Resolvendo obstruções, bolhas e vazamentos da perspectiva dos parâmetros da microbomba

A maioria das falhas no sistema de fluidos da impressora 3D remonta a cinco variáveis ​​– deslocamento por rotação, pressão de trabalho, viscosidade à temperatura, condição de sucção e ciclo de trabalho – portanto, o reparo mais rápido é identificar qual parâmetro foi movido e redefini-lo, em vez de substituir a bomba.

O que este guia faz

Funciona primeiro o sintoma: encontre a falha na tabela de triagem e depois vá direto para o parâmetro atrás dela.

Usa classificações publicadas para SC2201RPW (enrolamentos de 3 V, 5 V e 8 V, 20-50 mL/min, saída mínima de 6 psi, testado após 600.000 ciclos com 5 s ligado e 3 s desligado) e SC2301CPW (24 V, 100 mL/min ou mais, 40-150 kPa, 200 mA ou menos).

Fornece um calendário de manutenção de bomba d'água de impressora 3D baseado em intervalos com critérios de aceitação, além de uma rotina de verificação de dez minutos.

Lista dez hábitos que encurtam silenciosamente a vida útil da bomba, com o hábito correto ao lado de cada um.

Ir para- 1 Cinco parâmetros por trás de quase todas as falhas|2 Triagem: sintoma a parâmetro|3 tamancos|4 Bolhas e espuma|5 Vazamentos e choros|6 Deriva

Ir para (continuação)- 7 Calendário de manutenção|8 Verificação de dez minutos|9 Dez hábitos que encurtam a vida útil da bomba|10 Peças sobressalentes e kit de ferramentas|11 Perguntas de campo|12 Referência rápida

1. Os cinco parâmetros por trás de quase todas as falhas de fluido

Cinco variáveis ​​decidem se um circuito de impressora permanece saudável: deslocamento por revolução, pressão de trabalho, viscosidade na temperatura de trabalho, condição de sucção e ciclo de trabalho. Uma falha aparece quando um deles se afasta do valor com o qual o sistema foi comissionado.

Tabela 1. Os cinco parâmetros, o que regem e como falham no serviço

As classificações publicadas só fazem sentido dentro desse quadro. O SC2201RPW é classificado para enrolamentos de 3 V, 5 V e 8 V, 20-50 mL/min de fluxo, uma pressão de saída mínima de 6 psi (cerca de 41 kPa) e um teste de vida útil superior a 600.000 ciclos com 5 segundos ligado e 3 segundos desligado. SC2301CPW é classificado para 24 V, 100 mL/min ou mais, uma banda de trabalho de 40-150 kPa e 200 mA ou menos. Ambos os conjuntos de números são condições e não promessas: a figura peristáltica assume um tubo saudável e um padrão de funcionamento pulsado, e a figura da bomba de engrenagens assume uma entrada inundada e um fluido compatível com as engrenagens e a carcaça.

Nota de campo - registre fluido, temperatura, valor de comando, vazão medida e corrente do motor quando o circuito for comissionado. Cada falha neste guia é diagnosticada comparando uma leitura posterior com aquele registro e, sem isso, uma falha simplesmente parece um comportamento normal.

2. Triagem: combine o sintoma com o parâmetro antes de tocar em uma ferramenta

A solução de problemas da microbomba começa no sintoma, não na bomba. A tabela abaixo mapeia as oito falhas responsáveis ​​pela maioria das chamadas de serviço para o parâmetro por trás delas e para a seção que as corrige.

Tabela 2. Sintoma para triagem de parâmetros

Duas regras fazem a mesa funcionar. Altere uma variável de cada vez e anote a leitura que motivou a alteração. Um entupimento eliminado pelo aumento da velocidade não foi corrigido; ele foi adiado para o próximo intervalo de filtragem.

3. Entupimentos: quais parâmetros os convidam

As obstruções começam a montante da bomba em quase todos os casos. Um filtro muito grosso, uma linha onde a velocidade cai para zero ou um fluido que cura no local, todos alcançam a bomba muito antes de a bomba apresentar defeito.

Filtragem: fina o suficiente para as folgas, grossa o suficiente para o orçamento de pressão

O tamanho da partícula decide qual componente se desgasta. Em uma bomba peristáltica, o tubo é a peça de desgaste, então a abrasão afina a parede por dentro até que ela se parta, e é por isso que a prática antientupimento da bomba peristáltica começa com o filtro e não com o cabeçote. Em uma bomba de engrenagens, o filme fluido veda as folgas medidas em micrômetros, de modo que as partículas duras que passam pelo filtro abrem essas folgas permanentemente e reduzem a eficiência volumétrica pelo resto da vida útil da bomba. Um filtro de entrada de 100 µm é o compromisso prático para ambas as famílias: fino o suficiente para capturar as partículas que causam danos, grosso o suficiente para não adicionar queda de pressão significativa – e removível sem drenar o circuito. O comportamento de deslizamento e a sensibilidade à folga são abordados com mais detalhes em nossodimensionamento da bomba de engrenagens e comportamento de escorregamentoguia.

Velocidade: por que uma linha plana se estabiliza

Os sólidos assentam onde quer que o fluido pare de se mover. A 50 mL/min através de um furo de 6 mm, a velocidade média é de cerca de 0,03 m/s, o que é lento o suficiente para que o pigmento e as partículas cerâmicas caiam da suspensão em uma corrida horizontal, em uma perna morta ou em um ponto baixo. Mantenha as linhas curtas e livres de ramificações não utilizadas, roteie as linhas de retorno de forma que não terminem em um bolsão e circule ou purgue o loop antes de um longo período ocioso, e não depois dele.

Cura, ressecamento e o fluido que ninguém planejou

Os fotopolímeros UV curam onde quer que a luz os alcance, inclusive dentro de um tubo translúcido atrás de um painel transparente. Mantenha as linhas de fluido opacas ou protegidas, lave antes de qualquer inatividade por mais de um dia e guarde a bomba vazia se ela não for utilizada. O ambiente operacional publicado para SC2201RPW, de 0 a 50 graus com até 75% de umidade relativa, é um envelope de serviço em vez de uma formalidade de folha de dados: uma linha deixada molhada em uma oficina fria é uma linha com um tampão se formando nela.

Qual é a aparência de um entupimento nos instrumentos

Um bloqueio parcial raramente se anuncia como uma parada. A corrente do motor aumenta ao mesmo comando, o volume fornecido cai ligeiramente e o ruído muda de tom. Capturá-lo aqui custa um filtro. Pegá-lo depois que a bomba esquentou contra uma carga crescente custa um tubo ou um conjunto de engrenagens.

Nota de campo - um filtro que precisa de limpeza toda semana é subdimensionado para a tarefa, em vez de eficaz. Mude para um elemento maior ou um grau mais grosso e adicione uma câmara de sedimentação à frente da bomba.

4. Bolhas e espuma: trate o ar como um problema de parâmetro

As bolhas são o ar que entrou no circuito, a cavitação é o fluido que ferveu porque a pressão de sucção caiu abaixo da pressão de vapor e o deslizamento é o fluido vazando para trás dentro da bomba. Todos os três parecem bolhas em um tubo transparente e cada um precisa de um remédio diferente.

De onde vem o ar

1. Uma junta de sucção apertada o suficiente para reter o líquido, mas não o ar, porque o ar passa por aberturas que o líquido não consegue.

2. Um tubo de imersão ou tubo vertical que fica acima do nível do fluido quando o nível do reservatório cai um pouco.

3. Um vórtice na saída do reservatório quando o nível está baixo e a saída fica próxima à superfície.

4. Uma linha de retorno que descarrega acima da superfície e arrasta o ar para baixo com ela.

5. O ar dissolvido é liberado quando o fluido aquece, porque a solubilidade diminui com o aumento da temperatura.

6. Uma carcaça ou conexão de filtro que retém uma bolsa de ar, que é então lentamente arrastada para o fluxo.

7. Um reabastecimento rápido do reservatório que transporta um trem de bolhas direto pela linha de sucção.

Dizendo bolhas, cavitação e deslizamento

É aqui que as soluções de bolha de bomba de engrenagem parecem diferentes das soluções de bomba de tubo, porque o escorregamento e a viscosidade complicam o diagnóstico no lado da engrenagem, enquanto o ar e o vapor dominam no lado do tubo.

Tabela 3. Três sósias e suas assinaturas

A temperatura é o que torna isso fácil de ser mal interpretado. A pressão de vapor da água aumenta de cerca de 2,3 kPa a 20 graus para cerca de 12,4 kPa a 50 graus, portanto, um circuito de resfriamento que é preparado de forma limpa quando frio pode cavitar assim que a máquina estiver quente. O ar dissolvido se comporta da mesma maneira: o fluido de aquecimento libera gás que estava anteriormente em solução, e esse gás é coletado no ponto mais alto da linha, que geralmente é o menor diâmetro do sistema.

Correções que se mantêm

Monte a bomba na saída do reservatório ou abaixo dela para que a entrada permaneça inundada pela gravidade.

Submerja a linha de retorno para que ela descarregue abaixo da superfície em vez de cair em cascata.

Coloque um coletor de bolhas ou uma pequena câmara de decantação no ponto mais alto da linha de retorno.

Prepare antes da primeira construção do dia, com a descarga aberta.

Mantenha a linha de sucção curta e pelo menos um tamanho maior que a descarga, pois a queda de pressão no lado de sucção é o que inicia a cavitação.

O desgaste do tubo, o diâmetro interno do tubo e as consequências da calibração de uma troca de tubo são abordados em nossoMergulho profundo da bomba peristáltica SC2201RPW.

5. Vazamentos e choros: cinco locais, cinco causas

Vazamentos não são uma falha. O laço da impressora vaza em cinco lugares, cada um com uma causa diferente e uma solução diferente, portanto localize o vazamento antes de apertar qualquer coisa.

Tabela 4. Onde há vazamento no circuito de fluido da impressora e o que fazer

Para o SC2201RPW o tubo é a única parte molhada, portanto um vazamento é um problema no tubo e, portanto, um item de manutenção. A manutenção do SC2201RPW começa com a especificação do tubo: o tubo publicado é de silicone com diâmetro interno de 2,5 mm e diâmetro externo de 4,5 mm, e o fluxo por revolução depende desse furo. Uma substituição com dimensões diferentes altera o volume entregue, portanto, um tubo dimensionalmente idêntico pertence às especificações de manutenção e não às preferências de compra.

Para o SC2301CPW as partes molhadas são as engrenagens e a carcaça, o que transfere a questão do vazamento para as conexões, juntas e o próprio fluido. A manutenção do SC2301CPW, portanto, começa com a compatibilidade química: alguns fluidos incham os elastômeros e penetram nas juntas que estavam perfeitamente sãs com a água, e o sintoma aparece semanas depois como um choro lento, em vez de uma falha óbvia.

6. Deriva: Por que um loop de trabalho para de funcionar lentamente

O desvio é uma mudança lenta em um dos cinco parâmetros e é o modo de falha que a maioria dos planos de manutenção ignora porque nada está visivelmente quebrado. Registre dois números, volume entregue e corrente do motor, e o desvio se torna visível semanas antes de se tornar uma peça rejeitada.

Tabela 5. Indicadores de desvio e limites de ação

Nem tudo que flutua está quebrado. Um novo tubo se acomoda durante as primeiras horas, de modo que o volume fornecido se estabiliza ligeiramente abaixo da primeira leitura e um filtro limpo aumenta ligeiramente o fluxo porque a pressão diferencial cai. A direção e a taxa são o que importa: uma mudança radical significa que algo aconteceu, enquanto uma tendência lenta significa que algo está sendo consumido.

7. Calendário de manutenção da bomba de água da impressora 3D

Construa o cronograma a partir do dever publicado e não do calendário. A SC2201RPW é testada em mais de 600.000 ciclos com 5 segundos ligada e 3 segundos desligada, o que se converte em uma data de troca de tubo assim que você sabe quantos ciclos por dia a impressora realmente funciona.

Tabela 6. Calendário de manutenção com critérios de aceitação

A aritmética do ciclo de trabalho é simples e vale a pena fazer uma vez. Um ciclo de 5 segundos ligado e 3 segundos desligado dura 8 segundos, então quatro horas por dia desse padrão equivalem a 1.800 ciclos por dia, e os 600.000 ciclos nominais equivalem a aproximadamente 330 dias de impressão. Seguem dois ajustes. Planeje a troca do tubo em cerca de dois terços da vida útil calculada, e não no final dela, e observe que a classificação pressupõe que a bomba receba seu descanso de 3 segundos: operar a mesma bomba continuamente remove o intervalo de resfriamento, de modo que o tubo funciona mais quente e a vida útil é consumida mais rapidamente do que a contagem do ciclo sugere. Esse único insight é a maior parte da extensão da vida útil da bomba da impressora 3D, e o resto é filtragem e inundação de entrada.

A verificação só compensa se os resultados forem registados e revistos, razão pela qual orotina de inspeção e verificação de fluxojá usado para inspeção dimensional é o local certo também para a verificação da bomba.

8. A rotina de verificação de dez minutos

Execute esta rotina a cada 40 horas de funcionamento da bomba e após qualquer alteração no fluido, tubo, linha ou velocidade. Demora dez minutos e é a principal diferença entre uma pequena falha e uma construção sucateada.

1. Registre a temperatura do fluido no reservatório e a temperatura ambiente na bomba.

2. Confirme se a sucção está inundada e se o reservatório está acima do nível de intertravamento.

3. Execute uma dose cronometrada de 60 segundos no comando de produção, em um cilindro graduado ou em uma balança.

4. Compare o resultado com o valor de comissionamento e registre a diferença percentual.

5. Leia a corrente do motor no mesmo comando e compare-a com a linha de base.

6. Verifique a entrega no ponto mais alto do loop, caso o processo possua, para confirmar se a margem de pressão ainda é real.

7. Ouça a bomba e sinta a cabeça; barulho novo ou cabeça quente é uma descoberta, não um incômodo.

8. Abra o cabeçote e inspecione o tubo em uma bomba peristáltica ou verifique se há vazamento no corpo e nas conexões em uma bomba de engrenagens.

O valor da rotina não é uma leitura única, mas a série. Uma dose 3% baixa não significa nada por si só e muito como o quarto resultado consecutivo numa tendência descendente.

9. Dez hábitos que encurtam a vida útil da bomba

A maioria das falhas nas bombas são falhas de hábitos. Cada linha abaixo é um hábito que aparece no serviço, quanto custa e o hábito que deve substituí-lo.

Tabela 7. Hábitos que custam vidas e o que fazer em seu lugar

Duas delas merecem uma palavra de explicação. O hábito elétrico é fácil de consertar uma vez e esquecer: um motor de bomba é uma carga indutiva, então o ramal precisa de seu próprio fusível e um diodo flyback no motor, e o driver deve ser dimensionado para corrente de bloqueio em vez de corrente de funcionamento. A aritmética elétrica para placas-mãe de impressoras é apresentada em nossoTensão da bomba da placa principal e correspondência de correnteguia. O hábito de armazenamento é mais importante do que parece: uma bomba que é drenada antes de um desligamento a frio retorna ao serviço, enquanto uma bomba deixada molhada pode retornar com um tampão curado ou um tubo inchado.

10. Peças sobressalentes, consumíveis e kit de ferramentas

Mantenha as peças de desgaste e as ferramentas de medição na prateleira. Um loop que falha às três da manhã é reparado em vinte minutos com as peças sobressalentes certas e nunca sem elas.

Tabela 8. Estoque para um circuito de fluido de impressora

Se um circuito continuar falhando no mesmo ponto, a falha geralmente não é de manutenção, mas de uma família de bombas que não corresponde à tarefa. Vale a pena revisar o limite de seleção entre bombas de tubo e de engrenagens antes do próximo pedido de peças de reposição:limite de seleção de bomba de engrenagem versus bomba peristáltica.

11. Perguntas de campo dos fabricantes de impressoras

Com que frequência o tubo deve ser substituído no SC2201RPW?

Baseie-se em ciclos e não em semanas. Um ciclo de 5 segundos ligado e 3 segundos desligado dura 8 segundos, então quatro horas desse trabalho por dia equivalem a 1.800 ciclos, e os 600.000 ciclos nominais funcionam em aproximadamente 330 dias. Programe a troca em cerca de dois terços desse valor, mais cedo se o fluido for quimicamente agressivo ou se o gabinete esquentar.

Qual é a causa mais comum de bolhas no circuito de refrigeração da impressora?

O ar é aspirado pelo lado de sucção, geralmente através de uma junta suficientemente estanque para reter o líquido, mas não o ar, ou através de um tubo de imersão que fica acima do nível do fluido. O fluido quente adiciona uma segunda fonte: o ar dissolvido sai da solução à medida que a temperatura aumenta e se acumula no ponto mais alto da linha.

A bomba ainda funciona, mas fornece menos fluido. Por que?

Quatro causas cobrem a maioria dos casos: um tubo que sofreu um conjunto de compressão, folgas de engrenagem abertas por abrasão, um filtro que carregou e aumentou a pressão diferencial ou um fluido que se tornou mais viscoso porque o circuito está mais frio do que o normal. Uma dose cronometrada mais uma leitura atual os separam.

O SC2301CPW pode funcionar a seco ou sem filtro de entrada?

Nenhum dos dois é aconselhável. Uma bomba de engrenagens precisa de uma entrada inundada porque não é autoescorvante e gera apenas pressão negativa limitada, e a película de fluido é o que veda e lubrifica a câmara de bombeamento. Um filtro de entrada protege as folgas medidas em micrômetros, portanto faz parte da instalação e não é um acessório opcional.

Como a manutenção da bomba de engrenagens difere da manutenção da bomba peristáltica?

Uma bomba peristáltica possui um consumível programado: o tubo, substituído em uma contagem cíclica, com o diâmetro fixo para que a calibração seja mantida. Uma bomba de engrenagens não possui tubo, portanto sua manutenção consiste em filtração, inundação de entrada e verificações periódicas do volume entregue que detectam desgaste na folga antes que ele afete as peças.

É seguro deixar resina ou tinta na bomba durante a noite?

Não. O pigmento sedimentado e a resina curada por UV são os dois motivos mais comuns pelos quais um loop que funcionou na sexta-feira falha na segunda-feira. Lave antes de qualquer inatividade por mais de um dia, mantenha a linha de fluido opaca para que a luz não a alcance e guarde a bomba vazia para paradas mais longas.

Referência rápida: Manutenção do sistema de fluidos de impressão 3D

Todos os dias de construção: nível do reservatório, intertravamento, gotejamentos e qualquer novo ruído na inicialização.

A cada 40 horas de funcionamento da bomba: dose cronometrada e leitura atual, comparada com o registro de comissionamento.

Semanalmente: tubo na pista de roletes, acessórios para fluência, estado do filtro.

Mensalmente: calibração após qualquer troca de fluido ou linha, reservatório e sensor de nível, fiação e conectores.

Trimestralmente: novo filtro de entrada, verifique o comando de partida mínima, verifique as ferragens de montagem e o diodo flyback.

A cada 500 horas, ou a dois terços da vida útil calculada do tubo: troca do tubo em uma bomba peristáltica ou redefinição da linha de base do fluxo em uma bomba de engrenagens.

Sempre registre três números: volume fornecido, corrente do motor e temperatura do fluido. As falhas são visíveis na tendência muito antes de serem visíveis na máquina.

Envie o fluido, o layout da linha, o padrão de funcionamento e as leituras atuais da sua máquina com umsolicitação de cotação instantânea, e confirmaremos a configuração da bomba, a especificação do tubo e o intervalo de manutenção adequado à sua construção antes que qualquer coisa seja solicitada.