Membina Semula Lyman Filament Extruder

Blog kali ini berkenaan lyman filament extruder. Saya telahpun membina lyman filament extruder dengan tujuan untuk menghasilkan plastik filamen sendiri (log terdahulu). Tetapi keputusan yang tidak memuaskan telah menyebabkan projek ini tergendala. Kini dengan semangat yang baru saya ingin mencuba semula.

Lymen Filament Extruder yang telah dibina dahulu.

Filament extruder ini seperti namanya adalah untuk menghasilkan filamen plastik sendiri daripada plastik bentuk granul. Harga plastik ABS dalam bentuk granul adalah jauh murah daripada plastik yang telah diproses kepada filamen. Saya dapati perbezaan harga ini lebih daripada 200%. Harga pasaran ABS plastik dalam bentuk granul secara purata RM 10-20/kg. Harga ABS plastik dalam bentuk filamen pula diantara RM90 - RM150/kg. Sekiranya projek ini berjaya, ia menjimatkan kos dan akan membuka peluang baru dalam dunia 3d printing di Malaysia.

Log kali ini adalah untuk merekodkan perjalanan membina semula filamen extruder dengan rekaan yang baru. Tujuan membina semula adalah saya dapati banyak masalah daripada design asal, terutamanya apabila melibatkan bahan binaan daripada besi. Masalah ini hanya terpakai untuk saya kerana tiada alatan yang sesuai untuk kerja-kerja melibatkan besi. Kesukaran untuk memotong dan menyambung besi dengan tepat menyebabkan binaan saya terdahulu tidak berfungsi dengan baik. Oleh itu, saya akan cuba menggunakan bahan binaan yang terdiri daripada plastik untuk membina semula lyman filamen extruder.

Beberapa matlamat utama binaan kali ini :

• Mencetak sendiri seberapa banyak komponen yang termampu dan mengurangkan kebergantungan kepada bahan besi.
• Mengekalkan rekaan lyman filamen extruder yang asal bagi membolehkan komponen-komponen terdahulu dimuatkan semula ke dalam rekaan yang baru.
• Tidak lagi menggunakan rantai basikal. Rantai basikal agak menyusahkan proses binaan.  Akan digantikan dengan gear.

Setelah beberapa minggu, memikirkan bagaimana untuk menyiapkan struktur utama filament extruder ini hasilnya adalah seperti berikut :

Filamen Extruder Baru yang telah siap dicetak dan dipasang

Beberapa ciri-ciri baru bagi filamen extruder kali ini :

• Tapak bagi mesin menggunakan aluminium extrusion 2020. Saya fikir lebih mudah menggunakan aluminium extrusion sebagai tapak bagi membolehkan komponen-komponen baru dipasang kepada tapak tanpa perlu menebuk lubag pada tapak. Seperti terdahulu tapak menggunakan plywood menyebabkan saya terpaksa menebuk lubang beberapa kali untuk mengubah posisi komponen. Dengan aluminium extrusion, komponen baru boleh dipasang dimana-mana atas tapak tersebut.
• Komponen plastik yang boleh dicetak : pipe bracket x 2, bracket end x 2, thrust bearing (cetak) x 1, bit collar (cetak) x1, end flange x 1.
• End flange direka dengan thread, bagi membolehkan ia terus masuk pada thread pipe besi.
• Geared motor menggunakan wiper motor kereta jenis Proton Wira. Hanya memerlukan 3v untuk menggerakkan motor. Oleh itu, motor beroperasi dengan suhu yang rendah.

Keputusan awal dengan filamen extruder kali ini :

Filamen Extruder sedang menghasilkan filamen plastik ABS.

Saiz filamen di antara 3.18mm - 3.25mm. Ini disebabkan oleh saiz lubang die pada 3.15mm

Beberapa gambar di atas menunjukkan proses menghasilkan filamen. Diameter filamen yang dihasilkan adalah diantara 3.15mm ke 3.25mm. Saiz ini adalah lebih besar daripada apa yang dikehendaki. Perubahan pada nozzle / die akan mengatasi masalah ini. Ketika ini saiz lubang pada nozzle / die adalah 3.15mm. Oleh itu penggunaan nozzle yang lebih kecil 2.6mm atau 2.8mm mungkin menghasilkan filamen dengan diameter 2.9mm - 3.00mm. Masih mencari drill bit pada saiz berkenaan. 

Keputusan awal ini memberikan semangat baru kepada saya. Kini peluang lebih nampak cerah. Matlamat awal untuk memastikan filamen kekal bentuk selepas keluar daripada nozzle / die telah diperolehi. Hanya perlu ditambah baik sedikit demi sedikit.

Beberapa gambar binaan filamen extruder ini :

Semua komponen yang bewarna hitam adalah dicetak.

Siap dipasang

Cubaan pertama big gear. Cetakan yang sangat besar sangatlah mencabar. Diameter 170 mm.

Perbandingan dengan gear terdahulu.

Extruder tanpa big gear

Cubaan awal big gear gagal. Big gear terlalu besar, perlu dikurangkan giginya untuk mendapatkan saiz yang lebih sesuai. 

Reka bentuk end bracket dengan thrust bearing. Thrust bearing dicetak untuk membolehkan BB 6mm digunakan.

Thrust bearing assembly. Seperti dalam gambar, end bracket, collar, dan thrust bearing. Saya tidak menyangka bearing ini boleh berfungsi dengan baik. Walau bagaimanapun, akan menukar kepada bearing besi pada masa hadapan. Ini adalah sementara sahaja.

Masalah dengan motor mount. Design semula motor mount yang boleh laras.

Proses mencetak motor mount yang baru.

Mendapatkan feel pada peringkat awal.

Proses menyejukkan filamen yang dihasilkan

Menghampiri matlamat 3.00mm

REJECT!! akan dikitar semula.

Beberapa isu untuk binaan masa hadapan :

• Pipe utama akan berpusing apabila tekanan plastik tinggi, menyebabkan hopper yang memegang plastik akan terburai. Mungkin perlu ditambah grub skru pada bracket untuk memegang paip besi dengan lebih kemas lagi.
• Automatic spooler, menggulung filamen yang telah diproses sejurus lepas dihasilkan. Perlu direka untuk mengemaskan lagi binaan kali ini.
• Diameter sensor. Saya ada beberapa artikel berkenaan dengan diameter sensor. Rasanya tidak begitu sukar untuk dibina. Membolehkan pengukuran saiz filamen secara real-time. Agak menarik jika dibina untuk pengawasan kualiti filamen.
• Melt pump, untuk flow control plastic cari di dalam heating chamber.

Kesimpulan

Secara keseluruhan, menghasilkan filamen adalah tidak mustahil. Sekiranya ada peralatan tambahan akan banyak memudahkan projek ini. Saya memerlukan khidmat lathe, dan CNC mill. Sekiranya ada yang sudi membantu bolehlah hubungi saya. Sekiranya ada pandangan atau komen bolehlah sertakan di bawah. Nasihat dan sumbangan anda amatlah dihargai.

Terima kasih kepada abdah and saiful untuk input-input bagi menjayakan projek ini.

Rujukan

http://www.thingiverse.com/thing:30642

Akhir kata, selamat membina.