Экструдер - одна из самых важных частей 3D-принтера, поэтому качество и надежность деталей имеют решающее значение. Механизм привода нити почти всегда имеет форму шестеренки или стержня с вогнутыми зубьями, которые охватывают пластик. В качестве альтернативы, существуют версии экструдеров 3D-принтера, в которых для подачи нити используются несколько иные компоновки деталей, которые обеспечивают высокий крутящий момент и повышенное сцепление нити.
В этой статье рассмотрим как класические так и новые типы и варианты устройств подающего экструдера на основе редукторной передачи.

RepRap
 

Изначально в 3D-принтерах RepRap, шаговый двигатель приводил в движение комплект шестеренок. Зубчатая передача позволяет двигателю быстро вращаться, в то время как приводной механизм вращается медленно, тем самым увеличивая крутящий момент и позволяя нити с увеличенной силой и точностью подаваться в хот-энд. Такое расположение обеспечивает быструю печать и отвод с меньшим шансом застревания материала из-за недостатка крутящего момента.
Такие устройства обеспечивали огромный крутящий момент и захват. В основном напечатаны были из ABS пластика и вес их составлял до рекордных по тем временам 330 г, при использовании Nema17.

 
Как пример, долгое время компанией Lulzbot применялись печатающие головки такого типа.

Gaer step moto

 
С распространением шаговых двигателей в 3Д принтерах, для удовлетворения требований редуктора, нашли новые возможности, включая увеличение крутящего момента 5:1, улучшение допустимой инерции и снижение вибрации двигателя. Кроме того, возможность точного позиционирования двигателей вызвала потребность в высокоточных беззазорных редукторах.

Такие редуктора с шаговым двигателем применялись в качестве Direct extrudera  (Picaso, Hercules), Bowden, использовались в принтерах BCN3d.

 
Как пример : компания Bondtech,  модель QR-M с уникальной технологией  Dual-Drive разработала отличное решение для большинства 3Д принтеров.

Экструдер серии Titan, aero titan, aqua titan

Titan

 
Популярность экструдера E3D Titan объясняется его сверхлегким весом, что означает отличную производительность.
Titan имеет понижающую передачу 3:1, что позволяет ему перемещать без проблем как нить 1,75 мм, так и нить 3 мм.

 
Приблизительный вес 136 грам.
Titan хорошо работает со всеми конфигурациями, Bowden, Direct, 1,75 мм и 2,85 мм. Для переключения между диаметрами нити достаточно заменить направляющую нити и адаптер Боудена / HotEnd.

Titan aero

 
Объединив V6 и Titan в один блок, Titan Aero дает компактную экструзионную систему позволяющую   увеличить на  25 мм высоту  по оси Z по сравнению с комбинацией V6 и Titan в установке с прямым приводом.
Titan Aero построен на цельнометаллической конструкции E3D V6, что позволяет надежно печатать на 3D-принтере любым филаментом при температуре до 285 ° C в стандартной комплектации.

Titan aqua

 
Водяное охлаждение обеспечивает превосходные тепловые характеристики за счет охлаждения как радиатора, так и двигателя. Это позволяет Titan Aqua сохранять стабильную температуру в ситуациях, когда используется активный нагрев  в камеру печати.
Titan Aqua может без проблем нагреваться до 285 ° C с прилагаемым термистором. Заменив термистор на PT100 или термопару (может потребоваться дополнительная электроника), вы можете достичь температуры до 500C0.

BMG extruder

 
 Titan, Bondtech BMG-M  задали новую планку в создании компактных и производительных экструдеров для 3D-принтера.
Экструдер Bondtech BMG сочетает в себе высокую производительность  благодаря встроенному редуктору 3:1 и широко известной технологией Dual-Drive, с малым весом, всего 75 г (без двигателя), можно рассчитывать на беспроблемную подачу материала.
BMG работает как Боуден с прямым приводом приложений. Встроенный фитинг для хотэнда E3D и для шаговых двигателей Nema17.  Детали корпуса профессионально напечатаны нейлоном SLS для максимальной прочности и точности.

 
Этот экструдер поддерживает только нить размером 1,75 мм.

 
Простата и эффективность этого экструдер сделала его популярным и он сразу появился на просторах Китайского рынка.    

orbider extruder

 
При весе всего 140 граммов эта установка оснащена редуктором 7,5:1, способным подавать  нить со скоростью до 200 мм/сек. Более того, тип редуктора и двигатель Nema 14 в конечном итоге дают ему общий размер корпуса, который меньше, чем у любого экструдера на основе Nema 17.

 
Более подробно описан в статье

E3D Hemera

 
Одна из последних инноваций E3D Hemera - это экструдер с двойным приводом, который может работать как в системе Боудена, так и в системе с прямым приводом.
Он обеспечивает превосходную силу захвата, превосходя конкурентов с максимальной силой подачи более 100Н.
Еще одним отличительным аспектом E3D Hemera является специально разработанный радиатор, который обеспечивает отличное охлаждение горячего E3D V6, который может достигать температуры до 285°C
Экструдер работает на специальном двигателе E3D Hemera с номинальным током 1,33 А и углом шага 1,8 Т-образные пазы на  лицевых панелях двигателей позволяют легко устанавливать его на 3Д-принтеры.

 
Hemera доступна только в размере 1,75 мм.

BIQU H2

 
Экструдер BIQU H2 - это новейшее предложение экструдеров от BIGTREETECH. Это компактный и легкий экструдер с прямым приводом, который может надежно печатать практически любым материалом.
Чтобы сохранить низкий вес 219 г, необходима универсальная конструкция. Экструдер BIQU H2 состоит из трех частей: радиатора, шагового двигателя и хотэнда.
Он имеет двойную шестерню для хорошего сцепления с нитью и рассчитан на печать при температуре до 260C0, с возможностью модернизации до 500C.

 
Шаговый двигатель используется на BIQU H2 является NEMA 14. С 7: передаточным отношением 1, он использует 932 шагов/мм с 16 микрошагами, будучи рассчитан на 800 мА

LGX™ Large Gears eXtruder

 
Bondtech LGX является преемником известного экструдера Bondtech BMG. Основные отличия заключаются в том, что он разработан, чтобы быть легким и подходящим для прямого привода, но также имеет гораздо более крупные шестерни, которые, как предполагается, лучше удерживают нить.

 
7 новых функций Bondtech LGX eXtruder:
•    Увеличенные ведущие колеса для лучшего сцепления с нитью
•    Рычаг предварительного натяжения нити для быстрой замены нити
•    Многофункциональный интерфейсный разъем для быстрой замены инструментов и приложений
•    Окно обслуживания ведущего колеса для легкой очистки и обслуживания
•    Компактный, легкий и симметричный дизайн для большей производительности и совместимости
•    Схема монтажных отверстий для легкой и несложной установки
•    Напечатанный на 3D-принтере нейлоновый корпус для максимальной прочности, точности и термостойкости

 
Размер: 42 х 42 х 25 мм
Вес: 224 г.

DyzeXtruder GT

 
Комбинация редуктора, системы двойного зажима и уникальной цельнометаллической конструкции позволяет DyzeXtruder GT выдвигать до 9 кг силы. Это более чем необходимо для всех приложений 3D-печати. Тем не менее, DyzeXtruder GT намного легче, чем традиционный экструдер с планетарной коробкой передач, что обеспечивает более быстрое ускорение принтера.
Dyze Design представляет визуально эффектный экструдер, состоящий из 3-х четко различимых частей.

Первая, чрезвычайно компактный двигатель NEMA17 (0,9 А), всего 25 мм. высоты. Этот двигатель идеально выполняет функцию перемещения шестеренок  с понижением  (5,65: 1).
 
В центральной части расположен  радиатор, внутри него находится большая часть шестеренок.
 И третья и последняя часть является основным блоком экструдера из анодированного алюминия, который будет отвечать за направление нити к соплу.
Масса до 300 гр.

 
Диаметр применяемой нити 1,75 мм

Zesty Nimble Extruder

Ребята из Zesty изначально хотели создать дельта-принтер, но в конечном итоге вместо него создали Nimble с дистанционным прямым приводом. Это означает, что вы получаете преимущества экструдера с прямым приводом без веса шагового двигателя.
 
Этот механизм подачи нити, который размещает шаговый двигатель (основной источник массы экструдера) дистанционно т.е. на раме приводит в действие приводной механизм через вращающийся кабель. Это дает преимущество в том, что удаляет значительную массу с дельта-эффектора, одновременно обеспечивая подачу филамента прямо на входе в hotend, как в системе с прямым приводом.
 


23,5 мм x 39 мм x 28,5 мм (ШxГxВ)
Вес менее 28 г
Стандартная нить 1,75 мм, возможно 3 мм
Передаточное число 30:1

OMG

 
Следующим в списке обзора устройств для 3D-принтеров стоит этот интересный экструдер, который отклонился от нормы, применяемой сегодня в популярных экструдерах. Он полностью металлический и использует 2 привода для проталкивания нити. Единственная шестерня, установленная на шаговом двигателе, в конечном итоге входит в зацепление с системой входной и выходной шестерни, которая проталкивает нить в двух местах одновременно.
OMG  подойдет для системы подач Bowden так и  Вirect.

 
Характеристики
 Диаметр экструзионного колеса: 8 мм
Выходной крутящий момент двигателя 3 раза
Можно использовать 36 и 42 шаговых двигателя
Размеры  19,5 * 42 * 48 мм

Вес около: 64 г

Lightweight NF extruder

 
Еше один экструдер собственной разработки от компании Mellow
Коэффициент передачи NF sunrise составляет 5:1. Само расстояние от подающих шестеренок к соплу очень короткое. Что в сочетании делает экструдер более мощным и точным.
Материал корпуса-алюминий. Специальная конструкция убирает все дополнительные детали, что уменьшает вес всего 185 г и имеет сильную функцию рассеивания тепла. Высокотемпературный 36mm LDO Мотор поддерживает достаточный крутящий момент.

 
Применяется Bowden так и Direct.

ReXY - remote-extruder

 
Еще хотелось уделить внимание отечественной разработке уникального в своем роде экструдера. ReXY - remote-extruder. Украинский экструдер относиться к классу “direct” но это не совсем так как мы это себе проставляем. Хоть подача и происходит именно в самой печатной головке, как и у обычных директ экструдеров, но мотор находиться за областью печати не воздействуя на каретку своим весом, что в разы уменьшает инерцию при перемещениях и позволяет печатать с большей скоростью не теряя в качестве. Еще одним плюсом является то, что мотор не подвергается температурам и шанс пропуска шагов сведён к минимуму, а также использование мотора любой мощности и габаритов.

 
Экструдер состоит из конической шестерной пары с редуктором 3:1 и приводиться в действие с помощью ремня, который повторяет кинематику принтера. Для реализации задумки была модифицирована прошивка Marlin 2.0 и по заданому алгоритму высчитывает и компенсируется перемещение каретки тем самым управляет подачей пластика.
 
Вес головки: 250 гр.

Изучив и описав разнообразие экструдеров, предлагаемых на рынке, как с прямой подачей так и для  Боудена, надеемся что читатель найдет для своего 3Д-принтера лучший.