Adapter wentylatora osiowego 4020 dla głowicy drukarki Ender 3

Adap­ter wen­ty­la­to­ra ze zin­te­gro­wa­nym tzw. fan duc­tem oraz pod­kład­ki dystan­so­we z tej mody­fi­ka­cji umoż­li­wia­ją zasto­so­wa­nie w gło­wi­cy dru­kar­ki Ender 3 (Ender 3X) cichych wen­ty­la­to­rów osio­wych 4020 zamiast ory­gi­nal­nych, wyją­cych, wen­ty­la­to­rów 4010 (osio­we­go i promieniowego).

Głów­ny cel tego pro­jek­tu — wyci­sze­nie dru­kar­ki 3D — już zna­cie. Cela­mi pobocz­ny­mi były:

• jak naj­niż­sza masa adap­te­ra wen­ty­la­to­ra chło­dzą­ce­go filament,
• moż­li­wie pro­sty model, umoż­li­wia­ją­cy wydruk bez zasto­so­wa­nia raftu i podpór,
• uży­cie tych faj­nych, mole­to­wa­nych śru­bek M2, któ­re moco­wa­ły wen­ty­la­tor pro­mie­nio­wy do zamo­co­wa­nia adap­te­ra wen­ty­la­to­ra osiowego.

Osią­gną­łem to, podej­rze­wam — nie prze­pro­wa­dza­łem jesz­cze symu­la­cji — że kosz­tem lami­nar­no­ści prze­pły­wu powie­trza przez fan duct. Dmu­cha wystar­cza­ją­co do uzy­ska­nia moc­nych wydru­ków o ład­nej powierzch­ni, więc nie wiem, czy zde­cy­du­ję się poświę­cić wię­cej uwa­gi na powyż­szy temat.

Na mody­fi­ka­cję skła­da się kil­ka ele­men­tów. Przede wszyst­kim są to:

• adap­ter wen­ty­la­to­ra (fan duct),
• 2 pod­kład­ki dystan­so­we 10 mm wal­co­we lub 1 wal­co­wa i 1 pro­sto­pa­dło­ścien­na (płyt­ka najaz­do­wa krań­ców­ki, zde­rzak — nie­zbęd­na do zasto­so­wa­nia z nie­któ­ry­mi inny­mi modyfikacjami).

Potrzeb­ne będą dodat­ko­we elementy:

• 4 szt. śrub M3x20 do przy­mo­co­wa­nia wen­ty­la­to­ra osio­we­go 4020 chło­dzą­ce­go radia­tor hot-endu,
• 3 szt. śrub M3x25 do przy­mo­co­wa­nia wen­ty­la­to­ra osio­we­go 4020 do adaptera,
• 2 szt. śrub M3x14 do przy­mo­co­wa­nia meta­lo­wej klat­ki do karet­ki dru­kar­ki 3D,
• 2 prze­twor­nicz­ki impul­so­we 24 na 12 lub 5 V (w zależ­no­ści od uży­tych wentylatorów)*,
• 2 wen­ty­la­to­ry 4020 (w mojej dru­kar­ce na tę chwi­lę pra­cu­ją nie­na­gan­nie Fan­der Roxo FRX3-4020L. Może i nie są bar­dzo wydaj­ne, ale za to pra­wie bezszelestne),
• mate­ria­ły pomoc­ni­cze: koszul­ki ter­mo­kurcz­li­we, ole­jo­we, try­tryt­ki, stop lutow­ni­czy i topnik.

*) Przez jakiś czas zamiast prze­twor­nicz­ki wen­ty­la­to­ra chło­dzą­ce­go radia­tor hot-endu pra­co­wał sta­bi­li­za­tor linio­wy 7812 i nie grzał się nad­mier­nie, ale też nie był trak­to­wa­ny prze­bie­giem pro­sto­kąt­nym PWM, jak to ma miej­sce w przy­pad­ku ste­ro­wa­nia wen­ty­la­to­ra chło­dzą­ce­go filament.

Adap­ter wen­ty­la­to­ra oraz pod­kład­ki będą jeź­dzi­ły z całą karet­ką dru­kar­ki, war­to więc zadbać o to, aby były wystar­cza­ją­co odpor­ne mecha­nicz­nie i jed­no­cze­śnie lek­kie. W przy­pad­ku mojej dru­kar­ki, swo­je zada­nie speł­nia­ją wydru­ki z PLA o ścian­kach gru­bo­ści 3 warstw i rek­ty­li­ne­ar­nym wypeł­nie­niu 20% przy gru­bo­ści war­stwy 0,2 mm.

Gwintowanie i dlaczego tak

Nie­zbęd­ne jest nagwin­to­wa­nie 3 otwo­rów w adap­te­rze do zamo­co­wa­nia wen­ty­la­to­ra 4020. Moż­na na sucho, ale kto nie sma­ru­je ten nie jedzie. Pole­cam sma­ro­wa­nie gwin­tow­ni­ka sma­rem sili­ko­no­wym — gwint wycho­dzi lep­szej jakości.

Mogłem co praw­da w pro­jek­cie uwzględ­nić uży­cie nakrę­tek M3 albo wta­pia­nych tule­jek gwin­to­wa­nych, ale nie chcia­łem zwięk­szać już i tak nad­pro­gra­mo­wo powięk­szo­nej masy gło­wi­cy dru­ku­ją­cej: w koń­cu głów­ną zale­tą Bow­den extru­de­ra jest wła­śnie jej nie­du­ża bez­wład­ność i moż­li­wość dru­ko­wa­nia z względ­nie duży­mi pręd­ko­ścia­mi przy ogra­ni­czo­nej sztyw­no­ści całej dru­kar­ki 3D. Z tego m.in. powo­du zde­cy­do­wa­łem się na uży­cie jedy­nie 3 śrub mocu­ją­cych wen­ty­la­tor do adaptera.

Swap 4010 na 4020

Pro­ce­du­ra pod­mia­ny wen­ty­la­to­rów dru­kar­ki 3D jest mniej wię­cej taka:

1. odkrę­ca­my meta­lo­wą klat­kę osła­nia­ją­cą hot-end,
2. wymie­nia­my wen­ty­la­tor 4010 na 4020, ten ostat­ni przy­krę­ca­jąc śru­ba­mi M3x20,
3. przy­krę­ca­my klat­kę do karet­ki za pomo­cą pod­kła­dek dystan­so­wych 10 mm i śrub M3x14,
4. odkrę­ca­my wen­ty­la­tor pro­mie­nio­wy 4010 z pra­wej stro­ny klat­ki i w jego miej­sce przy­krę­ca­my adap­ter wen­ty­la­to­ra 4020. Ory­gi­nal­nych śru­bek M2 krót­szych uży­wa­my bli­żej przo­du klat­ki a dłuż­szych z tyłu,
5. przy­krę­ca­my wen­ty­la­tor 4020 do adap­te­ra za pomo­cą śrub M3x25,
6. Pod­łą­cza­my wen­ty­la­to­ry do odpo­wied­nich prze­wo­dów za pośred­nic­twem prze­twor­nic impul­so­wych. W prze­twor­ni­cach, któ­re zasto­so­wa­łem, trze­ba było jesz­cze usta­wić odpo­wied­nie napię­cie, poprzez prze­cię­cie ścież­ki i wyko­na­nie zwor­ki pomię­dzy odpo­wied­ni­mi pola­mi lutow­ni­czy­mi. Nie w każ­dej prze­twor­ni­cy tak będzie,
7. dokład­nie izo­lu­je­my prze­twor­ni­ce i przy­mo­co­wu­je­my try­tryt­ka­mi do koszul­ki osła­nia­ją­cej prze­wo­dy dopro­wa­dzo­ne do gło­wi­cy drukującej.*

*) Prze­twor­nicz­ki moż­na umie­ścić w obu­do­wie pły­ty głów­nej dru­kar­ki, co obni­ży masę karet­ki. Nie­ste­ty będzie to wyma­gać nie­co wię­cej zręcz­no­ścio­wych fikołków.

2022 — Wrażenia z eksploatacji

Po dwóch latach eks­plo­ata­cji i dzie­siąt­kach, jeśli nie set­kach wydru­ków, adap­ter wen­ty­la­to­ra osio­we­go nadal spi­su­je się zna­ko­mi­cie i nie nosi śla­dów zużycia =)

---

Pli­ki oraz nie­zbęd­ne infor­ma­cje do wydru­ku znaj­dziesz pod adresem:

https://www.thingiverse.com/thing:4616906