3D-skrivarpumpens brusreducering: Tysta mods som håller

3D-skrivarpumpens brusreducering börjar vanligtvis borta från pumpen: fästet, slangen och drivinställningen bär det mesta av ljudet. Fixa monteringsbanan först, flytta PWM-bandet till 20-25 kHz för det andra och skydda slitagedelen tredje. En publicerad siffra på 60 dB är ett testvillkor snarare än ett löfte för din maskin, så mät vid 30 cm före och efter varje byte.

Där 3D-skrivare pump brusreducering börjar

En pump låter på tre separata ställen, och var och en tar en annan fix: vätskebanan, motorn och dess drivning och strukturen som pumpen är fastskruvad till.

Tillverkarens fellista nämner fem orsaker, och tre är underhållsproblem: tomgång, våg och ett blockerat inlopp som skakar under negativt tryck. De andra två är en drivningsfelmatchning som lägger till en svag högfrekvent ton och rotor-och-axeltolerans, utnämnd som den största källan av alla - en designvariabel som ingen konsol kan bota.

Borstmotorer lägger till en andra signatur: slitage av kolborstar producerar gnistor och buller, och vätska som når stator-rotorgapet kan skada motorn.

Hur man skiljer PWM-gnäll från mekaniskt brus

Tre tester separerar källorna innan du köper något. Håll driften konstant och ändra endast PWM-frekvensen: om tonen rör sig är bruset elektriskt. Tryck på fästet medan pumpen går: om ljudstyrkan ändras, strålar ramen. Jämför en kallstart med en löpning på trettio minuter: ett mullrande som växer över veckor pekar på skala, medan ljud som startar i samma ögonblick som reservoaren töms pekar på tomgång.

Tabell 1. Pumpbullerkällor, publicerad signatur för var och en och testet som identifierar det.

Källor: tillverkarens bullerfelsökningsnotering och specifikationssammanfattning; den strukturburna raden är ingenjörspraxis, inte en publicerad mätning.

Läs nästa:Micro DC vattenpump bullerlösningar.

Mät ljudet innan du modifierar pumpen

En baslinje tagen på samma sätt slår två gånger alla annonserade siffror. Anteckna nivån på 30 cm och 1 m vid tjänsten du kör, med maskinen monterad, och notera avståndet och monteringen varje gång.

De två publicerade siffrorna är inte jämförbara. 3 V-pumpen är under 60 dB vid 30 cm, mätt vid 5 V DC på en 5 cm svamp; 24 V-pumpen publiceras vid 60 dB vid 50 cm utan angivna monteringsvillkor. Ljudtrycket faller cirka 6 dB varje gång avståndet fördubblas, så 60 dB vid 50 cm är ungefär 64 dB vid 30 cm i fritt fält. På likvärdig basis är båda pumparna inte under 60 dB.

Använd en telefonapp för jämförelse före och efter, men en mätare till IEC 61672-1 när numret kommer att publiceras, eftersom en telefon inte har någon angiven viktning. Bedöm nivån på armlängds avstånd, där lyssnaren sitter.

Läs nästa:Peristaltisk vs kugghjulspump för 3D-skrivare.

Stötdämpande installation för 3D-skrivare pumpbrusreducering

En isolator är en fjäder och en dämpare tillsammans, och den beter sig som ett mekaniskt lågpassfilter: över sin naturliga frekvens minskar den transmissionen, vid resonans förstärker den den. Det är därför som samma gummikudde kan göra en skrivare tystare och en annan högre.

3D-skrivare pump stötdämpande installation

Last och geometri betyder mer än material. Håll arbetskompressionen inom isolatorns elastiska område, eftersom en klämd dyna är en stel länk, och håll isolatorns naturliga frekvens långt under den frekvens som pumpen exciterar.

Tabell 2. Elastomeregenskaper för pumpfästen, med den montering som användes i det publicerade bullertestet.

Källor: EPDM- och silikonegenskapstabeller från de citerade polymerreferenserna; monteringsrad från 3 V-pumpens produktsida. "Inte angivet" betyder att den citerade källan inte publicerar värdet.

De fem sätten att en stötdämpande eftermontering misslyckas

Överbrygga isolatorn.En bult genom dynan, ett buntband eller ett styvt fäste skapar en parallell bana, och elastomeren gör då ingenting.

Styva slangar.De dokumenterade testförhållandena använder 45 Shore A silikon med 2,5 mm hål och 350 mm inlopp och 250 mm utlopp. Ett kort styvt rör överför vibrationer: för hårt kanske inte tätar vid hullingen, för mjukt kan kollapsa under sug.

Montering på fel frekvens.En mjuk dyna under ett ljusfäste kan placera fästets naturliga frekvens inom pumpens excitationsområde, där den förstärker istället för att isolera; mer konsolmassa eller en dämpare plattar ut den toppen.

Förbikoppla isolatorn med ledningar.Varje kabel eller rör som korsar gapet är en vibrationskortslutning; lämna en serviceslinga i var och en.

Övervridning av fästelementen.Kompression förbi det elastiska området förvandlar isolatorn till en styv distans.

Figur 1. Modellerad överföringsförmåga för ett pumpfäste: vibrationer förstärks vid resonans och dämpas endast ovanför korsningspunkten, och mer dämpning sänker toppen.

Källa: författarens modell som använder standarden för en frihetsgradsöverföringsrelation T=1 / sqrt((1 - r^2)^2 + (2 zeta r)^2) för r=f/fn, kombinerat med det publicerade resultatet att en passiv isolator är ett mekaniskt lågpassfilter. En modell, inte ett mått.

Läs nästa:SC2301CPW 24 V pumpspecifikation.

Tyst modifiering med peristaltisk pump PWM varvtalsreglering

PWM ställer in hastighet efter drift och ljudet genom att byta frekvens. De publicerade startpunkterna är 20 kHz, ett 20-25 kHz-band för tyst drift och en varning om att bortom cirka 30-40 kHz en liten förare spenderar verklig kraft bara på att byta.

Vid låg drift går pumpen in i en dödzon där friktion och belastningsmoment stoppar den från att starta: den brummar, värmer upp lindningen och rör sig ingenting. Ställ in minimikommandot ovanför den pålitliga startpunkten och föredra en drivrutin som redan hanterar kommutering, strömbegränsning och mjukstart.

Tyst modifiering: val av frekvensband

Figur 2 placerar rekommendationen mot det hörbara bandet. Människans hörsel sträcker sig över ungefär 20 Hz till 20 kHz, så att byta vid 20-25 kHz tar bort det elektriska gnället, medan omkopplingsförluster över 30-40 kHz börjar kosta verklig kraft och värme.

Figur 2. Publicerade PWM-omkopplingsband mot det hörbara området för mänsklig hörsel.

Källor: tillverkarens PWM-applikationsguide (20 kHz startpunkt, 20-25 kHz tyst band, kopplingsförluster över ungefär 30-40 kHz); hörselområde på 20 Hz till 20 kHz från den angivna akustikreferensen.

Kabeldragning: håll det elektriska bruset borta från skrivaren

En borstad motors kommuteringsljud stannar inte i pumpens ledningar: i en skrivare kan den kopplas in i termistorsignaler eller referensspänningar för stegdrivenhet och orsaka oregelbundna avläsningar. Håll pumpledningar borta från termistor- och ändstoppskörningar, håll returvägen kort och skärm långa lopp.

Skrivarens MCU:er levererar ungefär 25-40 mA per stift och 150-200 mA över sina matningsstift, medan små pumpar drar 100-500 mA, så en fläktport behöver sin MOSFET, säkring och höjdhöjd bekräftad först. Använd en MOSFET på låg sida logisk nivå klassad för stallström med en grensäkring och en återgångsdiod, och dimensionera matningen för inrush: en omvandlare ändrar spänning men skapar aldrig ström.

Läs nästa:Hur PWM påverkar mikropumpar.

Ändringar av livslängdsförlängning

Livet tillbringas av värme, torrkörning och timmar under belastning, så modifieringarna som förlänger det är termiska, hydrauliska och operativa snarare än akustiska.

Peristaltisk pumps livslängd: skydda röret

Röret bestämmer den peristaltiska pumpens livslängd, och publicerad vägledning för skrivarpåfyllning är flera månader till ett år. Släpp tilltäppningen när maskinen är tomgång, eftersom ett rör som hålls sammanpressat fortsätter att ta ett kompressionsset - mekanismen som täcks av standardkompressionstestning - och behåll den dokumenterade geometrin: 45 Shore A silikon, ett 2,5 mm hål och 350 mm inlopp med 250 mm utlopp.

Cykelbetyg förtjänar samma skepsis som bullersiffror. Produktsidan anger mer än 300 000 cykler vid ett 5-sekunders-på, 3-sekunders-av-mönster, plus ett separat test som når 600 000 leveranscykler, medan en applikationsartikel citerar en testad livslängd på 480 000 cykler. Behandla var och en som en testbeskrivning och planera rörbyte på timmar, inte på en cykelrubrik.

Underhåll av kugghjulspump: spelrum och fyllning

Underhållet av växelpumpen börjar med vätskan, som är både smörjmedel och lager. Den publicerade specifikationen förbjuder torrkörning längre än 20 sekunder, eftersom kugghjulen slits mot huset och öppna spelrum permanent, och ett blockerat utlopp stoppar inte pumpen: det ökar internt läckage, värme och slitage. Filtrera inloppet, flöda före varje start, och håll 5-45 C omgivningsområdet med luftflöde runt motorändlocket.

Tabell 3. Ombyggnadsmodifieringar, mekanismen bakom varje och styrkan i bevisen.

Källor: tillverkarens PWM-applikationsguide, vägledning för underhåll av vätskesystem, sammanfattningen av 24 V-specifikationen och 3 V-produktsidan; kompressionsinställningsmekanism enligt ASTM D395.

Läs nästa:SC2201RPW pump för hartspåfyllning.

Felsökning av kugghjulspumpar och tillståndsbaserat underhåll

Den snabbaste felsökningsvägen för kugghjulspumpen är aritmetik snarare än gissningar: jämför dagens flöde, ström och tryck med siffrorna som registrerades vid idrifttagning. De flesta vätskesystemfel går tillbaka till fem variabler - förskjutning per varv, arbetstryck, viskositet, sugtillstånd och arbetscykel - så att hitta vilken som flyttats är det mesta av diagnosen.

Den publicerade underhållsplanen för kugghjulspumpen tillhandahåller kriterierna. Var 40:e timme pumptid, kör en tidsinställd doskontroll och en strömavläsning: dosen inom 5 % av den idriftsatta volymen, strömmen inom 20 %. Inspektera röret vid rullbanan varje vecka för platta fläckar, svullnad och fuktiga ringar och rengör inloppssilen. En gång i månaden, verifiera kalibreringen på nytt efter något vätskebyte. Byt ut silen varje kvartal, verifiera minimistartkommandot och kontrollera återgångsdioden.

Tabell 4. Felsökningsmatris för skrivarpumpar, byggd från de publicerade fel- och underhållslistorna.

Källor: felsökningsnotering för tillverkarens buller; vägledning för underhåll av vätskesystemet (40-timmarsintervall, 5 % dos och 20 % aktuella kriterier).

Läs nästa:Löser träskor, bubblor och läckor.

En eftermonteringssekvens för en helg

Gör de billiga, reversibla stegen först och mät efter varje så att du vet vilken förändring som faktiskt fungerade.

Baslinje.Registrera nivån vid 30 cm och 1 m vid arbetstiden, plus en tidsinställd dos, motorström, leveranstryck och omgivningstemperatur.

Montera.Montera elastomerer som är laddade inom deras elastiska intervall, ta bort allt som överbryggar dynan och lämna en serviceögla i varje rör och kabel.

Vätskebana och driv.Behåll den dokumenterade rörhårdheten och borrningen, primer med inloppet översvämmat, ställ in PWM-bandet till 20-25 kHz ovanför dödzonen och bekräfta MOSFET, säkring och återgångsdiod om pumpen är ansluten till en fläktport.

Mät om och logga.Upprepa grundlinjen exakt och sedan efter 24 timmars utskrift: en förändring som inte överlever en dag med värme är inte en fix.

Läs nästa:Tyst men kraftfull: 24 V skrivarpump.

Vad en eftermontering inte kan fixa

Den största publicerade bullerkällan i denna familj är rotor- och axeltolerans, bestämd vid design och tillverkning. En pump som är hög vid varje hastighet, översvämmad eller torr, blir inte tyst på grund av en konsol eller en PWM-inställning: ange toleransen och kontrollera den på provet.

Underhållsproblem är inte heller akustiska problem. Ett blockerat inlopp, våg och ett slitet rör höjer alla ljud och förbrukar liv, så den billigaste ljudreduceringen är ofta den service som maskinen redan är skyldig.

Fem publicerade anspråk är också i konflikt, och vart och ett bör avgöras skriftligen innan denna vägledning når en specifikation. Samma modellnummer beskrivs som kugghjulspumpar på vissa sidor och peristaltiska pumpar på andra. Ett driftmönster har tre cykelsiffror: mer än 300 000, en testad 480 000 och upp till 600 000. Spänningsuppsättningen är listad som 3/5/8 V och som 3/6/12 V. En sida anger att det inte finns några förbrukningsbara slangar medan produktsidan beskriver en vätskebana för silikonrör. Samma pump är noterad för mer än 30 kPa och vid minst 6 psi, cirka 41 kPa.

Läs nästa:3,0 V eller 24 V? Moderkortsmatchning.

Viktiga takeaways

Separera de tre ljudvägarna innan du köper något: vätskebanan, motordrivningen och strukturen som pumpen är fastskruvad i.

En isolator är ett lågpassfilter, inte en svamp: den förstärks vid resonans och dämpas över den punkten, så belastning, konsolmassa och geometri har större betydelse än material.

Överbrygga aldrig isolatorn: en bult genom dynan, ett buntband eller ett styvt rör sätter vibrationen rakt tillbaka in i ramen.

20-25 kHz är det publicerade tysta PWM-bandet; under den pålitliga starttiden brummar pumpen bara och värmer lindningen.

MCU-stift levererar 25-40 mA medan små pumpar drar 100-500 mA: använd en MOSFET klassad för stallström med en säkring och en återgångsdiod, dimensionerad för inrush.

Livslängden följer samma korrigeringar: släpp slangocklusionen när den är inaktiv, byt ut slangen vid 500 timmar eller två tredjedelar av livslängden och torrkör aldrig en kugghjulspump efter 20 sekunder.

Vanliga frågor

Hur mycket kan 3D-skrivare pump brusreducering uppnå?

Det beror på vilken av de tre banorna som bär högst ljud, så mät före och efter. De publicerade siffrorna i denna familj ligger på 60 dB eller lägre, men de togs på olika avstånd och monteringar, och de största vinsterna kommer vanligtvis från att ta bort strukturburen koppling snarare än från insidan av pumpen.

Varför pumpar min 3D-skrivare högre än den brukade vara?

Kontrollera först underhållsorsakerna: skalan lägger till ett progressivt mullrande, ett delvis blockerat inlopp ger darrning, luft i sugledningen gör startljud och ett rör med platta fläckar eller svullnad ändrar flöde och ljud. Jämför dos och ström mot de driftsatta värdena innan du skyller på pumpen.

Kan den peristaltiska pumpens PWM-hastighetskontroll minska bullret på egen hand?

Det tar bort det elektriska gnället och inget annat. Flytta omkopplingsbandet till 20-25 kHz och håll minimikommandot ovanför dödzonen; om du trycker på fästet ändrar ljudstyrkan är problemet strukturellt snarare än elektriskt.

Hur stoppar jag pumpvibrationer från att nå skrivarens ram?

Montera pumpen på en elastomerisolator som är laddad inom dess elastiska område, ta bort parallella banor såsom en bult genom dynan eller ett styvt rör, lämna en serviceögla i varje rör och kabel och lägg till massa om fästet är lätt. Mät sedan igen på samma avstånd.

Hur länge håller ett peristaltiskt pumprör i en 3D-skrivare?

Publicerad vägledning för påfyllning av skrivare är flera månader till ett år, och underhållsplanen kräver byte efter 500 timmar eller två tredjedelar av den beräknade rörets livslängd. Inspektera den varje vecka för platta fläckar, svullnad och fuktiga ringar.

Vad ska jag kontrollera först när en kugghjulspump slutar leverera?

Kontrollera i den publicerade felordningen: torrkörning efter 20 sekunder, vilket öppnar utrymmen permanent; ett blockerat utlopp, vilket höjer läckage och värme istället för att stoppa pumpen; en blockerad inloppssil; och vätska som är för kall eller för tjock. Flöde och ström mot baslinjen skiljer slitage från en blockering.