Обзор биметаллического термобарьера – больше никаких засоров!

В мире 3D-печати конструкции термобарьера претерпели множество изменений. От простой трубки с резьбой в прошлом мы пришли к биметаллическому термобарьеру. Это новая конструкция, которая улучшает тепловые характеристики и позволяет использовать вентиляторы с пониженной мощностью для уменьшения шума.

Зачем использовать биметаллический термобарьер?

Обычно, когда вы думаете об обновлении термобарьера, это связано с тем, что вы хотите печатать филаментами, требующими более высокой температуры печати. Большинство термобарьеров, используемых в обычных принтерах, сделаны из металла с тефлоновой трубкой внутри. Эта трубка термически изолирует нить филамента до того, как она достигнет сопла.

Печатать филаментами, требующими высокой температуры печати

Термобарьер с PTFE-трубкой подходит для печати PLA, потому что вам не нужно нагревать экструдер до температуры выше 210°C. Но если вы планируете печатать PETG или ABS, важно иметь цельнометаллический термобарьер, чтобы избежать разрушения PTFE, которая выделяет опасные испарения, при плавлении.

Цельнометаллический термобарьер позволит вам без проблем печатать при температуре 300°C. Но есть и обратная сторона. Филаментом PLA немного сложнее печатать с цельнометаллическим термобарьером.

Лучшая теплопроводность

Поскольку биметаллический термобарьер имеет улучшенную конструкцию, температура от теплоблока не передается на холодную часть термобарьера. Это означает, что вам не нужно много охлаждаемой поверхности, так как не нужен сильный теплоотвод.

При переходе на биметаллический термобарьер температура внутри холодной зоны будет ниже, а модели из PLA с цельнометаллическим термобарьером не засорятся.

Биметаллический термобарьер может стать отличным обновлением для Artillery Sidewinder X1 и Genius. Стандартный термобарьер имеет PTFE-трубку, а радиатор обладает не самым лучшим охлаждением. Перейдя на биметаллический термобарьер, вы сможете печатать при более высокой температуре и меньше тепла будет доходить до термобарьера.

Меньше шума

Если у вас меньше тепла в холодной зоне термобарьера, то вам не нужны мощные вентиляторы для теплоотвода. Однако, я по-прежнему рекомендую использовать вентилятор хорошего качества с достаточным потоком воздуха. Но если вы планируете использовать тихие вентиляторы Noctua, теперь вы можете установить их без риска засорения сопла.

Вентиляторы Noctua по-прежнему не рекомендуется устанавливать при использовании обычного термобарьера.

Кто первым реализовал идею изготовления термобарьера из биметалла?

Не цитируйте меня по этой теме, но насколько я знаю, Slice Engineering была первой компанией, которая предложила идею биметаллического термобарьера. Вся идея была представлена с хотэндом Slice Engineering Copperhead. Они переняли отличный тепловой дизайн от Mosquito Hotend и адаптировали его к термобарьеру.

Вся концепция заключается в использовании тонкой металлической трубки между горячей и холодной зонами термобарьера. Теплопередача из-за этой тонкой металлической трубки плохая, и это приводит к значительному улучшению характеристик охлаждения.

В настоящее время на их веб-сайте есть Copperhead Heat Breaks за $24,99 (по предзаказу). Учитывая, что версия Trianglelab стоит около $20, я рекомендую вам потратить дополнительные деньги на вариант Slice, чтобы получить гарантированно качественный продукт. У нас также представлен неплохой ассортимент вариаций термобарьеров, поэтому вы, вероятно, найдете термобарьер, совместимый с любым типом принтера.

Биметаллический термобарьер Trianglelab

Компания Trianglelab взяла идею Slice Engineering и изготовила этот биметаллический термобарьер. Он сделан из меди и имеет тонкую трубку из нержавеющей стали, проходящую через термобарьер.

Я получил Bi-Metal Heat Break от Trianglelab на Aliexpress, и он был доставлен менее чем за 1 месяц, но заказав термобарьер в магазине 3DTrade вы сможете получить свой заказ всего за пару дней.

При установке нового биметаллического термобарьера следите за тем, чтобы не перетянуть его. Трубка из нержавеющей стали тонкая. Если давление будет слишком высоким, трубка может погнуться, и ваш драгоценный биметаллический термобарьер необходимо будет заменить.

Тестирование биметаллического термобарьера

Чтобы правильно протестировать биметаллический термобарьер, я сделал тестовую установку из старых деталей после обновления SKR 1.3 для Sidewinder X1. Я использовал клон MKS Gen L для питания всего, хотэнд Volcano с нагревательным блоком 40 Вт и обычным термистором 100k.

Температуру внутри термобарьера проверял мультиметром с датчиком температуры. Зонд был вставлен в термобарьер непосредственно над переходной зоной, и его конец касался внутренней металлической стенки.

Температура в помещении была 22°С. Для каждого теста устанавливалась температура хотэнда, после чего я ждал 10 минут, пока температура не стабилизируется. Через 10 минут проверил температуру щупом мультиметра.

Обратите внимание, что я пытался оставить все переменные одинаковыми, чтобы получить хорошие результаты. Это идеальные установки без ограничений воздушного потока или других частей, которые могут влиять на температуру (например, температура платформы печати). Реальная температура может быть на несколько градусов выше.

Обычный цельнометаллический термобарьер с радиатором Titan Aero

Первый тест был проведен с использованием обычного цельнометаллического термобарьера с радиатором Titan Aero. Установил качественный 40мм вентилятор, и приступил к испытаниям. Температуры слишком высоки для печати PLA, но все еще подходят для печати PETG или ABS с низким риском засорения.

Температура хотэнда	Сборка	Время	Температура термобарьера
180°C	Обычный термобарьер + Titan Aero	10 минут	38°C
210°C	Обычный термобарьер + Titan Aero	10 минут	42°C
250°C	Обычный термобарьер + Titan Aero	10 минут	47°C
280°C	Обычный термобарьер + Titan Aero	10 минут	50°C

Биметаллический термобарьер Trianglelab с радиатором Titan Aero

После замены обычного цельнометаллического термобарьера на биметаллический все изменилось. Как видите, температура стала намного лучше, и печать PLA теперь возможна без каких-либо проблем.

Температура хотэнда	Сборка	Время	Температура термобарьера
180°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + Titan Aero	10 минут	31°C
210°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + Titan Aero	10 минут	33°C
250°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + Titan Aero	10 минут	35°C
280°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + Titan Aero	10 минут	36°C

График для сравнения

Обычный цельнометаллический термобарьер с радиатором V6

Я не ожидал этого, но похоже, что радиатор V6 намного лучше по сравнению с Titan Aero. С обычным цельнометаллическим термобарьером любой тип материала печатается без каких-либо проблем.

Температура хотэнда	Сборка	Время	Температура термобарьера
180°C	Обычный термобарьер + радиатор V6	10 минут	33°C
210°C	Обычный термобарьер + радиатор V6	10 минут	37°C
250°C	Обычный термобарьер + радиатор V6	10 минут	40°C
280°C	Обычный термобарьер + радиатор V6	10 минут	43°C

Биметаллический термобарьер Trianglelab с радиатором V6

Хотя разница температур не так велика, с биметаллическим термобарьером есть очевидное улучшение. 

Температура хотэнда	Сборка	Время	Температура термобарьера
180°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + радиатор V6	10 минут	29°C
210°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + радиатор V6	10 минут	30°C
250°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + радиатор V6	10 минут	32°C
280°C	Биметаллический термобарьер Trianglelab + радиатор V6	10 минут	33°C

График для сравнения

Выводы

После этого быстрого теста я могу с уверенностью сказать, что будущее за биметаллическим термобарьером. Он улучшает тепловые характеристики любого хотэнда и обеспечивает больше пространства для выбора вентиляторов. Возможно, в ближайшем будущем мы даже увидим безвентиляторные хот-энды.

Несмотря на то, что я пытался измерить все как можно точнее, все же есть вероятность, что я что-то упустил. Пожалуйста, дайте мне знать, если вы обнаружите какие-либо проблемы с информацией, представленной здесь.

Я также воздержусь от дискуссий о том, правильно или неправильно покупать копии. Я продолжу тестировать и анализировать 3D-принтеры и комплектующие из разных источников и делиться своим честным мнением о них. Конечный пользователь должен сам решить, на что потратить деньги.