Risoluzione di intasamenti, bolle e perdite dal punto di vista dei parametri della micropompa

La maggior parte dei guasti al sistema dei fluidi della stampante 3D è riconducibile a cinque variabili: spostamento per giro, pressione di esercizio, viscosità alla temperatura, condizioni di aspirazione e ciclo di lavoro, quindi la riparazione più rapida consiste nell'identificare quale parametro si è spostato e ripristinarlo, invece di sostituire la pompa.

Cosa fa questa guida

Funziona prima con il sintomo: trova il guasto nella tabella di triage, quindi vai direttamente al parametro dietro di esso.

Utilizza i valori nominali pubblicati per SC2201RPW (avvolgimenti da 3 V, 5 V e 8 V, 20-50 mL/min, uscita minima 6 psi, testato per la durata di oltre 600.000 cicli a 5 s acceso e 3 s spento) e SC2301CPW (24 V, 100 mL/min o più, 40-150 kPa, 200 mA o meno).

Fornisce un calendario di manutenzione della pompa dell'acqua della stampante 3D basato su intervalli con criteri di accettazione, oltre a una routine di verifica di dieci minuti.

Elenca dieci abitudini che riducono silenziosamente la durata della pompa, con l'abitudine corretta accanto a ciascuna di esse.

Vai a- 1 Cinque parametri dietro quasi ogni errore|2 Triage: dal sintomo al parametro|3 zoccoli|4 Bolle e schiuma|5 Perde e piange|6 Deriva

Vai a (continua)- 7 Calendario di manutenzione|8 Verifica di dieci minuti|9 Dieci abitudini che accorciano la vita della pompa|10 Pezzi di ricambio e kit di attrezzi|11 Domande sul campo|12 Riferimento rapido

1. I cinque parametri dietro quasi ogni difetto dei fluidi

Cinque variabili decidono se il circuito di una stampante rimane in buone condizioni: spostamento per giro, pressione di esercizio, viscosità alla temperatura di lavoro, condizioni di aspirazione e ciclo di lavoro. Un guasto si manifesta quando uno di essi si allontana dal valore con cui è stato messo in servizio il sistema.

Tabella 1. I cinque parametri, cosa governano e come falliscono nel servizio

Le valutazioni pubblicate hanno senso solo all’interno di questo contesto. SC2201RPW è classificato per avvolgimenti da 3 V, 5 V e 8 V, 20-50 ml/min di flusso, una pressione di uscita minima di 6 psi (circa 41 kPa) e un test di durata di oltre 600.000 cicli a 5 secondi acceso e 3 secondi spento. SC2301CPW ha una tensione nominale di 24 V, 100 ml/min o più, una banda di lavoro di 40-150 kPa e 200 mA o meno. Entrambi gli insiemi di numeri sono condizioni piuttosto che promesse: la figura peristaltica presuppone un tubo sano e un modello di funzionamento pulsato, mentre la figura della pompa a ingranaggi presuppone un ingresso allagato e un fluido compatibile con gli ingranaggi e l'alloggiamento.

Nota sul campo: registrare il fluido, la temperatura, il valore di comando, il flusso misurato e la corrente del motore quando il circuito viene messo in servizio. Ogni errore in questa guida viene diagnosticato confrontando una lettura successiva con quella registrazione e senza di essa un errore sembra semplicemente un comportamento normale.

2. Triage: abbina il sintomo al parametro prima di toccare uno strumento

La risoluzione dei problemi della micropompa inizia dal sintomo, non dalla pompa. La tabella seguente mappa gli otto guasti che rappresentano la maggior parte delle chiamate di servizio al parametro dietro di essi e alla sezione che lo risolve.

Tabella 2. Sintomo del triage dei parametri

Due regole fanno funzionare il tavolo. Cambia una variabile alla volta e scrivi la lettura che ha portato alla modifica. Un intasamento risolto aumentando la velocità non è stato risolto; è stato rinviato al successivo intervallo di filtro.

3. Zoccoli: quali parametri li invitano

Quasi sempre gli intasamenti si formano a monte della pompa. Un filtro troppo grossolano, una linea in cui la velocità scende a zero o un fluido che polimerizza sul posto raggiungono tutti la pompa molto prima che la pompa sia difettosa.

Filtrazione: sufficientemente fine per gli spazi liberi, sufficientemente grossolana per il budget di pressione

La dimensione delle particelle decide quale componente si usura. In una pompa peristaltica il tubo è la parte soggetta ad usura, quindi l'abrasione assottiglia la parete dall'interno fino a spaccarla, ecco perché la pratica anti-intasamento della pompa peristaltica inizia dal filtro anziché dalla testa. In una pompa a ingranaggi il film fluido sigilla i giochi misurati in micrometri, quindi le particelle dure che attraversano il filtro aprono tali giochi in modo permanente e riducono l'efficienza volumetrica per il resto della vita della pompa. Un filtro di ingresso da 100 µm è il compromesso pratico per entrambe le famiglie: abbastanza fine da catturare le particelle che provocano danni, abbastanza grossolano da non aggiungere una significativa caduta di pressione - e rimovibile senza svuotare il circuito. Il comportamento allo scivolamento e la sensibilità al gioco sono trattati in modo più dettagliato nel nostrodimensionamento della pompa a ingranaggi e comportamento di slittamentoguida.

Velocità: perché una linea piatta si stabilizza

I solidi si depositano ovunque il fluido smette di muoversi. A 50 ml/min attraverso un foro da 6 mm la velocità media è di circa 0,03 m/s, che è sufficientemente lenta da consentire alle particelle di pigmento e ceramica di cadere dalla sospensione in un percorso orizzontale, in un punto morto o in un punto basso. Mantenere le linee corte e libere da diramazioni inutilizzate, instradare le linee di ritorno in modo che non finiscano in una tasca e far circolare o eliminare il circuito prima di un lungo periodo di inattività anziché dopo.

Cura, asciugatura e il fluido che nessuno aveva previsto

I fotopolimeri UV polimerizzano ovunque la luce li raggiunga, anche all'interno di un tubo traslucido dietro un pannello trasparente. Mantenere le linee del fluido opache o schermate, sciacquarle prima di qualsiasi inattività per più di un giorno e conservare la pompa vuota se rimarrà inutilizzata. L'ambiente operativo pubblicato per SC2201RPW, da 0 a 50 gradi con umidità relativa fino al 75%, è una busta di servizio piuttosto che una formalità di scheda tecnica: una linea lasciata bagnata in un'officina fredda è una linea con un tappo in formazione al suo interno.

Che aspetto ha uno zoccolo sugli strumenti

Un blocco parziale raramente si annuncia come uno stop. La corrente del motore aumenta con lo stesso comando, il volume erogato diminuisce leggermente e il rumore cambia tono. Catturarlo qui costa un filtro. Catturarlo dopo che la pompa si è surriscaldata a fronte di un carico in aumento costa un tubo o un set di ingranaggi.

Nota sul campo: un filtro che necessita di pulizia ogni settimana è sottodimensionato per il compito piuttosto che efficace. Passare a un elemento più grande o a una qualità più grossolana e aggiungere una camera di sedimentazione a monte della pompa.

4. Bolle e schiuma: trattate l'aria come un problema parametrico

Le bolle sono aria entrata nel circuito, la cavitazione è un fluido che bolle perché la pressione di aspirazione è scesa al di sotto della pressione di vapore e lo scorrimento è il fluido che fuoriesce all'indietro all'interno della pompa. Tutti e tre sembrano bolle in un tubo trasparente e ognuno ha bisogno di un rimedio diverso.

Da dove viene l'aria

1. Un giunto di aspirazione sufficientemente stretto da contenere il liquido ma non l'aria, poiché l'aria passa attraverso spazi dove il liquido non può.

2. Un tubo pescante o un tubo di livello che si trova sopra il livello del fluido quando il livello del serbatoio scende leggermente.

3. Un vortice all'uscita del serbatoio quando il livello è basso e l'uscita si trova vicino alla superficie.

4. Una linea di ritorno che scarica sopra la superficie e trascina con sé l'aria.

5. Aria disciolta rilasciata quando il fluido si riscalda, poiché la solubilità diminuisce all'aumentare della temperatura.

6. Un alloggiamento o raccordo del filtro che intrappola una sacca d'aria, che viene poi lentamente trascinata nel flusso.

7. Una ricarica rapida del serbatoio che trasporta un treno di bolle direttamente lungo la linea di aspirazione.

Raccontare bolle, cavitazione e scivolamento

È qui che le soluzioni a bolle delle pompe a ingranaggi appaiono diverse dalle soluzioni delle pompe a tubi, perché lo slittamento e la viscosità complicano la diagnosi sul lato degli ingranaggi mentre l'aria e il vapore dominano sul lato dei tubi.

Tabella 3. Tre sosia e le loro firme

La temperatura è ciò che li rende facili da interpretare male. La pressione del vapore dell'acqua aumenta da circa 2,3 kPa a 20 gradi a circa 12,4 kPa a 50 gradi, quindi un circuito di raffreddamento che si adesca in modo pulito quando è freddo può cavitare non appena la macchina è calda. L'aria disciolta si comporta allo stesso modo: il fluido riscaldante rilascia il gas che era precedentemente in soluzione e quel gas si raccoglie nel punto più alto della linea, che di solito è il foro più piccolo del sistema.

Correzioni che reggono

Montare la pompa in corrispondenza o sotto l'uscita del serbatoio in modo che l'ingresso rimanga allagato per gravità.

Immergere la linea di ritorno in modo che scarichi sotto la superficie anziché a cascata.

Montare un sifone o una piccola camera di sedimentazione nel punto più alto della linea di ritorno.

Adescare prima della prima build della giornata, con lo scarico aperto.

Mantenere la linea di aspirazione corta e almeno una dimensione più grande dello scarico, poiché la caduta di pressione sul lato di aspirazione è ciò che avvia la cavitazione.

L'usura del tubo, il foro del tubo e le conseguenze della calibrazione di una sostituzione del tubo sono trattati nel nostroPompa peristaltica SC2201RPW per immersione profonda.

5. Perdite e pianti: cinque luoghi, cinque cause

Le perdite non sono una colpa. Il circuito di una stampante si scarica in cinque punti, ciascuno con una causa diversa e una soluzione diversa, quindi individuare la perdita prima di serrare qualsiasi cosa.

Tabella 4. Dove si verifica una perdita nel circuito del fluido della stampante e cosa fare

Per SC2201RPW il tubo è l'unica parte bagnata, quindi una perdita è un problema del tubo e quindi un elemento di manutenzione. La manutenzione di SC2201RPW inizia con le specifiche del tubo: il tubo pubblicato è in silicone con un diametro interno di 2,5 mm e un diametro esterno di 4,5 mm e il flusso per giro dipende da tale foro. Una sostituzione con dimensioni diverse modifica il volume erogato, quindi un tubo dimensionalmente identico rientra nelle specifiche di manutenzione piuttosto che nelle preferenze di acquisto.

Per SC2301CPW le parti bagnate sono gli ingranaggi e l'alloggiamento, il che sposta il problema della perdita sui raccordi, sui giunti e sul fluido stesso. La manutenzione dell'SC2301CPW inizia quindi dalla compatibilità chimica: alcuni fluidi gonfiano gli elastomeri e penetrano nelle giunzioni perfettamente integre con l'acqua, e il sintomo compare settimane dopo come un lento trafilamento anziché un evidente guasto.

6. Deriva: perché un ciclo di lavoro smette lentamente di funzionare

La deriva è un cambiamento lento in uno dei cinque parametri ed è la modalità di guasto che la maggior parte dei piani di manutenzione non rileva perché nulla si è rotto visibilmente. Registra due numeri, volume erogato e corrente del motore, e la deriva diventa visibile settimane prima che diventi una parte scartata.

Tabella 5. Indicatori di deriva e soglie di intervento

Non tutto ciò che va alla deriva è rotto. Un nuovo tubo si assesta durante le prime ore, quindi il volume erogato si stabilizza leggermente al di sotto della prima lettura e un filtro pulito aumenta leggermente il flusso perché la pressione differenziale diminuisce. La direzione e la velocità sono ciò che conta: un cambiamento di passo significa che è successo qualcosa, mentre un trend lento significa che qualcosa si sta consumando.

7. Calendario di manutenzione della pompa dell'acqua della stampante 3D

Costruisci il programma dal dazio pubblicato piuttosto che dal calendario. SC2201RPW è testato per oltre 600.000 cicli a 5 secondi acceso e 3 secondi spento, il che si converte in una data di sostituzione del tubo non appena si sa quanti cicli al giorno esegue effettivamente la stampante.

Tabella 6. Calendario di manutenzione con criteri di accettazione

L'aritmetica del ciclo di lavoro è semplice e vale la pena farla una volta. Un ciclo di 5 secondi acceso e 3 secondi spento dura 8 secondi, quindi quattro ore al giorno di questo schema equivalgono a 1.800 cicli al giorno e i 600.000 cicli nominali diventano circa 330 giorni di stampa. Seguono due aggiustamenti. Pianificare la sostituzione del tubo a circa due terzi della vita calcolata anziché alla fine, e notare che la valutazione presuppone che la pompa riceva i suoi 3 secondi di riposo: il funzionamento continuo della stessa pompa rimuove l'intervallo di raffreddamento, quindi il tubo funziona più caldo e la vita si consuma più velocemente di quanto suggerisca il conteggio dei cicli. Questa singola intuizione è la maggior parte dell’estensione della durata della pompa della stampante 3D, e il resto è la filtrazione e l’allagamento dell’ingresso.

La verifica ripaga solo se i risultati vengono registrati e rivisti, motivo per cui ilroutine di ispezione e verifica del flussogià utilizzato per il controllo dimensionale è la sede adatta anche per il controllo della pompa.

8. La routine di verifica di dieci minuti

Eseguire questa routine ogni 40 ore di funzionamento della pompa e dopo qualsiasi modifica al fluido, al tubo, alla linea o alla velocità. Ci vogliono dieci minuti ed è la cosa principale che si frappone tra un piccolo difetto e una costruzione scartata.

1. Registrare la temperatura del fluido nel serbatoio e la temperatura ambiente sulla pompa.

2. Verificare che l'aspirazione sia allagata e che il serbatoio sia al di sopra del livello di interblocco.

3. Eseguire una dose temporizzata di 60 secondi al comando di produzione, in un cilindro graduato o su una scala.

4. Confrontare il risultato con il valore di messa in servizio e registrare la differenza percentuale.

5. Leggere la corrente del motore con lo stesso comando e confrontarla con la linea di base.

6. Controllare l'erogazione nel punto più alto del circuito, se il processo ne ha uno, per confermare che il margine di pressione è ancora reale.

7. Ascolta la pompa e senti la testa; un nuovo rumore o una testa calda sono una scoperta, non un fastidio.

8. Aprire la testa e ispezionare il tubo su una pompa peristaltica, oppure controllare l'eventuale trafilamento del corpo e dei raccordi su una pompa a ingranaggi.

Il valore della routine non è una singola lettura ma la serie. Una dose bassa del 3% non significa nulla di per sé e molto in quanto si tratta del quarto risultato consecutivo di una tendenza al ribasso.

9. Dieci abitudini che riducono la durata della pompa

La maggior parte dei guasti alla pompa sono dovuti a fallimenti di abitudini. Ogni riga sottostante rappresenta un'abitudine che si manifesta nel servizio, quanto costa e l'abitudine che dovrebbe sostituirla.

Tabella 7. Abitudini che costano la vita e cosa fare invece

Due di questi meritano una parola di spiegazione. L'abitudine elettrica è facile da risolvere una volta e dimenticare: il motore di una pompa è un carico induttivo, quindi il ramo ha bisogno del proprio fusibile e di un diodo flyback sul motore, e il driver deve essere dimensionato per la corrente di stallo anziché per la corrente di funzionamento. L'aritmetica elettrica delle schede madri delle stampanti è riportata nel nsadattamento della tensione e della corrente della pompa della scheda madreguida. L'abitudine allo stoccaggio è più importante di quanto sembri: una pompa scaricata prima di un arresto a freddo ritorna in servizio, mentre una pompa lasciata bagnata può tornare con un tappo indurito o un tubo gonfio.

10. Ricambi, materiali di consumo e kit di strumenti

Conservare le parti soggette ad usura e gli strumenti di misurazione sullo scaffale. Un circuito che si guasta alle tre del mattino si ripara in venti minuti con i giusti ricambi e per niente senza di essi.

Tabella 8. Scorte sugli scaffali per un circuito del fluido della stampante

Se un circuito continua a guastarsi nello stesso punto, solitamente il problema non è dovuto alla manutenzione, ma a una famiglia di pompe che non soddisfa il compito. Vale la pena rivedere il confine di selezione tra pompe tubolari e pompe a ingranaggi prima del prossimo ordine di ricambi:limite di selezione della pompa a ingranaggi rispetto alla pompa peristaltica.

11. Domande sul campo da parte dei costruttori di stampanti

Con quale frequenza è necessario sostituire il tubo su SC2201RPW?

Basarlo su cicli anziché su settimane. Un ciclo di 5 secondi acceso e 3 secondi spento dura 8 secondi, quindi quattro ore di quel servizio al giorno equivalgono a 1.800 cicli e i 600.000 cicli nominali corrispondono a circa 330 giorni. Pianificare la modifica a circa due terzi di quella cifra, prima se il fluido è chimicamente aggressivo o l'involucro è caldo.

Qual è la causa più comune della formazione di bolle nel circuito di raffreddamento della stampante?

Aria aspirata dal lato di aspirazione, solitamente attraverso un giunto sufficientemente stretto da contenere il liquido ma non l'aria, oppure attraverso un tubo di immersione che si trova sopra il livello del fluido. Il fluido caldo aggiunge una seconda fonte: l'aria disciolta esce dalla soluzione quando la temperatura aumenta e si raccoglie nel punto più alto della linea.

La pompa funziona ancora, ma eroga meno fluido. Perché?

Quattro cause coprono la maggior parte dei casi: un tubo che ha subito un compression set, i giochi degli ingranaggi aperti dall'abrasione, un filtro che ha caricato e aumentato la pressione differenziale o un fluido che è diventato più viscoso perché il circuito è più freddo del solito. Una dose temporizzata più una lettura corrente li separa.

SC2301CPW può funzionare a secco o senza filtro di ingresso?

Nessuno dei due è consigliabile. Una pompa a ingranaggi necessita di un ingresso allagato perché non è autoadescante e genera solo una pressione negativa limitata, e il film fluido è ciò che sigilla e lubrifica la camera di pompaggio. Un filtro in ingresso protegge gli spazi misurati in micrometri, quindi fa parte dell'installazione piuttosto che un accessorio opzionale.

In cosa differisce la manutenzione della pompa a ingranaggi dalla manutenzione della pompa peristaltica?

Una pompa peristaltica ha un materiale di consumo programmato: il tubo, sostituito dopo un conteggio dei cicli, con il foro fissato in modo che la calibrazione mantenga. Una pompa a ingranaggi non ha tubi, quindi la sua manutenzione consiste nel filtraggio, nell'allagamento dell'aspirazione e nei controlli periodici del volume erogato che rilevano l'usura del gioco prima che colpisca le parti.

È sicuro lasciare la resina o l'inchiostro nella pompa durante la notte?

No. Il pigmento depositato e la resina polimerizzata con raggi UV sono i due motivi più comuni per cui un ciclo che funzionava venerdì fallisce lunedì. Lavare prima di periodi di inattività superiori a un giorno, mantenere la linea del fluido opaca in modo che la luce non possa raggiungerla e conservare la pompa vuota per arresti più lunghi.

Riferimento rapido: manutenzione del sistema dei fluidi per la stampa 3D

Ogni giorno di costruzione: livello del serbatoio, interblocco, gocciolamenti ed eventuali nuovi rumori all'avvio.

Ogni 40 ore di pompaggio: dose temporizzata e lettura corrente, rispetto al registro di messa in servizio.

Settimanale: tubo sulla rulliera, raccordi per scorrimento, condizione del filtro.

Mensile: calibrazione dopo ogni cambio di fluido o linea, serbatoio e sensore di livello, cablaggio e connettori.

Trimestralmente: nuovo filtro di ingresso, verificare il comando di avvio minimo, controllare l'hardware di montaggio e il diodo flyback.

Ogni 500 ore, o a due terzi della durata calcolata del tubo: sostituzione del tubo su una pompa peristaltica o ricalibrazione del flusso su una pompa a ingranaggi.

Registrare sempre tre numeri: volume erogato, corrente del motore e temperatura del fluido. Gli errori sono visibili nel trend molto prima che siano visibili nella macchina.

Invia il fluido, il layout della linea, lo schema di funzionamento e le letture attuali dalla tua macchina con unrichiesta di preventivo immediatoe confermeremo la configurazione della pompa, le specifiche del tubo e l'intervallo di manutenzione adatto alla tua costruzione prima che venga ordinato qualsiasi cosa.