3D 프린터 펌프 소음 감소: 지속되는 조용한 모드

3D 프린터 펌프 소음 감소는 일반적으로 펌프에서 시작됩니다. 즉, 마운트, 튜브 및 드라이브 설정이 대부분의 소리를 전달합니다. 먼저 장착 경로를 수정하고, 두 번째로 PWM 대역을 20~25kHz로 이동하고, 세 번째로 마모 부분을 보호합니다. 게시된 60dB 수치는 기계에 대한 약속이 아닌 테스트 조건이므로 모든 변경 전후에 30cm를 측정하세요.

3D 프린터 펌프 소음 감소가 시작되는 곳

펌프는 세 곳의 별도 위치에서 소음을 발생시키며 각 위치는 유체 경로, 모터 및 구동 장치, 펌프가 볼트로 고정된 구조 등 서로 다른 수정 사항을 취합니다.

제조업체의 결함 목록에는 다섯 가지 원인이 명시되어 있으며 세 가지는 유지 관리 문제입니다. 공회전, 스케일, 음압 하에서 떨리는 흡입구 막힘입니다. 나머지 두 가지는 희미한 고주파 톤과 로터 및 샤프트 공차를 추가하는 드라이브 불일치로, 가장 큰 원인으로 지목되었으며, 이는 어떤 브래킷도 치료할 수 없는 설계 변수입니다.

브러시 모터는 두 번째 특성을 추가합니다. 카본 브러시 마모로 인해 스파크와 소음이 발생하고 유체가 고정자-회전자 간격에 도달하면 모터가 손상될 수 있습니다.

기계적인 소음에서 PWM 우는 소리를 분리하는 방법

무엇이든 구매하기 전에 세 가지 테스트를 통해 소스를 분리합니다. 듀티 상수를 유지하고 PWM 주파수만 변경합니다. 톤이 움직이면 노이즈는 전기적입니다. 펌프가 작동하는 동안 브래킷을 누르십시오. 소리의 크기가 변하면 프레임이 방사됩니다. 콜드 스타트를 30분 동안 실행하는 것과 비교해 보세요. 몇 주에 걸쳐 커지는 웅웅거리는 소리는 규모를 의미하며, 저장소가 비워지는 순간 시작되는 소음은 공회전을 의미합니다.

표 1. 펌프 소음 소스, 각각의 공개된 서명 및 이를 식별하는 테스트.

출처: 제조업체 소음 문제 해결 참고 사항 및 사양 요약; 구조 기반 행은 공개된 측정값이 아니라 엔지니어링 관행입니다.

다음 내용을 읽어보세요:마이크로 DC 워터 펌프 소음 솔루션.

펌프를 개조하기 전에 소음을 측정하십시오.

동일한 방식으로 두 번 취한 기준선은 광고된 수치를 능가합니다. 기계를 조립한 상태에서 달리는 작업에서 30cm와 1m의 레벨을 기록하고 매번 거리와 장착을 기록해 두십시오.

발표된 두 수치는 비교할 수 없습니다. 3V 펌프는 5cm 스펀지에서 5V DC로 측정했을 때 30cm에서 60dB 미만입니다. 24V 펌프는 장착 조건이 명시되지 않은 상태에서 50cm에서 60dB로 게시됩니다. 음압은 거리가 두 배로 늘어날 때마다 약 6dB씩 떨어지므로 50cm에서 60dB는 자유장에서 30cm에서 대략 64dB입니다. 비슷한 기준으로 두 펌프 모두 60dB 미만이 아닙니다.

전후 비교를 위해 하나의 전화 앱을 사용하십시오. 그러나 전화에는 명시된 가중치가 없기 때문에 숫자가 게시될 때 IEC 61672-1에 대한 측정기를 사용하십시오. 청취자가 앉은 팔 길이에서 레벨을 판단하십시오.

다음 내용을 읽어보세요:3D 프린터용 연동 펌프와 기어 펌프.

3D 프린터 펌프 소음 감소를 위한 충격흡수 장치 설치

아이솔레이터는 스프링이자 댐퍼이며 기계적 저역 통과 필터처럼 작동합니다. 고유 주파수 이상에서는 전송을 감소시키고 공진에서는 증폭시킵니다. 그렇기 때문에 동일한 고무 패드로 인해 한 프린터는 더 조용해지고 다른 프린터는 더 크게 만들 수 있습니다.

3D 프린터 펌프 충격흡수 설치

하중과 형상이 재료보다 더 중요합니다. 찌그러진 패드는 단단한 링크이기 때문에 작동 압축을 아이솔레이터의 탄성 범위 내로 유지하고 아이솔레이터의 고유 주파수를 펌프가 가진 주파수보다 훨씬 낮게 유지하십시오.

표 2. 게시된 소음 테스트에 사용된 마운팅을 사용한 펌프 마운트의 엘라스토머 특성.

출처: 인용된 폴리머 참고자료의 EPDM 및 실리콘 특성 표; 3V 펌프 제품 페이지의 장착 행을 참조하세요. '명시되지 않음'은 인용된 출처가 해당 값을 게시하지 않음을 의미합니다.

충격 흡수 개조가 실패하는 5가지 방법

아이솔레이터를 브리징합니다.패드를 통과하는 볼트, 케이블 타이 또는 견고한 브래킷이 평행 경로를 생성하고 엘라스토머는 아무 작업도 수행하지 않습니다.

단단한 튜브.문서화된 테스트 조건에서는 보어가 2.5mm이고 입구가 350mm이고 출구가 250mm인 45 Shore A 실리콘을 사용합니다. 짧고 뻣뻣한 튜브는 진동을 전달합니다. 너무 단단하면 바브가 밀봉되지 않을 수 있고, 너무 부드러우면 흡입 시 붕괴될 수 있습니다.

잘못된 주파수에 장착되었습니다.조명 브래킷 아래의 부드러운 패드는 마운트의 고유 주파수를 펌프의 여기 범위 내에 배치할 수 있으며, 여기서 절연 대신 증폭됩니다. 더 많은 브래킷 질량이나 댐퍼가 해당 피크를 평평하게 만듭니다.

배선으로 절연체를 우회합니다.간격을 가로지르는 모든 케이블이나 튜브는 진동 단락입니다. 각각에 서비스 루프를 남겨둡니다.

패스너에 과도한 토크를 가합니다.탄성 범위를 넘어서는 압축은 아이솔레이터를 견고한 스페이서로 바꿉니다.

그림 1. 펌프 마운트의 모델링된 전달률: 진동은 공진 시 증폭되고 교차점 위에서만 감쇠되며 감쇠가 많을수록 피크가 낮아집니다.

출처: r=f/fn에 대한 표준 단일 자유도 전달 관계 T=1 / sqrt((1 - r^2)^2 + (2 zeta r)^2)를 사용하는 저자의 모델과 수동 아이솔레이터가 기계적 저역 통과 필터라는 발표된 발견이 결합되었습니다. 측정이 아닌 모델입니다.

다음 내용을 읽어보세요:SC2301CPW 24V 펌프 사양.

연동 펌프 PWM 속도 제어를 통한 조용한 수정

PWM은 듀티별로 속도를 설정하고 주파수를 전환하여 소리를 설정합니다. 게시된 시작점은 20kHz, 무소음 작업을 위한 20~25kHz 대역, 그리고 약 30~40kHz를 초과하면 소형 드라이버가 스위칭만으로 실제 전력을 소모한다는 경고입니다.

낮은 부하에서 펌프는 마찰과 부하 토크로 인해 시동이 중단되는 불감대에 진입합니다. 즉, 웅웅거리고 권선을 가열하며 아무것도 움직이지 않습니다. 안정적인 시작점 이상으로 최소 명령을 설정하고 정류, 전류 제한 및 소프트 스타트를 이미 처리하는 드라이버를 선호합니다.

조용한 수정: 주파수 대역 선택

그림 2는 가청 대역에 대한 권장 사항을 나타냅니다. 인간의 청력 범위는 대략 20Hz~20kHz이므로 20~25kHz에서 스위칭하면 전기적 잡음이 제거되는 반면, 30~40kHz를 초과하면 스위칭 손실로 인해 실제 전력과 열이 발생하기 시작합니다.

그림 2. 사람이 들을 수 있는 가청 범위에 대해 공개된 PWM 스위칭 대역.

출처: 제조업체 PWM 애플리케이션 가이드(20kHz 시작점, 20~25kHz 무음 대역, 약 30~40kHz 이상의 스위칭 손실) 인용된 음향 참고 자료의 청각 범위는 20Hz ~ 20kHz입니다.

배선: 프린터에서 전기 소음을 차단합니다.

브러시 모터의 정류 소음은 펌프 배선에 머물지 않습니다. 프린터에서는 서미스터 신호나 스테퍼 드라이버 기준 전압에 결합되어 잘못된 판독값을 유발할 수 있습니다. 서미스터 및 엔드스톱 작동에서 펌프 배선을 멀리하고, 복귀 경로를 짧게 유지하며, 긴 작동을 차단하십시오.

프린터 MCU는 핀당 약 25~40mA, 공급 핀 전체에 150~200mA를 공급하는 반면 소형 펌프는 100~500mA를 소비하므로 팬 포트에는 MOSFET, 퓨즈 및 레일 헤드룸이 먼저 확인되어야 합니다. 분기 퓨즈와 플라이백 다이오드가 포함된 실속 전류 정격의 로우사이드 로직 레벨 MOSFET을 사용하고 돌입에 맞게 공급 크기를 조정합니다. 컨버터는 전압을 변경하지만 전류를 생성하지 않습니다.

다음 내용을 읽어보세요:PWM이 마이크로 펌프에 미치는 영향.

수명 연장 수정

수명은 열, 공회전 및 부하 상태에서 시간을 소비하므로 수명을 연장하는 수정 사항은 음향보다는 열적, 유압적 및 작동적입니다.

연동 펌프 수명: 튜브 보호

튜브는 연동 펌프 수명을 결정하며, 프린터 리필 의무에 대해 게시된 지침은 수개월에서 1년입니다. 압축된 튜브는 계속해서 압축 세트(표준 압축 세트 테스트에서 다루는 메커니즘)를 취하고 문서화된 형상(45 Shore A 실리콘, 2.5mm 보어, 250mm 출구 런이 있는 350mm 입구)을 유지하기 때문에 기계가 유휴 상태일 때 교합을 해제합니다.

사이클 등급은 노이즈 수치와 마찬가지로 회의적입니다. 제품 페이지에는 5초 켜기, 3초 끄기 패턴으로 300,000회 이상의 주기와 600,000회 전달 주기에 도달하는 별도의 테스트가 명시되어 있으며, 애플리케이션 기사에서는 테스트된 480,000주기 수명을 인용합니다. 각각을 테스트 설명으로 간주하고 사이클 헤드라인이 아닌 시간에 맞춰 튜브 교체를 계획하십시오.

기어 펌프 유지 관리: 간격 및 프라이밍

기어펌프의 유지보수는 윤활유이자 베어링인 유체로부터 시작됩니다. 게시된 사양에서는 기어가 하우징에 대해 마모되고 틈이 영구적으로 열려 있기 때문에 20초 이상의 공회전을 금지하고 배출구가 막혀도 펌프가 멈추지 않습니다. 내부 누출, 열 및 마모가 증가합니다. 입구를 필터링하고, 매 시작 전에 프라이밍하고, 모터 엔드 캡 주변의 공기 흐름으로 주변 온도 범위를 5~45°C로 유지합니다.

표 3. 개조 수정, 각 메커니즘 및 증거의 강도.

출처: 제조업체 PWM 애플리케이션 가이드, 유체 시스템 유지 관리 지침, 24V 사양 요약 및 3V 제품 페이지 ASTM D395에 따른 압축 영구화 메커니즘.

다음 내용을 읽어보세요:수지 리필용 SC2201RPW 펌프.

기어 펌프 문제 해결 및 상태 기반 유지 관리

가장 빠른 기어 펌프 문제 해결 경로는 추측보다는 산술입니다. 현재의 유량, 전류 및 압력을 시운전 시 기록된 수치와 비교하십시오. 대부분의 유체 시스템 고장은 5가지 변수(회전당 변위, 작동 압력, 점도, 흡입 조건 및 듀티 사이클)로 추적되므로 어떤 변수가 움직였는지를 찾는 것이 대부분의 진단입니다.

게시된 기어 펌프 유지 관리 계획이 기준을 제공합니다. 펌프 시간 40시간마다 시간별 용량 확인과 전류 판독값을 실행합니다. 용량은 위임된 용량의 5% 이내이고 전류는 20% 이내입니다. 매주 롤러 트랙의 튜브에 평평한 부분, 부어오름 및 축축한 고리가 있는지 검사하고 흡입구 여과기를 청소하십시오. 매월 유체 교체 후 보정을 다시 확인하십시오. 분기마다 스트레이너를 교체하고 최소 시작 명령을 확인하고 플라이백 다이오드를 확인하십시오.

표 4. 게시된 오류 및 유지 관리 목록을 바탕으로 구성된 프린터 펌프의 문제 해결 매트릭스.

출처: 제조업체 소음 문제 해결 참고 사항; 수액 시스템 유지 관리 지침(40시간 간격, 5% 용량 및 20% 현재 기준).

다음 내용을 읽어보세요:막힘, 기포 및 누출 문제 해결.

한 주말 동안의 개조 순서

저렴하고 되돌릴 수 있는 단계를 먼저 수행하고 각 단계 후에 측정하여 어떤 변경이 실제로 효과가 있었는지 알 수 있습니다.

기준선.작업 시 30cm 및 1m의 레벨과 시간에 따른 복용량, 모터 전류, 전달 압력 및 주변 온도를 기록합니다.

산.탄성 범위 내에 로드된 엘라스토머를 장착하고 패드를 연결하는 모든 것을 제거하고 모든 튜브와 케이블에 서비스 루프를 남겨 둡니다.

유체 경로 및 드라이브.문서화된 튜브 경도와 보어를 유지하고, 유입구를 플러딩하고, PWM 대역을 데드 존 위의 20-25kHz로 설정하고, 펌프가 팬 포트에 연결된 경우 MOSFET, 퓨즈 및 플라이백 다이오드를 확인합니다.

다시 측정하고 기록합니다.기준선을 정확하게 반복한 다음 인쇄 후 24시간 후에 반복하십시오. 하루 동안 더위를 견디지 ​​못하는 변화는 해결책이 아닙니다.

다음 내용을 읽어보세요:조용하지만 강력함: 24V 프린터 펌프.

개조로 고칠 수 없는 것

이 제품군에서 발표된 가장 큰 소음 원인은 설계 및 제조 시 결정되는 회전자 및 샤프트 공차입니다. 물이 넘치든 건조하든 모든 속도에서 시끄러운 펌프는 브래킷이나 PWM 설정으로 인해 조용해지지 않습니다. 허용 오차를 지정하고 샘플에서 확인하십시오.

유지 관리 문제도 음향 문제가 아닙니다. 막힌 흡입구, 스케일 및 마모된 튜브는 모두 소음을 증가시키고 모두 수명을 소모하므로 가장 저렴한 소음 감소는 종종 기계에 이미 제공되는 서비스입니다.

공개된 5개의 주장도 상충되며 각 주장은 이 지침이 사양에 도달하기 전에 서면으로 해결되어야 합니다. 동일한 모델 번호가 일부 페이지에서는 기어 펌프로 설명되고 다른 페이지에서는 연동 펌프로 설명됩니다. 하나의 듀티 패턴에는 300,000 이상, 테스트된 480,000, 최대 600,000이라는 세 가지 주기 수치가 포함됩니다. 전압 세트는 3/5/8V 및 3/6/12V로 나열됩니다. 한 페이지에는 튜브 소모품이 없다고 명시되어 있지만 제품 페이지에는 실리콘 튜브 유체 경로가 설명되어 있습니다. 동일한 펌프는 30kPa 이상, 6psi 이상, 약 41kPa로 인용됩니다.

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주요 시사점

무엇이든 구입하기 전에 유체 경로, 모터 드라이브 및 펌프가 볼트로 고정된 구조 등 세 가지 소음 경로를 분리하십시오.

아이솔레이터는 스펀지가 아닌 저역 통과 필터입니다. 공진 시 증폭되고 해당 지점 이상에서는 감쇠되므로 재료보다 하중, 브래킷 질량 및 형상이 더 중요합니다.

아이솔레이터를 브리지하지 마십시오. 패드를 통과하는 볼트, 케이블 타이 또는 단단한 튜브 런을 사용하면 진동이 프레임에 바로 다시 전달됩니다.

20-25kHz는 공개된 조용한 PWM 대역입니다. 안정적인 시작 듀티 미만에서는 펌프가 권선을 윙윙거리고 가열할 뿐입니다.

MCU 핀은 25~40mA를 공급하고 소형 펌프는 100~500mA를 소비합니다. 돌입에 적합한 크기의 퓨즈 및 플라이백 다이오드와 함께 실속 전류 정격 MOSFET을 사용합니다.

수명은 동일한 수정 사항을 따릅니다. 유휴 상태에서 튜브 막힘을 해제하고, 500시간 또는 수명의 2/3가 되면 튜브를 교체하고, 기어 펌프를 20초 이상 공회전시키지 마십시오.

자주 묻는 질문

3D 프린터 펌프 소음 감소 효과는 어느 정도입니까?

세 가지 경로 중 어느 경로가 가장 큰 소리를 전달하는지에 따라 다르므로 전후를 측정하세요. 이 제품군에 게시된 수치는 60dB 이하이지만 서로 다른 거리와 장착에서 촬영되었으며 일반적으로 펌프 내부에서가 아니라 구조 기반 커플링을 제거함으로써 가장 큰 이득을 얻습니다.

3D 프린터 펌프의 소리가 예전보다 더 커지는 이유는 무엇입니까?

먼저 유지 관리 원인을 확인하십시오. 스케일이 점점 더 웅웅거리고, 흡입구가 부분적으로 막혀서 떨림이 발생하고, 흡입 라인의 공기로 인해 시동 시 소음이 발생하고, 튜브가 편평하거나 부풀어오르면 흐름과 소리가 변합니다. 펌프를 비난하기 전에 용량과 전류를 위임된 값과 비교하십시오.

연동 펌프 PWM 속도 제어가 자체적으로 소음을 줄일 수 있습니까?

그것은 전기적인 우는 소리를 제거하고 다른 것은 없습니다. 스위칭 대역을 20-25kHz로 이동하고 최소 명령을 데드존 이상으로 유지하십시오. 브래킷을 누르면 소리의 세기가 변하는 경우 문제는 전기적 문제보다는 구조적 문제입니다.

펌프 진동이 프린터 프레임에 전달되지 않도록 하려면 어떻게 해야 합니까?

탄성 범위 내부에 로드된 탄성중합체 절연체에 펌프를 장착하고, 패드나 단단한 튜브를 통과하는 볼트와 같은 평행 경로를 제거하고, 모든 튜브와 케이블에 서비스 루프를 남겨두고, 브래킷이 가벼운 경우 질량을 추가합니다. 그런 다음 같은 거리에서 다시 측정합니다.

3D 프린터에서 연동 펌프 튜브는 얼마나 오래 지속됩니까?

프린터 리필 의무에 대해 게시된 지침은 몇 개월에서 1년이며, 유지 관리 계획에서는 500시간 또는 계산된 튜브 수명의 2/3에 교체할 ​​것을 요구합니다. 편평한 부분, 부기 및 축축한 고리가 있는지 매주 검사하십시오.

기어펌프의 출고가 중단되면 가장 먼저 확인해야 할 사항은 무엇인가요?

게시된 실패 순서를 확인하십시오. 20초가 지나면 공회전이 영구적으로 열립니다. 펌프를 정지시키지 않고 누출과 열을 증가시키는 막힌 배출구; 막힌 입구 스트레이너; 너무 차갑거나 너무 두꺼운 액체. 기준선에 대한 흐름과 전류는 막힘과 마모를 구분합니다.