Pengurangan Kebisingan Pompa Printer 3D: Modifikasi Senyap yang Tahan Lama

Pengurangan kebisingan pompa printer 3D biasanya dimulai dari pompa: dudukan, pipa, dan pengaturan penggerak membawa sebagian besar suara. Perbaiki jalur pemasangan terlebih dahulu, pindahkan pita PWM ke 20-25 kHz kedua, dan lindungi bagian keausan ketiga. Angka 60 dB yang dipublikasikan merupakan kondisi pengujian dan bukan janji untuk mesin Anda, jadi ukurlah pada 30 cm sebelum dan sesudah setiap penggantian.

Di mana pengurangan kebisingan pompa printer 3D dimulai

Sebuah pompa mengeluarkan bunyi berisik di tiga tempat terpisah, dan masing-masing mempunyai pengaruh yang berbeda: jalur fluida, motor dan penggeraknya, serta struktur tempat pompa dipasang.

Daftar kesalahan pabrikan menyebutkan lima penyebab, dan tiga adalah masalah pemeliharaan: pemalasan, kerak, dan saluran masuk tersumbat yang bergetar di bawah tekanan negatif. Dua lainnya adalah ketidakcocokan penggerak yang menambahkan nada frekuensi tinggi yang samar dan toleransi rotor-dan-poros, disebut sebagai sumber terbesar dari semuanya - sebuah variabel desain yang tidak dapat disembuhkan oleh braket mana pun.

Motor sikat menambahkan tanda kedua: keausan sikat karbon menghasilkan percikan api dan kebisingan, dan cairan yang mencapai celah stator-rotor dapat merusak motor.

Cara memisahkan rengekan PWM dari kebisingan mekanis

Tiga tes memisahkan sumber sebelum Anda membeli apa pun. Pertahankan tugas konstan dan ubah hanya frekuensi PWM: jika nada bergerak, kebisingannya adalah listrik. Tekan braket saat pompa bekerja: jika kenyaringan berubah, bingkainya memancar. Bandingkan permulaan yang dingin dengan lari selama tiga puluh menit: suara gemuruh yang bertambah selama berminggu-minggu menunjukkan skala, sementara kebisingan yang dimulai saat reservoir kosong menunjukkan keadaan diam.

Tabel 1. Sumber kebisingan pompa, tanda tangan masing-masing yang dipublikasikan, dan pengujian yang mengidentifikasinya.

Sumber: catatan pemecahan masalah kebisingan pabrikan dan ringkasan spesifikasi; baris yang ditanggung struktur adalah praktik teknik, bukan pengukuran yang dipublikasikan.

Baca selanjutnya:Solusi kebisingan pompa air mikro DC.

Ukur kebisingan sebelum Anda memodifikasi pompa

Garis dasar yang diambil dengan cara yang sama dua kali mengalahkan angka yang diiklankan. Catat ketinggian pada 30 cm dan 1 m pada tugas yang Anda jalankan, dengan mesin dalam keadaan terpasang, dan catat jarak serta pemasangannya setiap saat.

Kedua angka yang dipublikasikan tersebut tidak dapat dibandingkan. Pompa 3 V berada di bawah 60 dB pada 30 cm, diukur pada 5 V DC pada spons 5 cm; pompa 24 V dipublikasikan pada 60 dB pada 50 cm tanpa menyatakan kondisi pemasangan. Tekanan suara turun sekitar 6 dB setiap kali jaraknya berlipat ganda, jadi 60 dB pada jarak 50 cm kira-kira sama dengan 64 dB pada jarak 30 cm dalam medan bebas. Pada dasarnya, kedua pompa tidak berada di bawah 60 dB.

Gunakan satu aplikasi telepon untuk perbandingan sebelum dan sesudah, tetapi satukan meteran ke IEC 61672-1 ketika nomor tersebut akan dipublikasikan, karena telepon tidak memiliki bobot yang dinyatakan. Nilailah ketinggian dari jarak sejauh lengan, tempat pendengar duduk.

Baca selanjutnya:Peristaltik vs pompa roda gigi untuk printer 3D.

Instalasi peredam guncangan untuk pengurangan kebisingan pompa printer 3D

Isolator adalah pegas dan peredam yang digabungkan, dan berperilaku seperti filter low-pass mekanis: di atas frekuensi alaminya, ia mengurangi transmisi, pada resonansi ia memperkuatnya. Itulah sebabnya bantalan karet yang sama dapat membuat satu printer menjadi lebih senyap dan printer lainnya menjadi lebih berisik.

Instalasi penyerap guncangan pompa printer 3D

Beban dan geometri lebih penting daripada material. Pertahankan kompresi kerja di dalam rentang elastis isolator, karena bantalan yang terjepit adalah sambungan yang kaku, dan jaga frekuensi alami isolator jauh di bawah frekuensi yang dieksitasi oleh pompa.

Tabel 2. Sifat elastomer untuk dudukan pompa, dengan dudukan yang digunakan dalam uji kebisingan yang dipublikasikan.

Sumber: Tabel properti EPDM dan silikon dari referensi polimer yang dikutip; baris pemasangan dari halaman produk pompa 3 V. 'Tidak disebutkan' berarti sumber yang dikutip tidak mempublikasikan nilainya.

Lima cara retrofit peredam guncangan gagal

Menjembatani isolator.Baut yang menembus bantalan, pengikat kabel, atau braket kaku menciptakan jalur paralel, dan elastomer tidak melakukan apa pun.

Tabung kaku.Kondisi pengujian yang terdokumentasi menggunakan silikon 45 Shore A dengan lubang 2,5 mm dan saluran masuk 350 mm serta saluran keluar 250 mm. Tabung pendek yang kaku mentransmisikan getaran: terlalu keras mungkin tidak dapat menutup duri, terlalu lunak dapat roboh saat dihisap.

Pemasangan pada frekuensi yang salah.Bantalan lunak di bawah braket lampu dapat menempatkan frekuensi alami dudukan di dalam rentang eksitasi pompa, yang akan menguatkan alih-alih mengisolasi; lebih banyak massa braket atau peredam meratakan puncak itu.

Melewati isolator dengan kabel.Setiap kabel atau tabung yang melintasi celah tersebut merupakan korsleting getaran; tinggalkan loop layanan di masing-masingnya.

Mengencangkan pengencang secara berlebihan.Kompresi melewati rentang elastis mengubah isolator menjadi pengatur jarak yang kaku.

Gambar 1. Model transmisibilitas dudukan pompa: getaran diperkuat pada resonansi dan dilemahkan hanya di atas titik persimpangan, dan semakin banyak redaman maka semakin rendah puncaknya.

Sumber: model penulis menggunakan relasi transmisibilitas derajat kebebasan tunggal standar T=1 / sqrt((1 - r^2)^2 + (2 zeta r)^2) untuk r=f/fn, dikombinasikan dengan temuan yang dipublikasikan bahwa isolator pasif adalah filter low-pass mekanis. Sebuah model, bukan pengukuran.

Baca selanjutnya:Spesifikasi pompa SC2301CPW 24 V.

Modifikasi senyap dengan kontrol kecepatan pompa peristaltik PWM

PWM mengatur kecepatan berdasarkan tugas dan suara dengan mengganti frekuensi. Titik awal yang dipublikasikan adalah 20 kHz, pita 20-25 kHz untuk tugas senyap, dan peringatan bahwa melebihi sekitar 30-40 kHz, pengemudi kecil menghabiskan daya sebenarnya hanya untuk berpindah.

Pada tugas rendah, pompa memasuki zona mati di mana gesekan dan torsi beban menghentikan penyalaannya: pompa berdengung, memanaskan belitan, dan tidak menggerakkan apa pun. Tetapkan perintah minimum di atas titik awal yang dapat diandalkan, dan pilih driver yang sudah menangani pergantian, pembatasan arus, dan soft-start.

Modifikasi senyap: memilih pita frekuensi

Gambar 2 menempatkan rekomendasi terhadap pita suara. Pendengaran manusia berkisar sekitar 20 Hz hingga 20 kHz, jadi peralihan pada 20-25 kHz menghilangkan rengekan listrik, sementara kehilangan peralihan di atas 30-40 kHz mulai memakan daya dan panas yang sebenarnya.

Gambar 2. Pita switching PWM yang dipublikasikan terhadap jangkauan pendengaran manusia.

Sumber: panduan aplikasi PWM pabrikan (titik awal 20 kHz, pita diam 20-25 kHz, kerugian peralihan di atas sekitar 30-40 kHz); rentang pendengaran 20 Hz hingga 20 kHz dari referensi akustik yang dikutip.

Pengkabelan: jauhkan kebisingan listrik dari printer

Suara pergantian motor yang disikat tidak bertahan di kabel pompa: di printer, suara tersebut dapat digabungkan menjadi sinyal termistor atau tegangan referensi driver stepper dan menyebabkan pembacaan tidak menentu. Jauhkan kabel pompa dari termistor dan pengoperasian endstop, pertahankan jalur kembali yang pendek, dan saring pengoperasian yang lama.

Printer MCU menyuplai sekitar 25-40 mA per pin dan 150-200 mA di seluruh pin suplainya, sementara pompa kecil menarik 100-500 mA, sehingga port kipas memerlukan MOSFET, sekering, dan ruang kepala relnya dikonfirmasi terlebih dahulu. Gunakan MOSFET tingkat logika sisi rendah yang diperingkat untuk arus terhenti dengan sekering cabang dan dioda flyback, dan ukur pasokan untuk arus masuk: konverter mengubah tegangan tetapi tidak pernah menghasilkan arus.

Baca selanjutnya:Bagaimana PWM mempengaruhi pompa mikro.

Modifikasi perpanjangan umur

Masa pakai dihabiskan oleh panas, pengoperasian kering, dan berjam-jam di bawah beban, sehingga modifikasi yang memperpanjangnya bersifat termal, hidraulik, dan operasional, bukan akustik.

Umur pompa peristaltik: melindungi tabung

Tabung menentukan masa pakai pompa peristaltik, dan panduan yang diterbitkan untuk tugas isi ulang printer adalah beberapa bulan hingga satu tahun. Lepaskan oklusi saat mesin dalam keadaan idle, karena tabung yang ditahan dalam keadaan terkompresi akan terus menggunakan set kompresi - mekanisme yang tercakup dalam pengujian set kompresi standar - dan pertahankan geometri yang terdokumentasi: silikon 45 Shore A, lubang 2,5 mm, dan saluran masuk 350 mm dengan saluran keluar 250 mm.

Peringkat siklus layak mendapat skeptisisme yang sama dengan angka kebisingan. Halaman produk menyatakan lebih dari 300.000 siklus dengan pola 5 detik aktif, 3 detik mati, ditambah pengujian terpisah yang mencapai 600.000 siklus pengiriman, sementara artikel aplikasi mengutip masa pakai 480.000 siklus yang diuji. Perlakukan masing-masing sebagai deskripsi tes dan rencanakan penggantian tabung berdasarkan jam, bukan sebagai judul siklus.

Perawatan pompa roda gigi: jarak bebas dan priming

Perawatan pompa roda gigi dimulai dari cairannya, yaitu pelumas dan bantalan. Spesifikasi yang dipublikasikan melarang pengoperasian dalam keadaan kering lebih dari 20 detik, karena roda gigi aus terhadap rumahan dan membuka celah secara permanen, dan saluran keluar yang tersumbat tidak menghentikan pompa: hal ini meningkatkan kebocoran internal, panas, dan keausan. Saring saluran masuk, lakukan prime sebelum memulai, dan pertahankan kisaran suhu sekitar 5-45 C dengan aliran udara di sekitar tutup ujung motor.

Tabel 3. Modifikasi retrofit, mekanisme dibalik masing-masing modifikasi, dan kekuatan bukti.

Sumber: panduan aplikasi PWM pabrikan, panduan pemeliharaan sistem fluida, ringkasan spesifikasi 24 V dan halaman produk 3 V; mekanisme set kompresi per ASTM D395.

Baca selanjutnya:Pompa SC2201RPW untuk isi ulang resin.

Pemecahan masalah pompa roda gigi dan pemeliharaan berbasis negara

Jalur pemecahan masalah pompa roda gigi tercepat adalah dengan menggunakan aritmatika, bukan hanya dugaan: bandingkan aliran, arus, dan tekanan saat ini dengan angka-angka yang tercatat pada saat pengoperasian. Sebagian besar kegagalan sistem fluida disebabkan oleh lima variabel - perpindahan per putaran, tekanan kerja, viskositas, kondisi hisap, dan siklus kerja - sehingga menentukan mana yang bergerak adalah sebagian besar diagnosisnya.

Rencana pemeliharaan pompa roda gigi yang dipublikasikan memenuhi kriteria tersebut. Setiap 40 jam waktu pemompaan, jalankan pemeriksaan dosis berjangka waktu dan pembacaan arus: dosis dalam 5% dari volume yang ditugaskan, arus dalam 20%. Setiap minggu, periksa tabung di jalur roller apakah ada titik datar, bengkak dan cincin lembab, dan bersihkan saringan saluran masuk. Bulanan, verifikasi ulang kalibrasi setelah penggantian cairan. Setiap tiga bulan, ganti saringan, verifikasi perintah start minimum, dan periksa dioda flyback.

Tabel 4. Matriks pemecahan masalah untuk pompa printer, dibuat berdasarkan daftar kesalahan dan pemeliharaan yang dipublikasikan.

Sumber: catatan pemecahan masalah kebisingan pabrikan; panduan pemeliharaan sistem cairan (interval 40 jam, 5% dosis dan 20% kriteria saat ini).

Baca selanjutnya:Mengatasi penyumbatan, gelembung dan kebocoran.

Urutan retrofit untuk satu akhir pekan

Lakukan langkah-langkah yang murah dan dapat dibalik terlebih dahulu, dan ukur setelah setiap langkah sehingga Anda tahu perubahan mana yang benar-benar berhasil.

Dasar.Catat ketinggian pada 30 cm dan 1 m pada tugas kerja, ditambah dosis waktunya, arus motor, tekanan pengiriman dan suhu sekitar.

Gunung.Pasang elastomer yang dimasukkan ke dalam rentang elastisnya, lepaskan apa pun yang menjembatani bantalan, dan tinggalkan lingkaran servis di setiap tabung dan kabel.

Jalur dan penggerak yang lancar.Pertahankan kekerasan dan lubang tabung yang terdokumentasi, prima dengan saluran masuk tergenang, atur pita PWM ke 20-25 kHz di atas zona mati, dan konfirmasikan MOSFET, sekering, dan dioda flyback jika pompa disambungkan ke port kipas.

Ukur ulang dan catat.Ulangi garis dasar dengan tepat, lalu ulangi setelah 24 jam pencetakan: perubahan yang tidak dapat bertahan seharian di cuaca panas bukanlah suatu perbaikan.

Baca selanjutnya:Senyap namun bertenaga: pompa printer 24 V.

Apa yang tidak dapat diperbaiki oleh retrofit

Sumber kebisingan terbesar yang dipublikasikan dalam kelompok ini adalah toleransi rotor dan poros, yang ditentukan pada desain dan manufaktur. Pompa yang berbunyi keras pada setiap kecepatan, kebanjiran atau kering, tidak akan menjadi senyap karena adanya braket atau pengaturan PWM: tentukan toleransinya dan periksa pada sampel.

Masalah pemeliharaan juga bukan masalah akustik. Saluran masuk yang tersumbat, kerak, dan tabung yang aus semuanya menimbulkan kebisingan dan menghabiskan masa pakai, sehingga pengurangan kebisingan yang paling murah sering kali adalah servis yang harus dilakukan mesin.

Lima klaim yang dipublikasikan juga bertentangan, dan masing-masing klaim harus diselesaikan secara tertulis sebelum panduan ini mencapai spesifikasi. Nomor model yang sama dijelaskan sebagai pompa roda gigi di beberapa halaman dan pompa peristaltik di halaman lain. Satu pola tugas membawa tiga angka siklus: lebih dari 300.000, 480.000 yang diuji, dan hingga 600.000. Volumetage diatur sebagai 3/5/8 V dan 3/6/12 V. Satu halaman menyatakan tidak ada tabung yang dapat dikonsumsi sedangkan halaman produk menjelaskan jalur cairan tabung silikon. Pompa yang sama digunakan pada tekanan lebih dari 30 kPa dan tidak kurang dari 6 psi, sekitar 41 kPa.

Baca selanjutnya:3.0V atau 24V? Pencocokan papan utama.

Poin-poin penting

Pisahkan tiga jalur kebisingan sebelum membeli apa pun: jalur cairan, penggerak motor, dan struktur tempat pompa dipasang.

Isolator adalah filter low-pass, bukan spons: ia menguatkan pada resonansi dan melemahkan di atas titik tersebut, sehingga beban, massa braket, dan geometri lebih penting daripada material.

Jangan sekali-kali menjembatani isolator: baut yang menembus bantalan, pengikat kabel, atau rangkaian tabung yang kaku akan mengembalikan getaran ke rangka.

20-25 kHz adalah pita PWM senyap yang dipublikasikan; di bawah tugas start yang dapat diandalkan, pompa hanya berdengung dan memanaskan belitan.

Pin MCU menyuplai 25-40 mA sementara pompa kecil menarik 100-500 mA: gunakan MOSFET yang diberi nilai untuk arus terhenti dengan sekering dan dioda flyback, yang berukuran untuk arus masuk.

Masa pakai mengikuti perbaikan yang sama: lepaskan oklusi tabung saat idle, ganti tabung setelah 500 jam atau dua pertiga masa pakainya, dan jangan pernah mengeringkan pompa roda gigi lebih dari 20 detik.

Pertanyaan yang sering diajukan

Seberapa besar kemampuan pengurangan kebisingan pompa printer 3D?

Tergantung mana dari ketiga jalur yang mengeluarkan suara paling keras, jadi ukurlah sebelum dan sesudahnya. Angka yang dipublikasikan dalam kelompok ini adalah 60 dB atau lebih rendah, namun diambil pada jarak dan pemasangan yang berbeda, dan perolehan terbesar biasanya berasal dari pelepasan kopling yang terikat pada struktur, bukan dari dalam pompa.

Mengapa pompa printer 3D saya lebih keras dari sebelumnya?

Periksa penyebab perawatan terlebih dahulu: kerak menambah suara gemuruh yang progresif, saluran masuk yang tersumbat sebagian menyebabkan getaran, udara di saluran hisap membuat pengaktifan menjadi bising, dan tabung dengan titik datar atau bengkak mengubah aliran dan suara. Bandingkan dosis dan arus dengan nilai yang ditentukan sebelum menyalahkan pompa.

Dapatkah kontrol kecepatan PWM pompa peristaltik mengurangi kebisingan dengan sendirinya?

Ini menghilangkan rengekan listrik dan tidak ada yang lain. Pindahkan pita peralihan ke 20-25 kHz dan pertahankan perintah minimum di atas zona mati; jika menekan braket mengubah kenyaringan, masalahnya lebih pada struktur, bukan kelistrikan.

Bagaimana cara menghentikan getaran pompa mencapai rangka printer?

Pasang pompa pada isolator elastomer yang dimuat di dalam rentang elastisnya, lepaskan jalur paralel seperti baut melalui bantalan atau tabung kaku, tinggalkan loop servis di setiap tabung dan kabel, dan tambahkan massa jika braketnya ringan. Kemudian ukur lagi dengan jarak yang sama.

Berapa lama tabung pompa peristaltik bertahan di printer 3D?

Panduan yang diterbitkan untuk tugas isi ulang printer adalah beberapa bulan hingga satu tahun, dan rencana pemeliharaan memerlukan penggantian 500 jam atau dua pertiga dari masa pakai tabung yang dihitung. Periksa setiap minggu untuk menemukan bintik-bintik datar, bengkak, dan cincin lembab.

Apa yang harus saya periksa pertama kali ketika pompa roda gigi berhenti mengalir?

Periksa dalam urutan kegagalan yang dipublikasikan: pengeringan berjalan lebih dari 20 detik, yang membuka jarak bebas secara permanen; saluran keluar yang tersumbat, sehingga menimbulkan kebocoran dan panas, bukannya menghentikan pompa; saringan saluran masuk tersumbat; dan cairan yang terlalu dingin atau terlalu kental. Aliran dan arus yang berlawanan dengan garis dasar memisahkan keausan dari penyumbatan.