Экструдер для пластика своими руками чертежи. Экструдер для производства изделий из пластика и пластмассы

Пластмассовые изделия стали неотъемлемой частью нашей жизни, поэтому сегодня тема переработки пластика в домашних условиях приобрела особую значимость. Рециклинг пластмасс, даже осуществляемый в собственном доме, вносит свою лепту в защиту окружающей среды от огромных куч почти не разлагаемых пластиковых отходов.

Основа всех пластиков – полимеры (соединения, имеющие высокую молекулярную массу и состоящие из мономеров). Возможность переработки пластмасс зависит от типа сырья, из которого сделано пластиковое изделие. В наши дни существует множество видов пластика, которые, однако, можно объединить в две большие группы:

1. Термопластик. Из этого материала производится примерно 80% пластиковой продукции. Включает виды: ПНД, ПВД, ПЭТ, ПП, ПС, ПВХ и др.
2. Термореактивный пластик. Представлен полиуретаном, эпоксидной, фенольными смолами и т.д.

Переработать 2 тип пластмасс в домашних условиях невозможно, т.к. термореактивный пластик не поддается повторному плавлению (в некоторых случаях на предприятиях он подвергается измельчению и использованию в виде наполнителя). Термопластики же при нагревании плавятся без потери начальных свойств и, охлаждаясь, вновь приобретают исходную форму. Именно поэтому «дома» можно осуществлять переработку только термопластичных пластмасс с помощью специального, но «нехитрого» оборудования и получать из таких пластиковых отходов новые полезные изделия и материалы.

Наиболее распространенным перерабатываемым сырьем являются ПЭТ-бутылки и другая пластмассовая тара.

Полезная информация! Чтобы понять, из какого вида пластика выполнено изделие, нужно обратить внимание на маркировку, нанесенную на его поверхности (часто на дне). Она имеет форму треугольника, внутри которого стоит цифра, соответствующая виду полимера. Также под треугольником ставят буквенное обозначение разновидности пластика.

Что нужно для переработки в домашних условиях

Промышленные аппараты, перерабатывающие пластик, дорогие и требуют больших площадей. Безусловно, такие агрегаты не подходят для реализации идеи переработки пластмассовых отходов в домашних условиях. Чтобы получать из ненужной пластмассы новые изделия кустарным способом, потребуется самостоятельно сконструировать несколько специальных машин.

Следуя проекту Precious Plastic

Для переработки пластика «своими руками» понадобятся следующие устройства (или одно из них в зависимости от поставленной цели):

1. Шредер. Измельчает пластиковые отходы с получением крошки заданного размера, которая затем подвергается дальнейшей обработке. Аппарат включает несколько основных компонентов: измельчающую часть, загрузочную воронку, станину и источник тока. Наиболее трудоемким этапом в изготовлении устройства является производство измельчающего элемента, состоящего из вала с «нанизанными» на него лезвиями. Загрузочный бункер делается из листового металла (здесь также могут идти в ход отходы, например, старые автомобильные части). Нужный размер получаемой пластиковой фракции задается с помощью сетки, установленной под измельчающую часть.
2. Устройство для сжатия (пресс). На пластиковую крошку, загружаемую в аппарат, воздействуют большое давление и высокая температура, результатом процесса является получение новых спрессованных пластмассовых изделий самых разных форм. Основные элементы устройства: печь, станина, пресс и электроника.
3. Инжектор («впрыскиватель»). Принцип работы данного устройства заключается в том, что под воздействием высокой температуры пластиковая крошка плавится до текучей массы, которая затем впрыскивается в какую-либо форму. После того, как пластмассовая масса остывает, получаются новые твердые предметы небольших размеров.
4. Экструдер. Нагретая пластиковая масса подвергается продавливанию через канал устройства, в результате процесса пластик выходит из аппарата в форме нитей. С помощью экструдера можно получать пластиковые гранулы.

Чертежи для сборки всех этих устройств можно скачать бесплатно на сайте preciousplastic.com. Там же можно просмотреть видео-инструкции, в которых наглядно и доступно рассказывают о технологиях создания аппаратов, необходимых материалах и последовательности действий.

Проект Precious Plastic является международным. Его создатель Дейв Хаккенс усовершенствовал найденные в Интернете чертежи устройств по переработке полимеров и, применив свои знания, сконструировал эффективные аппараты, позволяющие легко получать новые изделия из пластмассовых отходов. Проект помогает простому человеку создавать машины, перерабатывающие пластик, и с их помощью извлекать выгоду не только для себя, но и для окружающей среды.

Простой механизм для резки бутылок из пластика

Суть работы данного резака заключается в том, что он отрезает от края пластиковой бутылки (по ее окружности) нити, имеющие определенную толщину. Результат достигается благодаря зафиксированному лезвию, скользящему по изделию из пластика. Процесс не требует электрической энергии, устройство состоит лишь из держателя и непосредственно резака. Из полученных своими руками пластиковых нитей можно создавать различные предметы интерьера, корзинки и иные объекты, на которые у человека хватит фантазии.

Несколько слов о технике безопасности

Переработка пластмассы в домашних условиях не требует сверхъестественных знаний по технике безопасности. При плавлении пластика стоит вооружиться огнеупорными перчатками (можно использовать сварочные краги), чтобы избежать ожогов. Также при работе с пластиковыми изделиями важно знать, что их нельзя подвергать сжиганию, т.к. некоторые виды пластмасс, сгорая, выделяют в среду токсичные соединения. Безусловно, лучше, если измельчение пластмассовых отходов, их плавление и т.д. будет происходить в специально отведенном для этого месте, например в гараже.

Не стоит забывать и о безопасности во время изготовления устройств по переработке пластикового сырья. Здесь также необходимо использовать индивидуальные средства защиты: специальные очки, маску (сварочную), брезентовые или кожаные перчатки и т.д.

Как расплавить пластиковые отходы в домашних условиях

Расплавить отходы пластмасс в домашних условиях можно с помощью одного из описанных ранее устройств (пресса, инжектора, экструдера). Однако их создание требует определенных навыков и времени. Можно прибегать к плавлению пластмассы, используя более примитивные способы. Например, для получения пластикового винтового барашка можно соорудить металлический шприц и твердую пресс-форму.

Описание процесса

В качестве сырья можно использовать полипропилен (маркировка «РР»). Измельченный материал закладывается в изготовленный шприц и утрамбовывается металлическим поршнем. Наполненный пластиком шприц помещается в обычную духовку примерно на 30 мин при температуре 220-240оС. Затем расплавленная пластмассовая масса выдавливается из шприца в подготовленную пресс-форму, при этом в течение некоторого времени нужно произвести выдержку материала под давлением. После остывания из формы можно извлекать готовое изделие.

Видео переработки пластика в домашних условиях

Умельцы производят из ненужного пластика самые разные изделия. О том, как может осуществляться литье пластмассы в условиях дома с получением винтового барашка, смотрите в данном видео:

Расплавить несколько пластиковых крышек от бутылок можно с помощью строительного фена. Процесс формовки полезных небольших изделий из пластика представлен в следующем видео:

Выгода

Основная выгода самостоятельной переработки пластика состоит в том, что из ненужных и дешевых материалов получаются новые изделия, имеющие широкое применение в быту и других сферах нашей жизнедеятельности. Соорудив специальное оборудование, можно организовать небольшой бизнес, основанный на изготовлении и продаже материалов для последующей обработки (например, флекса) или готовых к употреблению предметов (пластиковой посуды, плетеной мебели и т.д.).

Промышленная утилизация пластика связана с решением множества задач. Переработать пластмассовые отходы в домашних условиях значительно легче. Важно лишь поставить себе цель и определиться с направлением переработки. А сконструировать перерабатывающие пластик устройства любой сложности можно с помощью «всезнающего» Интернета.

Развитие технического прогресса привело к появлению различных технологий, которые позволяют производить изделия, отличающиеся улучшенными эксплуатационными характеристиками. Одной из востребованных в настоящий момент является экструзия. Собой она представляет технологический процесс переработки пластмасс, из которых изготавливают разнообразные детали, а также производят различную профильную продукцию.

Сама технология состоит в приготовлении сплава из полимерных материалов с последующим его продавливанием через специальные насадки, которые придают ему определенную форму. Основным элементом линии по производству изделий из пластика является экструдер.

Принцип действия и конструкция

Следует сказать, что экструзия является далеко не новой технологией. Ее история насчитывает более шести десятилетий. За это время было создано большое количество конструкций машин, с помощью которых обеспечивается ее реализация. Принцип действия этого прибора базируется на сути самого технологического процесса.

Технологический процесс экструзии является сложным физико-химическим процессом, на который оказывают воздействие механические усилия в условиях высокой температуры и влаги . Нагрев продуктов переработки происходит благодаря тому, что возникающая при борьбе с внутренним трением, а также при пластических деформациях механическая энергия превращается в тепло.

В процессе экструзионной обработки существует несколько сменных параметров. К числу наиболее важных следует отнести:

• состав сырья;
• влажность;
• его природа.

При протекании экструзионного технологического процесса может происходить изменение:

• температуры материала;
• давления;
• интенсивности и длительности воздействия на исходное сырье.

Само по себе такое оборудование представляет электромеханическое устройство, основным предназначением которого является осуществление процесса формовки профильных деталей из пластика или его полуфабрикатов . В своем составе общее устройство экструдера для пластика содержит следующие компоненты:

• корпус системы нагрева полимерных материалов . В качестве основного источника тепловой энергии при осуществлении этого технологического процесса могут выступать обычные резистивные или индукционные системы. При использовании последних возникновение высоких температур происходит за счёт наведения на корпус высокочастотных индукционных токов Фуко;
• узел нагрузки . Через этот элемент в полость корпуса различными способами поступает исходное сырье;
• рабочий орган . Он создает в оборудовании необходимое давление, благодаря которому обеспечивается перемещение сырья непосредственно от узла загрузки до насадок, которые формуют из полимерных материалов готовые изделия. При использовании экструдера применяются разнообразные физические принципы, поскольку это устройство может иметь разные варианты исполнения - шнековый, дисковый, поршневый. В настоящий момент чаще других применяются шнековые экструдеры;
• экструзионная головка . По-другому специалисты называют ее фильерой. Именно она обеспечивает форму изделий, которая получается по завершении технологического процесса;
• механический привод . В этом оборудовании он представлен двигателем и редукторной системой. Благодаря ему обеспечивается создание и передача необходимого усилия на рабочий орган;
• система контроля и управления . Благодаря ей обеспечивается поддержание необходимого технологического режима.

В качестве исходного материала обычно выступают гранулы и порошок . Они загружаются в оборудование, а далее под действием рабочего органа происходит их перемещение в рабочую зону корпуса. Там под воздействием давления, силы трения и температуры подаваемое извне исходное сырье нагревается, а в процессе его плавления возникает состояние, которое требуется по условиям технологического процесса.

Во время движения исходного сырья в полости корпуса происходит его тщательное перемешивание до состояния однородной гомогенизированной массы.

В условиях высокого давления происходит продавливание расплава при помощи формующих головок и сетчатых фильтров. В результате обеспечивается окончательная гомогенизация и придание материалу заданного профиля.

После этого материал естественным образом охлаждается или же применяется принудительный способ с последующей полимеризацией. В конечном итоге получаются изделия, имеющие необходимую конфигурацию и обладающие заданными механическими и физическими свойствами.

Виды экструдеров

Современные модели экструзионных установок могут различаться между собой как конструкцией рабочего органа, так и назначением.

Одношнековый

Среди всех разновидностей экструзионного оборудования наиболее распространенным является шнековое. Такие машины удовлетворяют всем требованиям экструзионного процесса. В этих агрегатах в качестве основного рабочего органа применяется шнек. Специалисты называют его винтом Архимеда . Многие прекрасно знают этот рабочий элемент по домашним мясорубкам.

При использовании экструдера для производства изделий из пластмассы лопасть шнека захватывает сырье в зоне загрузки, а далее происходит его последовательное перемещение по всей длине цилиндра корпуса, начиная от зоны нагрева через участок гомогенизации и формовки. В зависимости от особенностей технологической карты, которую имеет оборудование, а также вида используемого для производства изделий исходного сырья шнеки могут предусматривать несколько вариантов исполнения - конические, цилиндрические и нормальные быстроходные.

Также могут использоваться шнеки, которые сужаются к выходу. Для этого оборудования в качестве главного параметра специалисты рассматривают соотношение рабочего диаметра шнека и его длины. Также различаются шнеки по шагу витков и их глубине.

Главный недостаток одношнекового экструдера заключается в том, что не всегда имеется возможность для их применения. Например, если в качестве исходного сырья выступают порошковые полуфабрикаты, то наличие одного винта в составе оборудования не позволяет справиться с перемешиванием массы в процессе ее расплавления и последующей гомогенизации. В таких случаях выбор делают в пользу двухшнековых экструдеров.

Двухшнековый

Особенность этого оборудования состоит в том, что в нём винты сцеплены между собой. Поэтому при использовании таких экструдеров имеется возможность совершения шнеками параллельных и встречных вращательных движений. Эти рабочие части оборудования могут быть прямыми или коническими.

Использование подобных машин приводит к тому, что в процессе разогрева исходного сырья его смешивание и гомогенизация осуществляется более тщательно. В конечном итоге на головку для формования изделий поступает однородная и дегазированная масса.

Необходимо отметить следующий момент: в отдельных технологических процессах могут использоваться экструдеры, имеющие большее количество шнеков - до 4. Помимо этого нередко применяется планетарный автомат, когда число шнеков, вращающихся вокруг центрального винта, доходит до 20.

Необходимость в применении такого оборудования возникает при использовании в качестве исходного сырья отдельных видов пластиков, которые в условиях воздействия высоких температур имеют склонность к разрушению. Говоря другими словами, могут лишаться своих основных физических качеств. Таким образом, использование подобных экструдеров обеспечивает нагрев сырья за счет силы трения и высокого давления.

Производство ПВХ-профилей

В настоящий момент востребованным видом изделий являются пластиковые и композитные профили. В большинстве случаев производители изготавливают их, используя метод экструзии. Для изготовления такой продукции в зависимости от применяемого материала, а также сложности и формы изделия задействуются одно- или двухшнековые аппараты, которые имеют соответствующие формовочные головки.

Ассортимент выпускаемых с использованием экструдеров изделий довольно широкий, начиная от тонких нитей и полос и заканчивая листами крупных панелей, которые имеют профиль сложной геометрии. Пластиковые окна и двери, выпускаемые сегодня многими компаниями, собираются с использованием именно ПВХ-профилей, которые изготовлены на экструзионном оборудовании.

При производстве ПВХ-профилей многие производители добавляют в полимерный состав специальные компоненты, что дает возможность изготовления сложных композитов. Например, сегодня многие производители выпускают дерево-пластиковые изделия, которые довольно часто используются для изготовления разных строительных конструкций.

Изготовление труб

В такой сфере, как производство трубных изделий важным условием является отсутствие пузырьков газа в гомогенизированной смеси. По этой причине экструдеры, которые задействуются при производстве такой продукции, производители оснащают системами дегазации. В большинстве случаев применяются шнековые установки. Помимо прочего используют барьерные шнеки, благодаря которым обеспечивается надежное разделение твердого полуфабриката от полностью расплавленного. За счет этого достигается сохранение однородности состава, что положительным образом отражается на качестве выпускаемой трубной продукции и её эксплуатационных характеристиках.

Экструдеры для полиэтилена

Все плёнки, изготовленные из полимерных материалов, производятся компаниями исключительно с использованием способа экструзии. Для производства подобной продукции применяется выдувной экструдер. У оборудования, используемого для производства стрейч-пленки, формовочный узел может иметь вид узкой щели. При применении такого оборудования на выходе получается однослойная пленка, которая имеет необходимые параметры толщины и ширины.

В отдельных моделях могут использоваться круглые щелевые фильеры большого диаметра. При использовании мини-экструдеров можно получить пленку с шириной рукава до 300 мм и с параметром толщины 600 мкм. Такие устройства обладают компактными размерами, что обеспечивает возможность их установки даже в небольшом по площади помещении.

Экструзионные линии

В условиях промышленных предприятий экструзионное оборудование следует рассматривать в качестве главного компонента линии по осуществлению этого процесса. Помимо основного оборудования - экструдера она включает и целый набор других механизмов и устройств:

• намоточные и отрезочные механизмы. Они используются для приведения изделий в необходимый для складского хранения и транспортировки вид;
• маркирующие и ламинирующие системы различного принципа действия;
• механизмы протяжки готовых профилей;
• система охлаждения. Её установка выполняется на выходе экструдера, чтобы повысить скорость процесса полимеризации готовых изделий. Эти системы могут быть различного типа - воздушные или в виде охлаждающей ванны;
• система подготовки и загрузки сырья. В отдельных случаях полуфабрикат необходимо предварительно подвергнуть процедуре просушивания и последующей калибровке перед тем, как подавать его в загрузочный бункер.

В составе оборудования могут использоваться и другие механизмы, а также применяться технологические устройства для автоматизации непрерывного процесса производства.

Подводя итоги

Экструзионная технология является довольно популярной в настоящее время. Ее используют при производстве различных изделий. В основном она применяется для изготовления продукции из пластика. Знакомые каждому в нашей стране пластиковые окна и двери изготавливают с использованием этого процесса. Для производства продукции используется такой прибор, как экструдер. Это оборудование отличается несложным устройством, поэтому изготовить экструдер для пластика своими руками - вполне осуществимая задача.

Особенность этого процесса заключается в предварительном подогреве сырья, которое потом подвергается процедуре плавления в условиях определенного температурного режима и давления. Далее полимерная масса продавливается через формовочные насадки, что и позволяет получить изделия с нужными физическими и качественными характеристиками.

Слово «экструдер» в буквальном смысле означает «выталкиватель». Так называют группу аппаратов, предназначенных для выдавливания на поверхность различных полужидких масс, в том числе полимерных (пластиковых), резиновых и прочих. Экструдер для резиновой массы иногда называется также шприц-машиной.

Сварочный экструдер - специализированный аппарат для так называемой экструзионной сварки, которая применяется для соединения полимерных материалов различных классов - полиэтилена высокой (ПВД) и низкой (ПНД) плотности, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ) и других наиболее часто применяемых в быту и промышленности пластиков.

Экструзионная сварка - это процесс соединения полимерных материалов с помощью расплавленной до консистенции густой сметаны массы из материала, однородного со свариваемыми или схожего с ними по физико-химическим свойствам.

В отличие от более известной сварки металлов, соединение деталей из пластмассы экструзией не подразумевает расплавления кромок соединяемых деталей, хотя нагрев до определенной степени все равно происходит.

Шов образуется при отвердевании и схватывании с кромками полурасплавленной экструдированной массы. При этом достигается высокая прочность сварного соединения - до 0,8 от прочности основного материала.

Сварка пластика экструдером наиболее часто применяется в сантехнике - для соединения водопроводных труб, в строительстве, при различных работах, целью которых является изготовление любых пластиковых конструкций - баков, понтонов, теплиц.

Изготовление экструдируемой массы осуществляется либо из полимерных гранул - исходного материала для создания любых пластиков, либо из так называемых присадочных прутков, которые перемалываются до гранулированного состояния внутри самого экструдера.

В роли прутка в некоторых (не во всех) моделях может выступать узкий отрезок того же материала, который планируется сварить. Например, при можно применять в качестве прутка ненужный отрезок полипропилена, но не другого пластика.

Большинство сварочных экструдеров западного производства предназначены для использования с присадочным материалом от того же производителя. Отечественные разработки менее требовательны к присадке. Ручной сварочный экструдер в обиходе часто называют экструзионным пистолетом. \

Конструкция

Любой сварочный экструдер - это сдвоенное устройство. Один из его узлов - мощный нагреватель с реле температуры, который предназначен для расплавления пластика. Другой является собственно выдавливающим устройством, снабженным шнековым механизмом, который подает расплав через сопло-насадку.

В зависимости от типа питания (пруток или гранулы) в составе экструдера может присутствовать измельчитель (дробилка). Твердый материал нагревается до нужного состояния дольше, и для его подачи нужна конструкция более сложного типа, чем традиционный недорогой и простой в эксплуатации шнек. Таким образом, менее сложные и менее дорогие экструдеры в большинстве своем сконструированы под питание гранулами.

В общем случае конструкция типового экструдера содержит, кроме вышеназванных, следующие узлы и элементы:

• асинхронный электродвигатель;
• «обойму» для питания;
• экструзионную камеру;
• камеру для расплавления;
• насадку-сопло (у хороших моделей - комплект из нескольких насадок);
• прямую и боковую рукоятки;
• блок управления с термостатом.

В зависимости от типа питания сварочного экструдера подаваемая присадка либо сразу попадает в камеру расплавления (сыпучие гранулы), либо поступает в экструзионную камеру, где подвергается предварительному нагреву, измельчению, и только после расплаву. Расплавленная масса через сопло подается на сварочный шов, где застывает за считаные секунды.

Для каких материалов применим

Качественный сварочный экструдер должен иметь блок регулировки с механическим, сенсорным или кнопочным управлением, которое позволит менять температуру нагрева смеси.

Дело в том, что разные пластики плавятся при различной температуре. Наименьшая она у ПНД - 120-130 °C (в зависимости от марки), наивысшая - у поливинилхлорида - до 220 °C. Остальные популярные промышленные полимеры имеют температуру плавления в пределах 170-200 °C.

Экструзионной сварке можно подвергать только пластики из группы термопластов . Материалы из группы реактопластов расплавлению с последующим восстановлением не подвергаются, при высокой температуре они просто начинают гореть.

Самодельное устройство

Сварочный экструдер относится к сложным механизмам для профессионального использования. Его цена начинается от 30 тысяч рублей за самую простую модель, и может доходить до ста тысяч и более за мощную и высокопроизводительную. Отечественные разработки также представлены на рынке, они на 10-20% дешевле импортных, но все равно стоят достаточно дорого.

Поэтому при возникновении разовой необходимости сварить, к примеру, две водопроводных трубы (их обычный материал изготовления - полипропилен) проще воспользоваться экструдером, сделанным своими руками. Самый простой вариант конструкции представляет собой мощный строительный фен, снабженный насадкой для прутка - либо самодельной, из жести, либо промышленного изготовления .

Подача прутка в этом случае будет производиться вручную. Мощности фена хватит для его расплавления, но качество шва, конечно, будет ниже, чем у промышленных моделей.

Если позволяют возможности, фен можно соединить со шнековым или плунжерным приводом для подачи питания. В этом случае, если смонтировать приемную камеру, можно будет использовать гранулированное сырье.

Изготовить экструдер для пластика своими руками мне придется по следующим причинам. Во-первых, я задумал сделать , и мне потребуется достаточно много довольно дорогого прутка для 3D принтера, который в разы дешевле производить самому при помощи экструдера для пластика, чем покупать готовый пруток из ABS или PLA пластика для 3D принтера. Во-вторых, экструдер для пластика — это одна из составных частей термопласт-автомата (ТПА), о котором я давно мечтаю. Таким образом, я опять пытаюсь убить сразу двух зайцев и сэкономить себе кучу денег.

Давайте разберемся, из чего состоит экструдер для пластика и как его сделать своими руками с минимальными затратами. Экструдер для пластика состоит из трубки, заканчивающейся съемным латунным соплом, из которого будет выходить расплавленный пластик. Внутри трубки будет вращаться так называемый шнек (такой большой винт, как в мясорубке). Этот шнек будет проталкивать гранулы пластика вдоль по трубке. Начиная где-то слегка до середины трубка будет нагреваться специальным нагревательным элементом, благодаря чему пластик внутри трубки будет плавиться и доходить до сопла уже в довольно текучем состоянии.

В качестве шнека выступает обычное крупногабаритное сверло по дереву, купленное в магазине инструментов за 340 рублей. С диаметром я немного лохонулся и взял 22мм, о чем потом сильно пожалел, потому как довольно трудно оказалось найти трубу с таким же внутренним диаметром. Поэтому мой вам совет — сперва найдите трубу, потом ищите под нее подходящее сверло (шнек).

Как видно на самой первой фотографии, трубка разделена на две части, соединенные между собой фланцами. Это необходимо для того, чтобы отделить особенно сильно нагреваемую часть трубки от остального механизма. Позднее между фланцами будет зажата жаропрочная теплоизоляционная прокладка. В общем-то, тепло все равно будет передаваться через шнек, но разборная трубка сделает экструдер более ремонтопригодным, и оставит пространство для эксперимента (снял одну трубку — прикрутил другую).

Фланцы я изготовил на своем самодельном станке с ЧПУ из 5мм стального листа. Как видите, мой станочек довольно сносно грызет и сталюку, несмотря на свою до сих пор хлипковатую и недоделанную ось Z В тисочки были зажаты сразу два фланца, скрученные болтами. Мы же хотим, чтобы все отверстия у них совпадали!

Чтобы обеспечить параллельность двух кусков трубы, фланцы я приваривал к срубе до ее распиливания. Скручиваем между собой два фланца (в одном из них я нарезал резьбу М6, в другом просто сквозные отверстия), причем скручивать надо обязательно через шайбы, толщина которых позволила бы потом пролезть между этими фланцами полотну ножовки по металлу. Кстати, не забудьте пометить, как должны крепиться фланцы. Для этого на торце я пропилил метку напильником. Фланцы соединены правильно, если метки на них совпадают.

Следующим этапом я сделал прорезь в короткой части трубы. В эту прорезь через специальную воронку будет поступать гранулированный пластик и проталкиваться шнеком далее по трубе в направлении к соплу. Обратите внимание, что правая часть прорези загрузки примерно совпадает с началом винта.

Одним из самых муторных этапов создания экструдера для пластика своими руками является изготовление нагревательного элемента для самой длинной части экструдера — той, в которой будет происходить плавление пластмассы. Тут я тоже решил сэкономить и сделать нагревательный элемент самостоятельно из толченого огнеупорного кирпича, смешанного с жидким стеклом, и нихромового провода, предварительно рассчитанного на заданную мощность.

Сложность в том, что у меня нету углекислого газа для быстрого отвердевания жидкого стекла. Пока я так и не нашел, где у нас в городе можно подзаправить баллон углекислоты. Можно было бы, конечно, побаловаться с углекислотным огнетушителем, но как-то не захотелось расходовать по пустякам такой ответственный прибор.

В интернете вычитал неплохой рецепт, когда в огнеупор добавляют немного цемента (1/5 или даже меньше). Тогда жидкое стекло вступает с цементом в реакцию и твердеет буквально за считанные минуты. Весной у меня неплохо получалось со свежим цементом, но сейчас к осени цемент уже полежал и подпортился, поэтому жидкое стекло никак не хотело как следует затвердевать.

Кстати, чехол от моего шнека, в котором он продавался, очень пригодился в качестве формочки для заливки трубы огнеупором. И если бы я не забыл о специальных мерах по отверждению жидкого стекла, то мой нагревательный элемент получился бы просто идеальной формы. На деле же я забыл добавить туда цемента, поэтому мне пришлось всю эту формочку снимать и вручную обмазывать трубу огнеупорной смесью, а потом заворачивать все это в обычную бумажку на просушку. Кстати, хорошо помогает ускорить процесс отверждения прокаливание жидкого стекла градусах так на 150-160 С.

Сегодня я размотал этот свиток и проконтролировал результат. Прилипшую бумагу очень легко получается удалить, если смочить ее немного водой. В целом, получилось неплохо, но придется обмазывать кое-где повторно, заделывая дырки. Дело в том, что в некоторых местах раствор огнеупора с жидким стеклом «поплыл», немного отстав от трубы экструдера. Это легко было обнаружить, продавив пальцем мой нагреватель для экструдера вдоль всей поверхности. Там, где огнеупор не плотно прилегал к трубе, он крошился и отваливался.

Конечно, над технологией изготовления нагревателей для экструдеров своими руками из огнеупорного кирпича и жидкого стекла нужно будет немного поработать. Особенно воодушевляет это прокаленное колечко — оно получилось вообще просто супер! (Его хорошо видно на этой фотке как раз рядом с крепежным фланцем) Но пока серийно выпускать нагреватели для экструдеров я не собираюсь, поэтому отложим этот вопрос в долгий ящик.

Итак, получился нагреватель мощностью примерно в 3кВт Да, в таком можно алюминий плавить — не то что пластик. Интересно, какой производительности экструдера можно достичь с таким нагревателем?

Теперь остается приладить двигатель и сделать к нему нормальный драйвер с синхронизацией. Следите за обновлениями…

Предупреждаю! Здесь всё не по детски: конструирование, сварка, болгарка, токарка, наждак, высокое напряжение, высокая температура, программирование... :D:D:D

Общая схема (взято с робофорума)

Общие составляющие конструкции:

• Шнек - сверло по дереву
• Гильза - водопроводная труба
• Двигатель с редуктором для вращения шнека 10-100 об/мин
• Нагреватель для зоны расплава
• Фильера для формирования диаметра нити - заглушка для трубы

  Сырьём являются гранулы ABS и перемолотые части пластиковых деталей

  

  Пересмотрел множество фотографий и видео различных конструкций. Понравилась вот такая (фото из сети):

  

  Мой начальный набор

  

  1. Гильза

  

  

  Кончик обточен на наждаке.

  

  3. Шаговый двигатель Nema23 с планетарным редуктором 15:1

  

  4. Нагреватель в виде хомута , шириной 50 мм на 220 вольт 190 Ватт

  5. Заглушка для трубы из хозмага

  6. Упорный подшипник 15х28х9 мм

  

  Центровочный кронштейн для подшипника

  

  7. PID контроллер с SSR реле и термопарой 8. Драйвер шагового двигателя

  9. Arduino Mega 2560 из запасников

  10. Блок питания на 24 вольта

  11. Набор свёрл для отверстия фильеры

  12. Муфта соединения сверла с шаговиком сделана из торцевой головки. Квадрат расточен на токарном станке до 10 мм.

  Некоторые размеры:

  • внутренний диаметр трубы 21,6 мм
  • длина трубы 375 мм
  • длина отверстия для загрузки гранул 70 мм
  • диаметр сверла 20 мм
  • диаметр круглой части хвостовика сверла 12,7 мм
  • длина шестигранной части хвостовика сверла 34,5 мм
  • буфер, между концом сверла и выходом из трубы 13 мм
  • отверстие в сопле 2,6 мм

    Как завести шаговик? Нужен драйвер под управлением Arduino

    

    Arduino пока питается от USB для оперативноной заливки скетча.

    

    Предварительный скетч для Arduino

    #include AccelStepper.h>

    stepper.setSpeed(1000000);

    stepper.runSpeed();

    Максимальна скорость должна быть 32 об/мин. Нужно сделать плавный пуск ШД.

    Пробный запуск (Разведка боем).

    Сегодня 31.01.15 знаменательный день. Запуск "самопала".

    Вот так выглядит мой гиперболоид.

    

    Один выключатель включает нагреватель, другой - шаговик. Ардуина лежит в пакете под драйвером.

    Гранулы (ABS Kumho 745 N) просушил в духовке минут 40 при температуре 65-85 градусов. Температуру контролировал пирометром .

    

    Разогрел нагреватель до 230 градусов. Подал питание на шаговик и насыпал гранул в бункер. Скорость оказалась высокой, а температура низкой. Шаговик начал активно пропускать шаги и дёргать трубу. Пришлось снизить скорость, добавить температуры и термоизолировать нагреватель.

    Новый скетч:

    AccelStepper stepper(1, 2, 3, 4);

    stepper.setMaxSpeed(10000000);

    stepper.setSpeed(1000);

    stepper.runSpeed();

    Температуру выставил 264 градуса, но теперь думаю и этого мало. Эта температура в месте прилегания термопары к нагревателю.

    

    Шаговик крутится очень медленно, но пруток ползёт из отверстия. Скорость я не замерял. Вместе с прутком от отверстия поднимается дымок с известным запахом АБСа. Пруток кольцами опускается на пол. Процесс навала прутка очень неравномерный и диаметр скачет в среднем от 2,5 до 2,9 мм. Делаем вывод: для стабилизации диаметра нужно исключить подёргивания прутка.

    После полной очистки бункера от гранул, пруток тянулся ещё долго и всё медленнее. После полного замедления я отключил нагреватель. Процесс остывания крайне медленный. Пришлось снять термоизоляцию. Может нужно для этого приспособить вентилятор? При достижении температуры 100 градусов пластик начал застывать, а шаговик начал пропускать шаги. Шнек уже не крутился. Процесс окончен.

    В итоге драйвер шаговика нагрелся очень сильно. Шаговик прогрелся терпимо. Нужно дополнительно охлаждать.

    Переходим к процессу печати (Mendel90).

    Из-за нестабильного диаметра прутка пришлось на экструдере установить пружинки. Сопло стоит 0,8 мм. Это экстремальный диаметр сопла для стандартной конструкции E3D-v5, нужно увеличивать температуру сопла и снижать скорость, чтобы небыло щелей между нитями. Печатал слоем 0,2 мм. Прилипает к столу очень хорошо. Слои ровные, несмотря на плавающий диаметр прутка.