Rurki z PTFE stworzone do druku 3D i ekstruderów Bowdena

Zastosowanie – z możliwością skalowania i niewielkie

Rurka z PTFE ma liczne zastosowania: od dawna wykorzystuje się ją w wielu (dużych) procesach produkcyjnych. Zatem nic dziwnego, jeśli uwzględnimy, że PTFE świetnie sprawdza się do przenoszenia materiałów i gazów.  Jest elastyczny i może przenosić żrące substancje, zarówno w bardzo niskich, jak i wysokich temperaturach.

Coraz częściej stosują je również hobbyści. Dobry przykład zastosowania tego materiału to drukarki 3D. Rurka z PTFE służy w drukarkach 3D do elastycznego prowadzenia włókna, czyli właściwego elementu do drukowania w kierunku ekstrudera (Bowdena) przy względnie niskim współczynniku tarcia. Dzięki temu dobrze znosi działanie wysokich temperatur w pobliżu dyszy drukarki.

Najbardziej optymalna średnica rurki z PTFE do drukarek 3D i ekstruderów Bowdena zależy od typu drukarki oraz zastosowania i rodzaju użytego włókna. Jednak najczęściej stosowane średnice to:

• 1,9 mm średnica wewnętrzna x 4 mm średnica zewnętrzna 
• 2 mm średnica wewnętrzna x 4 mm średnica zewnętrzna 
• 2 mm średnica wewnętrzna x 6 mm średnica zewnętrzna 
• 3 mm średnica wewnętrzna x 4 mm średnica zewnętrzna 
• 3,2 mm średnica wewnętrzna x 6 mm średnica zewnętrzna 
• 3,2 mm średnica wewnętrzna x 6,35 mm średnica zewnętrzna 

Do wyższych temperatur i jeszcze niższego współczynnika tarcia obecnie oferujemy rurki marki Capricorn klasy premium z PTFE do włókien 1,75 mm i 2,85 mm:

• Rurka Capricorn XS do włókna 1,75 mm
• Rurka Capricorn XS do włókna 2,85 mm
• Rurka Capricorn TL do włókna 1,75 mm
• Rurka Capricorn TL do włókna 3,85 mm

Poniższy rysunek przedstawia standardową drukarkę FDM stosowaną dziś przez rzesze miłośników projektowania wnętrz. FDM to skrót od „Fused Deposition Modelling”, oznaczający klasyczna drukarkę do standardowych zastosowań w domu. W jej przypadku można korzystać z wielu materiałów, z których najpopularniejsze to: PLA (kwas polimlekowy) i ABS (styren butadienowy). Ponadto na rynku dostępne są różne rodzaje włókien. Na przykład z dodatkiem włókien drzewnych. W tym przypadku wydruk 3D będzie mieć strukturę drewna.

Drukarka tego rodzaju będzie drukować z wykorzystaniem włókna (filamentu) – warstwa po warstwie. Silnik przeprowadza włókno przez rurkę z PTFE do dyszy drukarki. W tym miejscu panuje wysoka temperatura około 200 stopni. Pod jej wpływem tworzywo sztuczne topi się, a dysza natryskuje je na wydruk. Jeśli przyjrzymy się wydrukowi 3D z bliska, możemy rozróżnić poszczególne nałożone na siebie warstwy. Co do zasady, im cieńsze warstwy, tym ładniejszy wydruk.

Dlatego rurka z PTFE ma decydujące znaczenie dla prowadzenia włókna. Bez niej drukarka jest bezużyteczna. Dzięki rurce włókno znajduje się pod stałym ciśnieniem z silnika ekstrudera i może się przesuwać wyłącznie w kierunku dyszy/ ekstrudera Bowdena.

W tej chwili dostępne jest kilka wariantów standardowych drukarek FMD. Na przykład drukarka typu dual extrusion. W tym przypadku dysza drukarki ma dwa wejścia, które umożliwiają drukowanie z dwóch materiałów lub w dwóch kolorach. Jest to doskonałe rozwiązanie, jeśli chcesz zastosować w wydruku części o różnych właściwościach materiałowych.

Oprócz stosowania rurek z PTFE w wydrukach świetnie sprawdzają się one w projektach hobbystycznych. Rurka z PTFE jest nieoceniona w projekcie poniżej, czyli torze kolejki górskiej wydrukowanym w technice 3D!

Kolejka górska wydrukowana w 3D – ogromny odwrócony bumerang

Dwa lata temu zacząłem projektować i budować kolejkę górską drukowaną techniką 3D. Chciałem zbudować w pełni działający model. Uwielbiam kolejki górskie i z przyjemnością projektuję w 3D, zatem ten projekt wydawał się wprost wymarzony, aby połączyć te dwie pasje.

I tak właśnie się stało. Latem 2019 roku zacząłem od rysunków 3D prawdziwego modelu kolejki: Giant Inverted Boomerang (w kształcie ogromnego, odwróconego bumerangu). Ten rodzaj kolejki, zaprojektowany i wyprodukowany w Holandii, rozpowszechnił się na całym świecie! Jej „mniejszą siostrę” można napotkać na przykład we Flevopolder, a konkretnie w parku rozrywki Walibi Holland.

Przez jakiś czas moja drukarka 3D pracowała całymi godzinami, a z linii produkcyjnej zjeżdżały kolejne odcinki kolejki. Gdy cała konstrukcja była prawie gotowa, przyszedł czas, aby pomyśleć nad torami. W końcu wagoniki będą musiały jeździć po nich z łatwością i przy niewielkim tarciu. Na całym świecie powstało kilka kolejek wydrukowanych w technice 3D. Zauważyłem, że do kształtowania torów często stosowano rurki z PTFE.

Dlatego nic dziwnego, że ja również wybrałem rurki z PTFE. Ponieważ w sklepie z rurkami z PTFE można dostać je w rozsądnych cenach i praktycznie każdych wymiarach, złożyłem zamówienie właśnie tam. Poniższe zdjęcie przedstawia część kolejki górskiej, w której rurkę z PTFE zamontowano na konstrukcji.

Po częściowym montażu rurki z PTFE projekt wyglądał tak:

Teraz nadszedł czas na elektronikę, a potem budowę i montaż pociągu kolejki. Mam nadzieję, że za kilka miesięcy powstanie w pełni działająca kolejka górska wydrukowaną w 3D, z niewielkim wykorzystaniem rurek z PTFE.

Patrick de Groot