매개변수에서 실습까지: 3D 프린터에 적합한 마이크로 워터 펌프를 정확하게 선택하는 방법

3D 프린터용 마이크로 펌프를 선택하려면 전압, 전류, 유량, 압력 및 흡입, 소음, 수명 등 고정된 순서로 읽은 6개의 숫자가 필요합니다. 전압은 펌프가 기계에서 작동할 수 있는지 여부를 결정합니다. 나머지 5개는 작업을 얼마나 잘 수행하고 얼마나 자주 다시 만질 것인지를 결정합니다.

여기서 케이스로 사용된 두 개의 펌프는 대부분의 지면을 덮습니다. SC2601RPW는 6V~12V 기계용 연동 펌프로 정격 속도가 100~300mL/min, 120kPa 이상의 압력, 60kPa 이상의 흡입, 30cm에서 50dB 미만, 1,000시간 수명 테스트를 거쳤습니다. SC2301CPW는 100mL/min 이상, 40-150kPa 정격의 24V 기어 펌프입니다. 이를 나란히 읽는 것이 어떤 매개변수가 실제로 구매를 결정하는지, 어떤 매개변수가 결정적으로만 보이는지 확인하는 가장 빠른 방법입니다.

6개의 매개변수와 각 매개변수에 대한 질문

펌프 데이터시트의 모든 사양은 정확히 하나의 질문에 답하며 각 사양마다 다른 종류의 불확실성이 남습니다.

그렇기 때문에 숫자표를 위에서 아래로 읽으면 종종 잘못된 펌프가 생성됩니다. 비결은 각 그림을 이미 가지고 있는 질문에 대한 답변으로 취급하는 것입니다.

6개의 매개변수, 각 매개변수가 대답하는 질문, 그리고 그로 인해 발생하는 간격

전압 및 전류: 보유하고 있는 레일에 펌프를 일치시킵니다.

프린터가 이미 제공하는 레일에 펌프를 맞춘 다음 전환하는 채널이 전류를 전달할 수 있는지 확인하십시오.

3D 프린터에서 4개의 레일 중 하나를 의미하며 각 레일에는 놓치기 쉬운 걸쇠가 함께 제공됩니다.

3V ~ 24V의 프린터 레일과 각각이 실제로 구동할 수 있는 것

더 높은 전압 버전이 자동으로 더 강해지지 않는 이유

24V 변형을 구입한다고 해서 더 많은 압력이나 더 많은 흐름을 구입하는 것은 아닙니다. 동일한 전력에 대해 더 낮은 전류를 구입합니다.

이 한 문장으로 대부분의 전압 실수를 방지할 수 있습니다. 동일한 전력에서 공급 전압을 높이면 모터가 소비하는 전류가 낮아지므로 더 큰 24V 버전의 모델이 12V 형제 모델보다 더 작은 전류 수치를 나타내는 경우가 많습니다. 제조업체의 자체 비교에 따르면 동일한 펌핑 작업에 대해 다이어프램 펌프 중 하나에서 12V 버전의 정격은 800mA 미만이고 24V 버전의 정격은 300mA 미만입니다.

실질적인 결과는 유압 장치보다는 배선에 관한 것입니다. 전류가 낮다는 것은 케이블이 더 얇아지고 장기적으로 전압 강하가 적으며 밀봉된 기계 내부의 열이 적다는 것을 의미합니다. 기계에 이미 24V 레일이 있는 경우 24V 펌프가 더 간단한 대답입니다. 12V 레일이 있는 경우 12V 펌프는 비용이 많이 들고 스위칭 소음을 동일한 인클로저로 방출하는 컨버터를 피합니다.

현재: 데이터시트로는 계산할 수 없는 연산

채널이 전환해야 하는 것을 더하고 총계를 정격보다 훨씬 낮게 유지하십시오. 왜냐하면 브러시 펌프 모터는 꾸준한 저항 부하가 아니기 때문입니다.

두 가지 경우를 들어보세요. SC2601RPW는 6V에서 200mA 미만, 12V에서 320mA 미만을 소비하므로 12V 버전은 대략 3.8W에서 실행됩니다. SC2301CPW는 24V에서 200mA 미만(5W 미만)을 소비합니다. 둘 다 단일 메인보드 MOSFET 채널이 일반적으로 처리하는 내부에 있지만 세 가지 세부 사항이 여전히 설치 작동 여부를 결정합니다.

헤드룸을 남겨두세요. 정격의 절반으로 펌프를 구동하는 채널은 시원하게 작동합니다. 정격의 90%로 운전하는 사람은 보드의 다른 모든 것과 방열판을 공유합니다.

스타트업 스파이크를 기대하세요. 브러시 모터는 1초의 몇 분의 1 동안 정격 전류의 몇 배를 소비하며 히터와 팬에 의해 이미 로드된 공급 장치는 보드를 재설정할 만큼 충분히 떨어질 수 있습니다.

반환 경로를 별도로 유지하십시오. 서미스터 또는 ADC 입력과 접지를 공유하는 대신 펌프 접지를 전원으로 다시 실행하고 MOSFET이 펌프를 전환할 때 플라이백 다이오드를 장착합니다.

유량: 등급에서 루프가 실제로 보는 것까지

작업에 필요한 유체에 맞게 펌프 크기를 조정한 다음 배관이 추가하는 압력을 감당할 만큼 충분한 여유를 유지하십시오.

수요 측면부터 시작하세요. 냉각수 루프, 주입 작업 및 진공 고정 장치는 모두 각자의 요구 사항을 다르게 표현하므로 동일한 유량 등급이 한 빌드에서는 넉넉해 보이고 다른 빌드에서는 미미해 보일 수 있습니다.

업무에 흐름을 맞추는 것이 아니라 업무를 흐름에 맞추는 것

기계의 유량 측정

리턴 라인을 분리하고 정확히 60초 동안 눈금 실린더에 넣고 부피를 읽으십시오. 수집한 밀리리터는 루프가 실제로 전달하는 분당 밀리리터입니다.

펌프를 비난하기 전에 그 숫자를 등급과 비교하십시오. 올바르게 프라이밍된 루프는 일반적으로 게시된 수치의 약 70~90% 내에 위치하며, 차이는 튜브 길이, 피팅, 필터 및 콜드 블록에 있습니다. 측정된 유량이 크게 부족한 경우 더 큰 펌프를 찾기 전에 흡입측 공기 누출이나 부분적으로 막힌 냉각판을 찾으십시오.

압력과 흡입: 루프 실행 여부를 결정하는 쌍

압력은 루프를 통해 유체를 이동시키고 흡입은 저장소를 놓을 수 있는 위치를 결정합니다.

두 사건은 상당히 다른 지점에 있습니다. SC2601RPW는 120kPa 이상의 압력(1.2bar 또는 약 17.4psi)과 흡입력 60kPa 이상으로 이론적으로 약 6m 높이의 물을 들어 올릴 수 있는 수준입니다. SC2301CPW는 40~150kPa 사이에서 작동합니다. 두 수치 모두 튜브, 피팅, 필터 및 블록이 함께 몇 kPa에서 수십 kPa를 차지하는 일반 프린터 루프의 제약 조건이 아닙니다.

저장소가 기계 아래에 있어야 하는 경우

Draw-up 능력은 소형 프린터의 레이아웃을 결정하는 매개변수로 가장 늦게 발견되는 경우가 많다.

흡입량이 60kPa 이상인 자체 프라이밍 펌프는 바닥에 있는 병에서 냉각수를 끌어 올려 새로운 라인에서 공기를 제거합니다. 해당 등급이 없는 펌프는 흡입구가 범람되어야 합니다. 저장소는 펌프 위로 올라가고 라인은 손으로 한 번 프라이밍됩니다. 추상적으로는 두 가지 배열 모두 더 나은 것은 아니지만 두 번째 배열은 기계의 설계를 제한하므로 섀시를 그리기 전에 어떤 배열을 구매할지 확인하는 것이 좋습니다.

액체가 걸쭉할 때

점성이 있거나 채워진 유체의 경우 펌프의 작업 지속 여부를 결정하는 것은 유량 등급이 아닌 압력 한도입니다.

두꺼운 유체는 흐르지 않고 변형되며 좁은 라인을 통과하는 데 필요한 압력이 빠르게 상승합니다. 150kPa 정격의 펌프는 저항이 증가함에 따라 용적 출력을 유지합니다. 왜냐하면 변위가 양수이기 때문입니다. 압력 한계 근처에서 작동하는 펌프는 단순히 모터 속도를 늦추고 그 차이를 열로 바꿉니다. 페이스트나 슬러리가 계획의 일부인 경우 압력 한도가 더 높은 모델을 선택하고 유량 수치를 약속이 아닌 검증 대상으로 취급하십시오.

소음: 비교하기 전에 거리를 정규화하세요.

소음 지수는 거리가 없으면 아무 의미가 없으므로 두 펌프를 동일한 기준점으로 변환하면 비교가 간단해집니다.

작은 소스에서 나오는 소리는 거리가 두 배로 늘어날 때마다 약 6dB씩 떨어지며, 이는 게시된 두 수치를 직접 비교할 수 있을 만큼 충분한 산술적 수치입니다.

동일한 두 수치는 공통 거리를 나타냅니다.

출처: 제조업체 소음 데이터; 자유장에서의 소리에 대한 역제곱 법칙.

두 펌프는 1m 거리에서 약 14dB 떨어져 있는데 이는 작은 차이가 아닙니다. 이는 조용한 기계와 옆방에서 눈에 띄는 기계 사이의 간격입니다. 두 가지 주의 사항은 해당 비교를 정직하게 유지하는 것입니다. 계산에서는 자유장을 가정하고 반사 벽이 있는 인클로저에 볼트로 고정된 펌프는 다르게 작동합니다. 또한 동일한 장착을 가정하고 견고한 마운트는 펌프 자체 설계가 기여하는 것보다 측정된 레벨에 더 많은 것을 추가할 수 있습니다.

소음과 흐름의 균형 유지

빌드에 조용한 펌프가 최고 속도로 전달하는 것보다 더 많은 흐름이 필요한 경우, 대답은 일반적으로 작은 펌프가 완전히 작동하는 것보다 더 큰 펌프가 천천히 작동하는 것입니다.

속도는 마이크로 펌프의 주요 소음 변수입니다. 제조업체는 작동 속도에 따라 소음이 증가한다고 설명하며, 연동 범위는 모델 라인 전체에서 대략 30~50dB 사이로 표시됩니다. 최대 속도의 60~80%로 실행하는 것도 효율성이 최고조에 달하는 경향이 있으므로 조용한 설정이 효율적인 경우도 많습니다. 그로부터 두 가지 일정 변경이 이어집니다.

여유가 있는 모델을 선택한 다음 PWM으로 다시 전화를 겁니다. SC2601RPW의 100-300mL/분 대역과 SC2301CPW의 100mL/분 플로어는 둘 다 한계에 도달한 펌프를 실행하지 않고도 이를 수행할 수 있는 공간을 남겨둡니다.

낮은 공급 전압으로 조용함을 추구하지 마십시오. 12V 펌프의 전압을 6V로 줄이면 모터가 설계 지점에서 벗어나게 되고, 실제 소음 이득 없이 흐름을 제어하기가 더 어려워집니다.

수명: 테스트 시간부터 서비스 계획까지

수명 수치는 보증이 아닌 테스트 기간이므로 기계가 실제로 작동하는 작업에 대한 달력 시간으로 변환하십시오.

SC2601RPW에는 1,000시간의 수명 테스트가 포함되어 있습니다. 이것이 의미하는 바는 전적으로 프린터를 사용하는 방법에 따라 달라집니다.

1,000시간을 달력 시간으로 변환한 수치

출처: 제조업체 수명 테스트 데이터; 가장 가까운 실제 간격으로 반올림된 산술입니다.

무엇을 먼저 입을까

연동 펌프에서 튜브는 소모품이고 모터는 소모품이 아닙니다. 기어 펌프에서 기어 면과 베어링은 유체가 허용하는 마모를 받습니다.

그 차이에 따라 재고가 결정됩니다. 연동 튜브는 경고를 제공합니다. 느낌이 부드럽고 롤러 아래에서 편평해지며 흐름이 고장나기 전에 표류하기 시작하고 교체 비용이 거의 들지 않습니다. 기어 펌프에는 이러한 소모품이 없습니다. 이는 유체가 연마성 필러를 운반할 때까지 장점이며, 이 지점에서 펌프를 효율적으로 만드는 간격이 가장 먼저 필요합니다. 어느 쪽이든, 펌프 헤드 뒤에 있는 모터는 일반적으로 수명이 긴 부품입니다. 소형 펌프 모터는 일반적으로 까다로운 작업에서는 수백 시간부터 부드럽고 잘 필터링된 서비스에서는 수천 시간까지 정격됩니다.

숫자를 줄이는 것은 무엇입니까?

네 가지 조건은 현장에서의 수명 테스트 결과를 단축시키며, 네 가지 모두 불운보다는 설계 결정입니다. 건조 상태로 실행하면 펌프 헤드를 윤활하고 냉각시키는 필름이 제거됩니다. 열은 모터 권선을 노화시키고 배관을 부드럽게 만듭니다. 입자는 틈새를 갈아냅니다. 그리고 반복적인 중지-시작 주기는 동일한 시간 동안 꾸준한 작동보다 모터에 더 많은 스트레스를 가하므로 간헐적인 도징 작업이 연속 순환보다 펌프를 더 빨리 마모시킬 수 있습니다.

두 가지 빌드, 두 가지 답변

두 케이스는 흐름보다는 전압, 흡입, 압력 측면에서 깔끔하게 분리됩니다.

두 펌프 모두 비슷한 양의 물을 이동시킵니다. 중요한 차이점은 기계에 이미 레일이 있는지 여부, 저장소가 펌프 위에 위치할 수 있는지 여부, 유체가 밀려나는 데 얼마나 저항하는지입니다.

두 가지 사례를 나란히 놓고 구분하는 매개변수

출처: 두 모델 모두의 제조업체 제품 데이터.

사례 1: 프레임 아래 저장소가 있는 12V 기계

이 빌드는 SC2601RPW 12V 버전을 사용합니다. 레일이 존재하고 저장소가 낮게 위치하며 프린터가 침실에 있기 때문입니다.

저장소는 프레임 아래 선반에 있는 병이므로 펌프는 첫 번째 주입 시 자체 냉각수를 들어올리고 새 라인에서 공기를 제거해야 합니다. 정확히 60kPa 흡입이 필요한 것입니다. 이 기계는 펌프 밴드 내부에서 20~50mL/분을 필요로 하는 단일 핫엔드 설정이므로 펌프는 최고 속도가 아닌 낮은 작동 속도로 작동하며 이는 조용함을 유지하는 설정이기도 합니다. 소음 수치는 배치를 뒷받침합니다. 30cm에서 50dB 미만은 공간을 공유하는 스테퍼 모터 아래에서 미터당 약 40dB까지 작동합니다. 하루 3시간의 1,000시간 테스트는 대략 11개월의 인쇄 기간에 해당하므로 이 계획은 선반에 예비 튜브를 두고 흐름이 표류하기 시작할 때 확인하는 것입니다.

사례 2: 농축된 절삭유를 사용하는 24V 기계

이 빌드에서는 기계가 이미 24V 레일을 실행하고 루프가 흡입이 아닌 압력 헤드룸을 요구하기 때문에 SC2301CPW를 사용합니다.

기계는 핫엔드와 함께 레이저 냉각판을 운반하며 냉각수는 기계를 이동하는 데 필요한 압력을 높이는 글리콜 혼합물입니다. 펌프의 40-150kPa 범위는 이를 편안하게 처리하며 24V 장치이므로 컨버터가 없고 인클로저 내부에 추가 스위칭 소음이 없이 기존 레일에 매달려 있습니다. 자체 프라이밍 기능이 없으므로 저장소가 펌프 위로 올라가고 라인은 첫 번째 충전 시 한 번 프라이밍됩니다. 모터가 공냉식이므로 펌프 본체는 가열된 챔버 외부에 유지됩니다. 24V에서 더 낮은 전류 소비는 이를 선택하는 이유라기보다는 보너스입니다. 배선을 얇게 유지하고 보드 채널을 시원하게 유지합니다.

데이터시트가 답변할 수 없는 세 가지 질문

가장 비용이 많이 드는 선택 실수 중 일부는 매개변수를 확인한 후에 발생합니다. 그 이유는 세 가지가 펌프의 속성이 아니라 기계의 속성이기 때문입니다.

루프에 얼마나 많은 저항이 추가됩니까? 튜브 길이, 피팅, 필터 및 콜드 블록이 함께 펌프의 작동 압력을 결정합니다. 이를 추정한 다음 첫 번째 빌드에서 압력 판독값으로 확인합니다.

펌프의 주변 환경은 어떻게 될까요? SC2601RPW의 정격은 0~50도, 상대습도 75%입니다. 이는 대부분의 프린터에 적합하지만 가열된 챔버 내부에서는 적합하지 않습니다. 펌프가 어디에 놓일지는 나중에 인클로저를 배치하는 사람에 의해 결정되는 경우가 많습니다.

실제 듀티 사이클은 무엇입니까? 몇 분마다 10초 동안 투여하는 기계와 8시간 동안 지속적으로 순환하는 기계는 총 시간이 비슷해 보일지라도 동일한 애플리케이션이 아닙니다. 의무는 유지보수 간격과 소음 예산을 모두 결정합니다.

자주 묻는 질문

두 개의 펌프 데이터시트를 어떻게 공정하게 비교합니까?

먼저 순서를 정하십시오. 전압, 전류, 유량, 압력 및 흡입, 소음, 수명 순입니다. 전압은 기계가 전원을 공급할 수 없는 펌프를 제거하고, 흡입은 저장소에서 끌어올 수 없는 펌프를 제거하며, 나머지 매개변수는 남은 항목의 순위를 매깁니다. 먼저 헤드라인 유량 수치를 비교하면 호환되지 않는 두 펌프가 어떻게 동일한 후보 목록에 포함되는지 알 수 있습니다.

더 높은 전압의 펌프가 더 많은 유량이나 압력을 생성합니까?

그 자체로는 아닙니다. 전압은 주어진 기계 설계에 대한 모터의 속도와 전류를 설정하지만 압력을 추가하거나 펌프를 본질적으로 더 강하게 만들지는 않습니다. 동일한 전력에서 더 높은 전압 버전은 더 적은 전류를 소비하므로 이미 24V 레일, 긴 케이블 또는 배터리 공급 장치가 있는 기계에서는 24V 장치가 선호됩니다.

더 큰 유량 등급이 항상 더 좋습니까?

아니요. 루프에 필요한 것보다 훨씬 높은 등급의 펌프는 낮은 듀티 또는 스로틀에서 실행되며 추가 헤드룸은 PWM으로 다시 다이얼하려는 경우에만 도움이 됩니다. 더 중요한 것은 튜브, 피팅, 필터 및 콜드 블록 이후 측정된 흐름이 여전히 작업에 필요한 열 또는 용량을 포괄한다는 것입니다.

서로 다른 거리에서 측정된 소음 수치를 어떻게 비교합니까?

동일한 거리를 참조하십시오. 작은 소스에서 나오는 소리는 거리가 두 배로 늘어날 때마다 약 6dB씩 떨어지므로 50cm에서 60dB는 30cm에서 대략 64dB가 되고, 30cm에서 50dB는 1미터에서 약 40dB가 됩니다. 두 수치가 동일한 거리에 있으면 여기에서 두 경우의 차이는 약 14dB이며 이는 감지할 수 있고 유용한 여유입니다.

3D 프린터 마이크로 펌프는 실제로 얼마나 오래 지속됩니까?

공개된 수명 수치를 테스트 기간으로 간주하고 이를 수행할 임무로 변환합니다. 1,000시간 테스트는 하루 3시간, 약 6주 동안 24시간 순환을 하여 약 11개월이 소요되므로 동일한 펌프가 기계에 따라 고정물이 될 수도 있고 소모품이 될 수도 있습니다. 연동 펌프에서 튜브는 교체할 부품입니다. 기어 펌프에서는 유체 청결이 틈새를 보호합니다.

이것이 당신을 떠나는 곳

인쇄된 순서가 아닌 매개변수가 도착하는 순서대로 선택하십시오. 전압이 먼저입니다. 왜냐하면 펌프가 전혀 작동할 수 있는지 여부를 결정하기 때문입니다. 현재 두 번째는 펌프 배선 방법을 결정하기 때문입니다. 세 번째와 네 번째 흐름과 압력은 루프가 충족해야 하는 두 숫자이기 때문입니다. 소음과 수명은 다른 모든 것과 비교하여 거래하는 매개변수이기 때문에 지속됩니다. 여기 두 가지 사례는 거래가 얼마나 다르게 이루어질 수 있는지 보여줍니다. 저수조가 있는 소형 6~12V 기계에서는 더 조용한 펌프가 승리하고, 레일이 이미 존재하고 유체가 밀리지 않는 곳에서는 24V 기어 펌프가 승리합니다.

귀하의 기계가 어떻게 작동하는지 알려주십시오.레일 전압, 루프 길이 및 유체를 공유하면 튜브 및 작동 지점을 포함하여 두 가지 케이스 중 귀하의 빌드에 적합한 것이 무엇인지 확인합니다.매개변수 검토 및 샘플 요청