สร้างเครื่อง 3D Printer ตอนที่1 (หัดฉีดร้อน J-Head Extruder )

หัดฉีดร้อน J-Head Extruder หรือ HotEnd

คลิปการประกอบ J-Head Extruder

ในเครื่อง 3D Printer ตัวฉีดเส้น filament เพื่อสร้างรูปทรง 3 มิติขึ้นมานั้นเราจะเรียกว่าหัดฉีดร้อน J-Head Extruder หรือ Hot End ในที่นี้ผู้เขียนขอเรียกว่า J-Head เพื่อความง่ายในการอธิบาย J-Head นั้นมีหลายแบบ เราควรเลือกให้เหมาะสมกับโครงสร้างเครื่อง 3D Printer ของเรา ซึ่งเราต้องรู้ชนิดและวิธีการเลือกติดตั้งใช้งาน ซึ่งในรูปตัวอย่างด้านล้างนี้จะเป็นรุ่นหรือแบบต่างของ J-Head ที่หลากหลายขึ้นกับเครื่องรุ่นไหนใครผลิต

A. Arcol V3
B. Budaschnozzle 1.1
C. E3d
D. Darwin/Thermoplast Extruder Nozzle v1.1
E. Darwin/Thermoplast Extruder Nozzle v2
F. Darwin/Thermoplast Extruder Nozzle hybrid variant
G. "Big-Head Style" hybrid nozzle
H. "Big-Head Style" hybrid nozzle with brass thermal barrier
I. MakerGear
J. Wildseyed
K. MakerBot Mk 5
L. J-Head Clone 2012 Mk IV from China
M. J-Head Clone 2013 Mk V fromChina
N. J-Head Mk V from Reprap-UK (~2012)
O. Experimental thermally fused J-Head (Reifsnyder Precision Works)
P. ParCan V2
Q. Ultimaker
R. Mini J-Head Mk I (Reifsnyder Precision Works)
S. J-Head Chess from 2engineers
T. JGR mostly-metal hot-end (aluhotend)
U. Trinity Labs Magma ( not in production anymore, trinitylabs gone)
V. Trinity Labs All-Metal J-Head ( not in production anymore, trinitylabs gone)
1. J-Head MK I
2. J-Head MK II
3. J-Head MK III-B
4. J-Head MK IV
5. J-Head MK IV-B
6. J-Head MK V
7. J-Head MK V-B
8. J-Head MK V-BV

ในระบบส่งจ่ายเส้น filament จากม้วนผ่านตัวเฟื่องขับเส้นเพื่อส่งต่อให้ J-Head ในลำดับสุดท้ายนั้น มีวิธีการเลือกชนิดและติดตั้งใช้งานหลากหลายขึ้นกับเครื่องรุ่นไหนใครผลิต หรือ Maker อย่างเราจะเลือกระบบฉีดแบบไหนนั้น ก็จะไปความสัมพันธ์กับระบบอื่นของเครื่อง 3D Printer ดั้งนั้นเราจึงควรเลือกหัวฉีดให้เหมาะสมกับโครงสร้างระบบของเราสำหรับเส้น filament ขนาด 1.75mm

การเลือก J-Head

J-Head นั้นจะมีให้เลือกอันดับแรกเลยคือ จะใช้ขนาด filament เส้นผ่านศูนย์กลางเท่าไหร ในท้องตลาดส่วนให้จะมี 1.75mm และ 3mm ในบทความนี้ผู้เขียนจะเลือกขนาดที่นิยมใช้กันคือ 1.75mm อันดับต่อมาคือ จะเลือกแบบ Short-distance หรือ Long-distance ก็จะขึ้นกับระบบจ่ายเส้น filament ของเราว่าจะติดตั้งระบบมอเตอร์ขับเส้น filament ไว้ตรงไหน



Short-distance



Long-distance

J-Head แบบ Short-distance

ถ้าติดตั้งระบบมอเตอร์ขับเส้น filament ไว้ด้านบนของ J-Head ก็ควรเลือกแบบ Short-distance เพราะระบบมอเตอร์ขับเส้นมีแรงมากพอที่จะดันหรือลำเลียงเส้นเข้าสู่ หัวฉีดร้อนได้ J-Head แบบ Short-distance ถ้าติดตั้งระบบมอเตอร์ขับเส้น filament ไว้ด้านบนของ J-Head ก็ควรเลือกแบบ Short-distance เพราะระบบมอเตอร์ขับเส้นมีแรงมากพอที่จะดันหรือลำเลียงเส้นเข้าสู่ หัวฉีดร้อนได้ J-Head แบบ Short-distance ที่ติดตั้งระบบมอเตอร์ขับเส้นไว้ด้านบน



J-Head แบบ Short-distance ที่มี 2 หัวฉีดในการใช้งาน เพื่อสามารถฉีดสีได้ 2 สีหรือมากขึ้น หรือเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานในการเลือกหัดฉีดจ่ายในต่ำแหน่งที่เหมาะสมลดความเสียหายของชิ้นงาน

J-Head แบบ Long-distance

ถ้าติดตั้งระบบมอเตอร์ขับเส้น filament ไว้ตำแหน่งอื่นที่ไม่ติดกับ J-Head เช่นติดไว้ด้านนอกเครื่อง 3D Printer ก็ควรเลือกแบบ Long -distance และระบบมอเตอร์ขับเส้น filament ต้องมีท่อ PTFE Teflon เป็นตัวต่อเชื่อมกันกับ J-Head เพื่อให้การจ่ายเส้น filament มีความลื่นไหล ไม่มีแรงฝืดมากจนเกินไป ระบบมีมักต้องการระบบมอเตอร์ขับเส้น filament ที่มีแรงมากขึ้นกว่าระบบ J-Head แบบ Short-distance ซึ่งต้องการแรงดันในลำเลียงเส้นเข้าสู่หัวฉีดร้อนสูง



J-Head แบบ Long -distance ที่ติดตั้งร่วมกับพัดลมระบายความร้อน ของคลีบ Heat sink โดยต่อท่อลำเลียง PTFE Teflon เพื่อลำเลียงเส้น filament จากระบบมอเตอร์ขับเส้น filament


ท่อ PTFE Teflon


ระบบมอเตอร์ขับเส้น filament แบบ Direct


ระบบมอเตอร์ขับเส้น filament แบบ เฟื่องช่วยทดรอบ

ส่วนประกอบหลักของ J-Head แบบ Long -distance
J-Head ไม่ว่ายี่ห้อไหนจะมีหลักการทำงานคล้ายๆกัน
รายการอุปกรณ์ที่ใช้ J-Head แบบ Long -distance
1 x Aluminium Heatsink (including embedded bowden coupling)
1 x Stainless Steel Heatbreak
1 x Brass Nozzle (0.4mm)
1 x Aluminium Heater Block
1 x 100K Semitec NTC thermistor
1 x Heater Cartridge (12v or 24v depending on version)
1 x fan (12v or 24v depending on version)