Praxis3D開發(fā)出功能強大的X-Truder擠出機

        在過去的一年中，來自美國德州的一個3D打印愛好者團隊Praxis3D，通過不斷地改進和測試，開發(fā)出了一款雙線材FDM 3D打印頭，他們稱之為X-Truder。

        這款輕巧、緊湊的打印頭有許多理想的特性，如兩個全金屬315C熱端，帶狀電纜連接、高扭矩NEMA 11電機、軸上風機等。

        “我們希望能夠為尋求升級自己現(xiàn)有3D打印機的創(chuàng)客們設計一款功能強大的打印頭。”Praxis3D團隊成員David Williams介紹說。隨著越來越多人擁有3D打印機，他們預期這將成為一個非常大的市場。


        在X-Truder的核心處有兩個全金屬的擠出機，開發(fā)團隊使用熱模擬進行分析，并通過多輪原型進行改進。

        “在非特富龍襯里的擠出機中運行PLA是一個挑戰(zhàn)，需要一個平滑的ID表面，和一個簡短的熱過渡區(qū)。我們的不銹鋼管、銅散熱器和40毫米風扇組合能夠實現(xiàn)這一目標。我們能夠在非常短的距離內快速降溫。”熱設計師Frank Mercado補充說。他們的擠出機也測試了ABS和PC兩種材料，其中，據(jù)該公司稱，不會再有堵塞的問題，但確實需要高得多的溫度。

        為了證明他們的設計效率，他們制作了一小段視頻（見下圖），視頻中他們用手拿著擠出頭，離加熱塊只有6毫米遠，擠出頭的熱端則以230℃的溫度擠出PLA，拿著擠出頭的手安然無恙。


        開發(fā)團隊的另一個目標是為X-Truder設計出緊湊的結構，所以他們選擇了一個小的步進電機來驅動兩個線材。其線材驅動器系統(tǒng)不使用螺栓和彈簧來實現(xiàn)牽引力，而是強制線材通過一個固定夾送輪間隙。Precision牌間隙片齒被切入電機直徑5mm的軸，從而提供足夠的牽引力，并避免撕裂。所述驅動系統(tǒng)還與空閑的線材保持脫離狀態(tài)，這意味著線材更容易安裝和卸載，即使是打印頭還在打印。David說：“使用較小電機的一個有趣的好處是線材撕裂的現(xiàn)象幾乎不會出現(xiàn)。我們曾經出現(xiàn)過噴嘴壓在打印床玻璃上或擠出機溫度過低不足以融化材料，電機只是彈出、失步。我們的電機具有充沛的動力來驅動線材，但不足以撕裂線材或堵塞線材的路徑。”

        Praxis3D還在其18英寸長的帶狀電纜組件中加上了額外的電路，允許創(chuàng)客們設計并在X-Truder上附加自己的配件，如打印床平整探測器、風扇、伺服系統(tǒng)、終點擋塊等。為了簡化打印頭與用戶自己定制的電子器件之間的連接，開發(fā)團隊還加上了一個PCB適配器。另外，打印頭上還裝有明亮的白色LED等用于工作區(qū)的照明。

        Praxis3D團隊還解決了雙擠出機的一個常見問題，即噴嘴阻力和與打印部件的碰撞問題。為了避免這些情況，它們設計使噴嘴縮回或解除，這由一個金屬齒輪微伺服和凸輪裝置來完成。經過幾輪原型的改進，他們已經能夠實現(xiàn)將噴嘴提升1mm左右，閑置的擠出頭距打印對象的距離大約等于4層的打印層厚。

        據(jù)開發(fā)團隊稱：“凸輪和伺服裝置是一個優(yōu)雅和簡單的機械機構，通過電子系統(tǒng)很容易控制，而且我們還沒有確定該機構的使用壽命。我們建立了一個實驗，以測試驅動系統(tǒng)、回縮、和整個打印頭。我們擠出了成磅的PLA，每隔幾分鐘就切換一下打印頭，再加上加上加熱和冷卻周期。我們跑了6卷塑料線材，只是為了測試回縮伺服；我們通過程序運行了10萬次切換，隨后觀察了部件之間的銜接，沒有發(fā)現(xiàn)磨損?！?br />

        為簡化X Truder在各種不同的3D打印機上的安裝，Praxis3D還專門設計了一個Klix安裝支架，能夠牢固地和可重復安裝打印頭。該Klix安裝支架包括在X Truder里面。

        目前X-truder已經在Kickstarter上發(fā)起了眾籌活動，早期支持者的優(yōu)惠價格是250美元，包括X-truder頭組件，PCB接口和帶狀電纜。