Это продолжение поста про печать бутылками на 3D принтере, вот ссылка на предыдущий пост где я сделал обзор на свой станок, '' Я освоил 3D печать бутылками, обзор станка ''
Это оказалось действительно кому то интересно, поэтому пилю продолжение, благодарю за ваши положительные отзывы!
Сегодня я во всех подробностях расскажу про процесс переработки, который я для себя вывел в процессе долгих проб и ошибок, правда я не считаю ошибки ошибками, я всего лишь нашел множество неработающих вариантов!
В результате я научился получать довольно качественный филамент, который удовлетворяет многие мои потребности в 3D печати.
-------------------------------------------------------------------------------------
Итак, поехали:
Первое с чего все начинается это естественно поиск материала, в моем городе а именно Воронеже, с эти проблем вообще нет, здесь возле каждой мусорки стоит контейнер по сбору бутылок, я просто прохожусь по окресным дворам, зимой пешком, летом на велосипеде, и набираю достаточно бутылок.
Сегодня я сделал два захода, и набрал много материала, который тщательно моется и очищается от этикеток.
В качестве подопытных я возьму несколько пациентов разных мастей)
Для начала бутылку нужно надуть, для этого у меня предусмотрен нипель и крышка, отверстие в крышке просто расковырял ножом, нипель должен быть такой!, с резинкой в основании, этот от велосипедной камеры, он будет самоприжиматься от давления, и его легко можно быстро переставить в любую другую крышку, за несколько секунд, универсальная вещь.
Накачиваю бутылку компрессором до 1 атмосферы, и выпрямляю ее феном, при 350 градусах.
Это оптимальное значения давления и температуры для обработки бутылки подобранные мною в ходе многочисленных экспериментов, вероятность что бутылка сдетонирует равна нулю, сильно не переусердствую, как только бутылка стала гладкой фен выключаю, но если настойчиво продолжить греть может и взорваться, у меня такого не было, но разве что в начале когда я еще выпрямлял бутылки над газовой плитой, было пару взрывов))
До и После
Повторяю тоже самое со всеми остальными бутылками, на каждую уходит 1-2 минуты.
Отрезаю дно бутылки канцелярским ножом и делаю замеры толщины стенки бутылки микрометром.
В данном случае толщина 0.3 мм, сверяю это с распечатанной таблицей, получается 8 мм.
Ширина ленты расчитывается просто, для прутка 1.75 мм. =1.75/толщина стенки бутылки*1.75.
Но это значение для квадратного прутка, а нам нужен круг, как известно круг вписанный в квадрат занимает 78.5% процента площади квадрата.
Для этой бутылки расчет получается таким (1.75/0.3*1.75*0.785)=8,013 вот наше значение в миллиметрах.
Я себе сделал таблицу и прлепил ее на клей карандаш прямо к станку, чтобы все было быстро и легко.
Среди провставок моего бутылкореза нахожу с нужной маркировкой 8 мм, и вставляю ее в резак, замена происходит откручиванием одного болтика, это легко делается руками, может в будущем напечатаю барашек на гайку, но пока нет такой необходимости.
Ставлю все на место и нарезаю бутылки, для каждой делаю замер толщины стенки и устанавливаю соответствующую провставку, по таблице.
Бутылка используется по максимуму возможного, хорошо видно на фото, остаются рожки да ножки.
Ленту я режу вручную, очень быстро, буквально 5-10 секунд на бутылку.
Предварительная обработка оконченна, приступаю к самой протяжке ленты.
В станке 3 кулисных выключателя, одинарный включает подачу на блок питания 220V, два других это ''размыкание/замыкание'' цепи нагревателя, и вкл/выкл вентилятора обдува.
На ПИД регуляторе установленна температура 220 градусов, после замыкания цепи нагревателя температура доходит до этого значения за минуту, и довольно точно удерживается, только слышно тихое пощелкивание встроенного реле.
Нажатием кнопки SET можно быстро изменить температуру, я для себя определил оптимальные значения в 220-230 градусов, 230 обычно ставлю на прозрачный пластик, он наиболее тугой.
Предварительно нужно заострить ножницами кончик ленты, продеваю его в разогретое сопло и вытягиваю немного, я думаю принцип сцепления понятен на фото, это петелька шнурка который привязан к барабану редуктора, на ней кусок изоляции интернет кабеля, кончик прутка загибается, вставляется в петельку, и все это легко фиксируется куском изоляции, очень надежное соединение, легко снимается и одевается.
Затем взвожу свой Кулибинский автостоп, сделал я его из того что было, он переехал с первой версии станка, где был сплошной колхоз, это было временным решением, но нет ничего более постоянного чем временное, это оказалось безотказно работающее устройство, он замыкает плюс питания драйвера, когда лента подходит к концу под действием гравитации цепь размыкается, двигатель останавливается.
Для получения качественного и ровного прутка я ставлю самую малую скорость протяжки, 1 метр прутка тянется за 7-10 минут, можно и быстрее, но качество может начать хромать, это уже кому как нравится.
Я ставлю протяжку и занимаюсь своими делами, переодически заправляя новую ленту, ленту я кстати не наматываю ни на какие катушки, это пустая трата времени, она у меня просто стелится по полу.
По окончании срабатывает "Кулибинский автостоп", и я подхожу что бы извлечь пруток и заправить новую ленту. Сдвигаю двигатель для размыкания шестерней, и филамент легко секунд за пять полностью вытягивается из катушки.
Вот что на выходе получается, довольно качественный и ровный пруток со 100% заполнением, диаметр стабильный в районе 1.75 мм с незначительными отклонениями. Электронного штангеля у меня нет, сделал замеры обычным и микрометром.
Все отправляется сушиться на батарею, но и если просто его оставить лежать в сухом помещении лишняя влага из пластика выйдет через пару дней, он напитывается влагой при непосредственном контакте с водой, а так же в зимнее время года.
Филаментом полученным из бутылок которые лежали у меня пару дней, можно печатать сразу.
Этот пост я посвятил процессу переработки, но немного покажу что получается на примере калибровочных кубиков которых я распечатал из самых разных бутылок, все кубики печатались из одного и того же ДЖИ код файла.
Принтер ENDER 3 модифицированный:
-Плата SKR MINI E3 V 2.0
-Хотенд E3Dv6 от Trianglab
-Директ, с подающим механизмом клона БМГ.
Параметры печати:
-Сопло 0.4
-Слой 0.2
-Стенки 2
-Дно 2
-Крышка 3
-Заполнение гироидное 15%
-Температура сопла 270
-Стол 80
-Обдув самый малый, для того что бы модель не перегревалась и не белела!
-Скорость печати стенок/крышки/дна 40мм/c
-Скорость заполнения 60мм/с
-К-фактор 0.1
Сделал немного фото чтобы оценить качество печати, и ровность укладки слоев, судите сами.
Замеры кубиков штангелем показывают значения в допустимых пределах, 20 мм, с отклонениями в пределах погрешности, по всем осям.
Ну вот и пост подошел к концу, если это и дальше получит отклик то следующий пост я уже посвящу непосредственно печати бутылками, и всему что для этого нужно со всеми нюансами и подробностями.
Пишите в комментарииях что вы хотели бы, чтобы я распечатал из бутылок, по возможности я это реализую в следующем посте. Для этого я оставил комментарий.
И вот небольшой бонус, Мокрица, так я их называю, распечатанная из зеленых пивных бутылок.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Экструдер для получения филамента из PET тары
Цены на филамент в последнее время вообще не радуют. Также огорчает тот факт, что некоторые детали приходится перепечатывать по нескольку раз для получения желаемых результатов. Процесс разработки и печати детали иногда бывает достаточно итеративным и медитативным. А что если бы у Вас был бы безлимитный пластик? Эдакая "суперспособность" - человек-филамент? Помогло бы это Вам в Вашем 3D творчестве?
Представляю Вашему вниманию RePet Compact - компактный экструдер филамента из PET бутылок!
Принцип работы
Экструдер работает по технологии прямого преобразования PET тары в ленту, а затем в пруток, пригодный для 3D печати. Данная технология получила название "пуллструзия", и заключается в том что PET бутылку не требуется перемалывать в крошку, используемую как исходное сырье, а достаточно распустить на ленту, нагреть до 180 градусов и протянуть через hotend-формовщик с помощью лебедки. При такой низкой температуре пластик не выделяет запаха, в отличии, опять же, от технологии экструзии, где требуется расплавление материала до текучего состояния со всеми вытекающими. Данный процесс я бы даже не назвал экструзией в полной мере, скорее - PET conditioning - подготовка уже готового пластика для 3D печати.
В отличие от промышленных установок для получения пластика, технология "пуллструзии" не требует дорогостоящего оборудования (измельчитель пластика, пеллетный шнековый экструдер и т.д.) и потребляет гораздо меньше электроэнергии. С помощью данного экструдера, к примеру, с одной пятилитровой бутылки можно получить 16-19 метров PET филамента. Станок можно установить прямо на 3D принтер (или рядом) и печатать сразу с протяжной бобины станка. Станок работает от сети 220V, также есть 12V 4A версия для работ, так сказать, в "полевых условиях".
Преобразование тары в ленту
Осуществляется при помощи подшипникового бутылкореза. На данном этапе можно отрегулировать наклон бутылки (в соответствии с ее диаметром) и ширину получаемой ленты с помощью стальной направляющей.
Пуллструзия (PET conditioning)
Далее, лента попадает во входную воронку hotend-формовщика, в котором происходит нагрев и скручивание ленты в трубочку. Hotend-формовщик изготовлен из подготовленного стандартного сопла для 3D принтера (латунь, нерж. сталь), стандартного heat-блока без модификаций и стандартного керамического нагревательного элемента. Кстати, ширина ленты влияет на процент заполнения трубочки. При этом, форма трубочки, скорее, напоминает букву "С" (c-type filament). Имеющаяся полость в филаменте компенсируется переэкструзией при 3D печати (я выставляю от 130 до 150 процентов в слайсере). Полученный филамент наматывается на бобину при помощи редуктора на шаговом двигателе.
Сварка филамента.
Станок оборудован устройством для сварки филамента. Сварщик филамента представляет собой две прищепки с алюминиевыми губками. Для нагрева филамента в сварщике применяется спираль из NiCr проволоки сечением 0.2 мм, общая длина нити 200мм, работающая от встроенного блока питания 12V. Концы филамента устанавливаются в прищепки, при нажатии кнопки, 12V подаются на спираль, концы филамента нагреваются спиралью, оплавляются, соединяются вместе и формуются одной из прищепок (любой) путем вдвижения сваренной пары во внутрь прищепки. Сварочный шов охлаждается алюминиевыми губками. Таким образом можно сваривать и накапливать филамент на разных катушках, сортировать нити по цветам.
На данном видео представлен порядок работы со станком - от подготовки тары, до сварки филамента.
А что с сырьем? С цветами? Как печатать таким пластиком?
Исходное сырье и цвета
Станок позволяет перерабатывать все виды PET тары, доступные сегодня в розничной продаже:
1) 5 л бутылки для воды (16-17 метров пластика с одной бутылки) (синие, голубые, прозрачные, бирюзовые)
2) 1-2 л бутылки из под пива/газ воды и т. д. (8-9 метров пластика) (темно-коричневый)
3) PET бутылки из под молока (белый пластик)
4) PET бутылки из под энергетиков (чёрный пластик)
На данном видео представлен таймлапс по работе станка, а также демонстрация видов пластиков и работа ручного сварщика ReTool (о нем расскажу позже).
Станок работает в диапазоне температур 140-190 градусов, он позволяет, теоретически распускать все, что имеет форму ленты или цилиндра с тонкой стенкой (бутылки, стаканчики, заготовленная заранее лента).
Особенности применяемого сырья
В ходе экспериментов были опробованы разные виды PET тары, с толстыми и тонкими стенками. При работе с толстостенной тарой, необходимо просто уменьшить ширину ленты с помощью стального ограничителя на бутылкорезе. Наклейку на таре необходимо удалить строительным феном, если она бумажная. Пластиковые наклейки легко удаляются вручную. Отмывка остатков клея не требуется.
Параметры печати:
Если кратко, то:
Сопло: 275-285 градусов
Стол: 85 градусов
Экструзия: 130-150%
Печать данным пластиком осуществляется при температурах сопла 270-280 градусов и температуре стола 85 градусов - необходимо подобрать температуру сопла по легкости проталкивания прутка через экструдер. Необходим деликатный обдув модели при печати, т.к. при недостаточном охлаждении, пластик остывает медленно и кристаллизуется. На больших моделях я ставлю обдув в диапазоне 20-30%. В данный момент я печатаю на двух принтерах: FlyingBear Ghost 5 Direct (teflon tube throat) и принтере Uni с экструдером Titan Aero (all metal throat, brass cube). Разницы пока не замечено. Использую переэкструзию для компенсации полости в филаменте (130-150%), т.к. филамент получается в форме трубочки. Примером печати данным пластиком является сам станок.
Сферы применения станков по переработке PET тары
Сценариев применения пуллструзионных станков достаточно много, т.к. они очень компактные и экономичные (фактически работает 12V нагреватель на 160-180 градусах и 1 шаговый двигатель). Вот некоторые из них:
1) печать там, где доступ к покупному пластику затруднен, а ПЭТ тара есть практически везде где живут люди;
2) на заказ, ожидание, а иногда и собственноручную доставку пластика до места, где Вы печатаете, тратится Ваше время, деньги и силы. Станок всегда стоит в лаборатории и производит необходимый для работы пластик в нужном количестве;
3) использование пластика, полученного из ПЭТ тары как чернового при итерациях проектирования 3D моделей (экономит $$).
4) формирование культуры потребления пластика
Экономика пуллструзионной технологии
Во сколько же обойдется нам катушка филамента, полученная методом протяжки PET ленты? Давайте считать! Одна 5л бутылка из-под воды дает 18-19 метров пластика (c-type filament, 1.6-1.75 mm). Стандартная катушка содержит 300 метров пластика. Таким образом, на 1 катушку потребуется 16 пятилитровых ПЭТ бутылок. Средняя цена ПЭТ бутылки объемом 5 литров, к примеру, на Авито составляет 5 рублей. Итого: 80 рублей за сырье, необходимое для производства 1 катушки пластика. Также следует учитывать затраты на электроэнергию, которые примерно в 3 раза меньше 7.5 часовой работы 3D принтера, а именно столько потребуется на наполнение одной катушки пластиком.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал , чтобы быть в курсе самых интересных материалов...
Если вы хотите поддержать подборки материально, ; просто переводом на карту OZON: 2204 2401 3817 7771 от 50 рублей.