Der Sommer ist da! E3D-V6 Innentemperatur

Wie warm wird’s im Hotend? Ich habe im E3D V6 Hotend nachgemessen.

Anläßlich der aktuellen Wetterlage ein Zwischenstand.

Motivation

Es gibt gleich mehrere Gründe, die Temperatur im Hotend zu untersuchen, wenn es im Druckraum richtig kuschelig wird:

1) Überhitzungsphänomene beim Druck

Draußen ist es heiß, und langsam erreichen die Temperaturen auch in der Wohnung 30°C.  Es zeigen sich Überhitzungsphänomene wie Unterextrusion am Druckteil, und es stellt sich die Frage nach den genauen Ursachen.

2) Limits bei geheiztem Bauraum

Wie hoch darf die Temperatur in einem geheizten Bauraum werden, bevor es im Hotend zu warm wird? Sind Temperaturen um die 40° schon kritisch, wie sie z.B. für ASA gut funktionieren, um Warping zu verhindern?

3) Reduzierung der Hotend-Lüfterdrehzahl

Wie weit kann man die Lüfterdrehzahl zur Geräuschminderung am Hotend reduzieren, bevor die Kühlleistung nachlässt?

Messung

Der externe Sensor meines Infrarotthermometers ist an Stelle des Bowdens im E3D V6 versenkt, so dass er etwa an der markierten Stelle sitzt.

Ausschnitt einer technischen Zeichnung von E3D.

Der Druckkopf ist über der Mitte des 330x330cm Heatbeds des X5PO platziert.

Das Heatbed ist auf nominell 110°C aufgeheizt und erreicht an der Oberfläche 105°C (s. Foto oben). Das Hotend ist auf 250° aufgeheizt.

Die Nabe des Hotendlüfters ist mehr als 45° warm, so dass dies auch für seine Ansaugluft über dem heißen Heatbed angenommen werden kann.

Im Hotend werden auch nach mehr als 15 Minuten Einschwingzeit maximal 50°C gemessen(s. Foto).Das ist nur einige wenige Grad wärmer, als die vom Lüfter angesaugte Luft.

Interpretationsversuche

1) Überhitzungsphänomene beim Druck

Eine Verbesserung der Anströmung oder ein stärkerer Lüfter werden die Probleme nicht verbessern, da auch der kleine Original-Lüfter, der im X5PO sogar ein wenig im Staudruck arbeitet, das Coldend nur wenige Grad Celsius wärmer werden lässt, als die Druckraumtemperatur. Um das Coldend weiter abzukühlen, müsste man wohl auf Wasserkühlung umsteigen.

Als Ursache für Unterextrusion ist allgemein bekannt, dass zu hohe Retraction-Distanzen Wärme in das Hotend ‚hochziehen‘.

Bei sommerlichen Drucken haben wir herausgefunden, dass auch die Temperatur des zugeführten Filaments eine Rolle spielen könnte, weil das Filament mehr Wärme ins Coldend mitbringt. und weil der Extruder das weichere Filament nicht mehr so gut packen kann.

Ein Wärmeübertrag vom heißen Extrudermotor erscheint mir beim im X5PO verbauten Titan nicht so wahrscheinlich, da das Filament-Ritzel dort nicht direkt auf der Motorwelle sitzt.

2) Limits bei geheiztem Bauraum

Da man den Bauraum ja nur für Filamente heizt, die sich im Hotend dann auch unkritischer verhalten als PLA, sollten 40° kein Problem sein.

3) Reduzierung der Hotend-Lüfterdrehzahl

Diese Idee kann sinnvoll weiter verfolgt werden, da der Temperaturunterschied zwischen Lüfter-Ansaugluft und Coldend-Innentemperatur sehr klein ist.

Leider läuft mein Hotend-Lüfter bei PWM-Ansteuerungswerten unter 255 aus Smoothieware heraus gar nicht an, so dass ich hier noch nicht messen konnte, ab welcher Drehzahl die Temperatur im Hotend beginnt zu steigen.

 

 

3 Kommentare

  • Meine Theorie ist, das Filament ist die stärkste Kühlung. Mir fällt jedes Jahr beim Wechsel von Winter zu Sommer und zurück, daß die Druckeinstellungen nicht passen. Die Temperaturen von Bett und Hotend werden von der Elektronik gleich gehalten. Einzig das Filament hat im Sommer bereits vorher eine höhere Temperatur und kann darum weniger Wärme entziehen.

    • Am Hotend wird der Heatblock geregelt geheizt, ja.
      Aber das Coldend wird nur ungeregelt gekühlt. Dessen Kühlung hängt an der Umgebungstemperatur. Wie weit das Innere des Hotends von der Umgebungstemperatur wegläuft, hatte mich interessiert.

      Ein zweiter Gradient stellt sich theoretisch zwischen Thermistorposition und Düsenspitze am Hotend ein. Hier sollte der Temperaturunterschied aber eher klein sein. Aber wenn ich auf den Kupfer-Heatblock von E3D schaue, dann liegt hier wohl auch noch ein Thema.

    • Uwe, vielleicht sollten wir tatsächlich über ein Filamentkühlung nachdenken. Die muss – wie Du an anderer Stelle schon angemerkt hast – auf dem Weg bis zum Hotend dann aber luftdicht sein, um Kondenswassereffekte zu vermeiden.

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