiale è minore del normale. Se hai qualche dubbio, puoi metterti in contatto con il nostro supporto tecnico inviando una mail a: soporte3d@bq.com, poichè l’operazione è complessa.

Ti servono i seguenti strumenti per effettuare il cambio:

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Il tubo in PTFE lo trovi all’interno dell’hot-end, pertanto, prima di iniziare il cambiamento dobbiamo disassemblare il carrello dell’estrusore dall’Asse X. Ma prima ancora riscalda ed estrai il filamento (filament un-load).

 

Passo 1

Usando una chiave a brugola da 2,5 mm, allenta le viti che fermano la ventolina ed il dissipatore termico dal blocco estrusore.

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Passo 2

Usa la chiave a brugola da 1,5 mm per allentare la brugola che fissa l’hot-end al blocco estrusore.

Ricorda di inserire con precisione e con cura la chiave nella brugola, perchè essendo piccola, si può danneggiare!

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Passo 3

Ora togli il tappo di chiusura presente sulla parte alta dell’hot-end. La funzione principale di questo tappo è impedire al tubo in PTFE di muoversi all’interno dell’hot-end.

Tieni con una mano l’hot-end e con l’altra la pinza.  Svita il tappo filettato ed estrailo con poca forza.

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Passo 4

E’ possibile che lo stato di usura del tubo in PTFE può aver causato residui di filamento che sono rimasti intrappolati all’interno dell’hot-end.

Usa un morsetto per tenere isolato e fermo l’hot-end. Stai molto attendo quando esegui questa operazione in quanto dovrai scaldare l’hot-end alla temperatura tra i 200 e i 220°C. Serra il morsetto ed accertati che non si muova per evitare incidenti.

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 Ora collega l’hot-end alla stampante. Dovrai collegare i seguenti cavi:

  • Cartuccia riscaldante: scalda l’hot-end.
  • Sonda di temperatura: questo sensore misura la temperatura dell’hot-end.

Accendi la stampante e usando il menu sul display seleziona l’opzione “Preheat” (pre-riscaldamento) ed aspetta finchè l’hot-end raggiunge la temperatura impostata che vedi sul display LCD.

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Dopo che è stata raggiunta questa temperatura, usa la pinza per estrarre con attenzione il filamento rimasto incastrato all’interno. Questa operazione può essere difficile per cui porta pazienza.

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Passo 5

C’è un tubo bianco all’interno dell’hot-end ed è chiamato tubo in PTFE.

Per rimuovere il tubo in PTFE usiamo una vite per legno ed un cacciavite. La vite deve essere inserita all’interno del foro del tubo. Deve essere avvitata all’interno in modo tale che le due parti siano unite, e per fare questo usa una vite lunga 16 mm, che inserirai fino alla testa.

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Ora usa la pinza per estrarre la vite che verrà via insieme al tubo. Stai attento, ricordati che l’hot-end è bollente! Appena hai rimosso questa parte, spegni la stampante e scollega l’hot-end (sia la sonda termica che la cartuccia riscaldante) e lascia raffreddare il tutto.

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Passo 6

Quando tutto si è raffreddato puoi inserire il nuovo tubo in PTFE nell’hot-end. Questo tubo deve avere le seguenti misure: diametro esterno 4 mm, diametro interno 2 mm, lunghezza di 19.4 ±0.2 mm. Puoi usare la parte conica del tappo filettato per spingere il tubo all’interno. Dopo averlo inserito, ri-avvita il tappo. Assicurati che il tappo è ben avvitato all’hot-end e usa la pinza per avvitare gli ultimi giri.

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Passo 7

Ora che hai cambiato il tubo in PTFE, non ti rimane che ri-assemblare l’estrusore per essere pronto a lavorare di nuovo.

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Puoi guardare questo video che ti spiega come cambiare il tubo in PTFE del tuo estrusore HeatCore monoblocco: