Onderdelen van de J-Head: holle moer, teflonbuisje voor in de houder, NTC, hot end en houder, verwarmingselement

RepRapWorld is een Nederlandse webwinkel die op eBay actief is. De winkel verkoopt onderdelen, kits en filament bedoeld voor 3D printen. Afgezien van de naam heeft de RepRapWorld winkel op eBay geen zichtbare overeenkomsten met de webwinkel RepRapWorld.com, die overigens een vergelijkbaar assortiment heeft. RepRapWorld op eBay heeft vier verschillende J-Heads in de verkoop, bedoeld voor 1,75 mm en 3 mm filament en met 0,35 of 0,5 mm diameter spuitgietopening. De geteste J-Head heeft een "native" 1,75 mm hot end: de boring van het smeltblok is ongeveer 2 mm. Dit betekent dat er geen PTFE buisje in de hot end geplaatst hoeft te worden. De diameter van de spuitgietopening is 0,35 mm.

Messing J-Head hot end versie 4 met verwarmingselement en NTC, houder versie 5 (eBay RepRapWorld)

De geteste J-Head bestaat volgens opgave van RepRapWorld uit een hot end versie 4 en een houder versie 5. Er is hier expliciet bij aangegeven, dat er niet van het ontwerp is afgeweken. Het valt echter op dat de houder van RepRapWorld geen ventilatiegaten heeft: deze zitten wel in het ontwerp. De houder is voor een teflon rietje met een binnendiameter van 1,8 mm uitgeboord. De holle moer heeft niet de juiste binnendiameter en er moet nog een M3 sluitring gebruikt worden om de diameter te verkleinen. De messing hot end heeft niet de voorgeschreven 3,5 mm diameter voor de doorvoer van filament, maar 2 mm, geschikt voor 1,75 mm filament.

De J-Head wordt geleverd met een verwarmingselement. Deze laatste past niet direct, maar moet met een vijl passend worden gemaakt. Met wat siliconenpasta blijft het verwarmingselement op zijn plaats. De meegeleverde NTC is van het type B57560G104F.

De eerste test bestaat uit het handmatig doorvoeren van 1,75 mm ABS bij een temperatuur van 220 °C. Het filament gaat slechts moeizaam, ik meet een maximale handmatige doorvoer van 30 mm per minuut. Het verhogen van de temperatuur heeft hier geen merkbare invloed meer op.

Voor de volgende test heb ik de hot end van de J-Head ingepakt in isolatiemateriaal, vastgeplakt met kapton tape. Op deze manier heeft de hot end veel minder warmte-uitstraling op de al geëxtraheerde kunststof. Voor de aandrijving zorgt een NEMA-14 stappenmotor, gekoppeld aan een EZstruder. De softwareinstellingen zijn 225 °C met een maximale doorvoer van 60 mm per minuut. Het proefobject is een carabijnhaak van 19 laagjes. Het printen op de verwarmde plaat gaat uitstekend, hoewel het kunststof wat aandoet alsof de temperatuur nog wel iets hoger had gekund. Het valt op dat de stappenmotor erg heet wordt. Halverwege de test stopt de uitvoer, maar de EZstruder blijft wel invoeren. Er vormt zich een krul van filament tussen EZstruder en J-Head: door de warmte van de stappenmotor is het filament zo zacht geworden dat het boven de J-Head al is gaan vervormen.

Hadron met 1,75 mm ABS "Snow White"

Voor de derde test heb ik de stroom naar de stappenmotor proefondervindelijk verlaagd totdat de stappenmotor bij het doorvoeren van 30 mm/min en 225 °C nét niet meer 'bokt'. De softwareinstalleingen zijn nu 225 °C met een maximale doorvoer van 30 mm per minuut. Het proefobject is een deksel. Het printen gaat nu zonder problemen, maar het geprinte voorwerp maakt ook nu de indruk alsof de extrusietemperatuur iets hoger had gekund. Het printen van het deksel nam ongeveer 90 minuten in beslag. Tijdens het printen bleef de temperatuur van de stappenmotor steken op ongeveer 70 °C.

1,75 mm ABS filament, 225 graden C

Leerpunten

• De bovenkant van het smeltblok van de J-Head heeft een temperatuur die hoog genoeg is om het ABS te laten plakken of smelten. De doorvoer wordt hierdoor vermoeilijkt;
• Een te hoge stroom door de stappenmotoren maakt het ABS ter hoogte van de stappenmotor zacht. De hoge stroom is voor een deel te voorkomen door de stroombegrenzing van de besturing in te stellen, maar wordt vooral veroorzaakt door te hoge doorvoersnelheden;
• Een laagdikte van 0,25 mm levert prima resultaten op;
• De EZstruder is werkelijk ongelofelijk sterk: de stappenmotor zal het eerder opgeven dan de grip van de EZstruder op het ABS. Dit betekent dat de stappenmotor het zwaar zal hebben.