Wasserkühlung für einen 3D-Drucker

[kuhnikuehnast]

Hi!
Ich hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen. Für meinen 3D-Drucker möchte ich eine Wasserkühlung bauen. Diese soll dazu dienen das Hotend zu kühlen. (zur Erklärung: Vom Prinzip funktioniert das ganze ja wie ne Heißklebepistole. Hinten kommt der Plastikfaden rein und vorne sitzt ne erhitzte Düse die das Plastik schmilzt und dann "ausdruckt". Damit das Plastik nicht schon vorher schmilzt und in der Führung kleben bleibt muss diese Zuführung gekühlt werden. Das funktioniert mit Kühlrippen und nem Lüfter ganz gut. Wenn man jetzt jedoch ne "Doppel-Druckdüse" verbaut (um 2 Materialien gleichzeitig zu drucken- z.B. 2 Farben, 1 Material wasserlöslich, eins normal,...) ist die Abwärme natürlich höher und das Kühlen schwieriger. Deshalb kommt neuerdings zunehmend die Wasserkühlung auf).

So, zurück zum Thema:
Für ne Wasserkühlung benötigt man ja:
- Ausgleichsbehälter
- Pumpe
- Radiator
- Schläuche
- zu kühlendes "Objekt" (bei mir eben Hotend)

Nach etwas rumsuchen hab ich jetzt folgende Teile in Betracht gezogen:

- Ausgleichsbehälter: Da dachte ich an das Eisfach von Alphacool. (Unter dem Drucker hab ich noch ca. 12 cm Platz wo das Teil optimal reinpassen würde)

- Pumpe: Da bin ich etwas überfragt... Für das Eisfach gibts ja die Möglichkeit die Laing DDC, die Alphacool CD-LT oder die Laing D5 zu verbauen... Welche der Pumpen wäre da für mich und meine Anforderung passend? (Durch die Verlegung der Schläuche hab ich mal grob nachgemessen und von tiefstem Punkt zum höchsten Punkt würden die Differenz ca. 1,1 m betragen) Natürlich sollte die Pumpe dabei noch möglichst leise sein...

- Radiator: Dachte evtl. an einen 240er. Genau beträgt die mögliche Einbauhöhe 12,2 cm. (Evtl. ändert sich das nochmal auf 12,4, aber eher nicht). Die Einbaubreite beträgt 25,5 cm. Wenn es da gar nichts an Radiatoren geben sollte müsste ich nochmal schauen und könnte den evtl. noch woanders einbauen und hätte da dann ne größere Breite zur Verfügung. Wäre mir aber sehr unlieb, da er dann genau neben der Hauptstromversorgung eingebaut wäre und Wasser + Strom doch ne potentielle Gefahr darstellen...

- Schläuche:
Da hoffe ich auf eure Hilfe! e3d (der Hersteller des wassergekühlten Hotends) bietet für sein Hotend eine Komplettlösung für die Wasserkühlung an. Wenn ich ehrlich bin gefällt die mir aber nicht besonders. Einziges Problem: Der Anschluss zum Hotend wird über folgende Adapter realisiert:
- Nylon- Schlauch (Außendurchmesser 4 mm)
- Adapter (Nylonschlauch auf Silikonschlauch)
- Silikonschlauch Außendurchmesser 8 mm, Innendurchmesser 5 mm
(E3D Water Cooling Kit | E3D Online und dann auf "whats in the box" klicken. Bzw. hier ne bebilderte Anleitung um in etwa zu verstehen was das für Adapter sind).
Blöderweise gibt es die Adapter nicht einzeln zu kaufen... Habt ihr ne Idee wo man die her bekommen könnte?
(Könnte mir vorstellen, dass es sich auf der einen Seite irgendwie um so "Druckluftstutzen" handelt oder so?)

Dann noch allgemein zu Schläuchen: Denke Silikonschläuche wären für die Verlegung etc. am Einfachsten. Muss man da irgendwas beachten?

- Zubehör:
Was braucht man da noch? Evtl. einen "Auslasshahn (mit T-Stück)"?
Einen Temperatursensor? (Könnte den dann im Mainboard des Druckers integrieren und ablesen)

So, hoffe, ich hab mal so halbwegs einen Überblick über das Projekt verschafft und hoffe, ihr könnt mir weiterhelfen

lg Kuhni

 

[wwwnutzer]

Ich würde das ehrlich gesagt so nehmen, billiger und kompletter wirds auch mit selbst zusammen suchen nicht

 

[Nightfly]

Ich würde vermutlich auf diese Schlauchadapter verzichten. Und gleich alles passend verschlauchen. Das Hotend hat M5 Gewinde für die Anschlüsse. Wenn man da was mit dem E3D System vergleichbares nimmt, landet man bei Legris Anschlüssen. Für das Komplettsystem gleich zu verschlauchen kannst du bei Watercool im Shop gucken, die haben 6/4er Anschlüsse (M5 gewinkel fürs Hotend und G1/4 für Radi/Pumpe) und PUR Schlauch da. Beim Ablängen/Verlegen des Schlauchs unbedingt die Bewegung des Hotends mit einkalkulieren! Wichtig ist hier auch noch die Temperatur von Wasser und Druckraum. Das könnte zu warm für den PUR Schlauch sein. Die Frage ist auch, wie gut das Ganze mit den Push-In Anschlüssen hält. Ich hoffe E3D hat da entsprechende Tests gemacht um die Tauglichkeit zu verifizieren. Zur Not musst du die da eine Zugentlastung drucken und die anbringen.

Radiator würde ich den Magicool Slim nehmen. E3D nimmt ja nen 120er, aber mit nem 240er machst du da sicher nichts falsch (Ups, nicht auf die Länge geachtet, also kein 240er...). In Sachen Pumpe würde ich wohl die Magicool DCP450 nehmen. Die ist günstig leise und hat schon einen AGB und Halterungen mit dabei. Dazu läuft sie mit 12V und du kannst sie so (sofern du keine reine 24V Stromversorgung hast) direkt an deine Stromversorgung anschließen. Am Drucker selbst würde ich dafür die Halterung außen anbringen, sodass die Anschlüsse dann nach innen gehen, dann ist das Befüllen auch deutlich einfacher.

 

[VDC]

Das Kompletttset sieht echt nicht verkehrt aus.

Jeder 240er Radi ist länger als 25,5cm, das passt also sowieso nicht.

Wichtig ist: Über wieviel Abwärme reden wir hier? Und hast du schon ein Hotend, wo du direkt die Waküsachen anstöpseln kannst?

 

[kuhnikuehnast]

Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!

Bezüglich Verschlauchung:
e3d hat diese Push-Fit Anschlüsse am Hotend https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/e3d-online/Wj1edmdaNgCtSxEf.medium
Ich denke die Idee dahinter war, das Hotend möglichst klein zu halten und kein Platz für Schraubanschlüsse zu verschenken. Die gehen ja nach ca. 5 cm über Adapter https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/e3d-online/ba1COTwhXST5qs3n.large dann auf eine "normale" Verschlauchung. So würde ich das eigentlich auch gern realisieren. Wichtig ist halt, dass der Schlauch möglichst flexibel ist um auch die Bewegungen zu tolerieren und den Druckkopf nicht zu "bremsen".

Bezüglich günstig / Komplettset:
Preis ist eigentlich egal. Das ist n Hobby und soll geil, leise und schick werden Auch würde ich gern eine individuelle Lösung basteln die mir zusagt (z.B. AGB- siehe weiter unten)

Bezüglich Radiator:
Ich bin nochmal in mich gegangen. Dann wird er an einer anderen Stelle montiert... Einbauhöhe von 12,2 cm bleibt, Länge ist auf max. ca. 30 cm gestiegen

Bezüglich AGB:
Montage außerhalb möchte ich nicht. Der Drucker wird nachher eingehaust. (Vom Prinzip her ähnlich so: https://www.3dprima.com/item/images/22141/3000x3000/90115667-origpic-db2242-1-.png )
Deshalb die Idee mit dem 5,25'' AGB. Der Könnte im Boden eingebaut werden, man könnte ihn von vorne sehen und hätte auch noch Zugriff drauf. Was haltet ihr denn da von dem Alphacool Eisfach? Da wäre ein Nachfüllstutzen von außen zugänglich schon eingebaut?

Bezüglich Pumpe:
Preis ist wie gesagt Nebensache. Wichtig ist:
- möglichst leise
- möglichst auf 12 / 24 V
- nicht umständlich (Eheim mit Wasserspiegel oberhalb der Pumpe, Pumpe kann nicht saugen etc. da hätte ich nur Bammel das Ding beim Entleeren zu schrotten oder so... Wäre also nicht mein Fall)
- evtl. gibts ja sogar ne Pumpe, die direkt ans Alphacool Eisfach passt und den Kriterien entspricht?

Bezüglich Abwärme:
Die Heizpatronen laufen auf je 40 Watt, also in Summe 80. Allerdings hat e3d einen neuen Toolchanger angekündigt bei dem sich noch mehr Hotends betreiben lassen... Wird also evtl. noch mehr werden...

Bezüglich Radiator:
Magicool Slilm in 240 sieht ja ganz gut aus. Der wäre auf jeden Fall schon mal in der engeren Auswahl!

lg Kuhni

 

[Nightfly]

Bezüglich Verschlauchung:
e3d hat diese Push-Fit Anschlüsse am Hotend https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/e3d-online/Wj1edmdaNgCtSxEf.medium
Ich denke die Idee dahinter war, das Hotend möglichst klein zu halten und kein Platz für Schraubanschlüsse zu verschenken. Die gehen ja nach ca. 5 cm über Adapter https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/e3d-online/ba1COTwhXST5qs3n.large dann auf eine "normale" Verschlauchung. So würde ich das eigentlich auch gern realisieren. Wichtig ist halt, dass der Schlauch möglichst flexibel ist um auch die Bewegungen zu tolerieren und den Druckkopf nicht zu "bremsen".

Hier der Link zu den Anschlüssen die ich meinte, sind ähnlich denen die von E3D verbaut werden (Der 4. und 5. von unten dürften für dich interessant sein). Falls du mit den Originalen Anschlüssen von E3D arbeiten möchtest hilft dir das hier. Da kannst du dann den Rest anpassen wie es dir gefällt. Beim Schlauch musst du gerade bei geschlossenen Bauräumen darauf achten, dass die Temperatur nicht schädlich ist. Es müsste da den Tygon Norprene Schlauch in passender Größe geben. Bei der Verlegung der Schläuche musst du dir aber was einfallen lassen was ähnlich zu einem Bowden Konstrukt beim Extruder ist.

Bezüglich Radiator:
Ich bin nochmal in mich gegangen. Dann wird er an einer anderen Stelle montiert... Einbauhöhe von 12,2 cm bleibt, Länge ist auf max. ca. 30 cm gestiegen

Dann passt der Magicool ja einwandfrei!

Bezüglich AGB:
Montage außerhalb möchte ich nicht. Der Drucker wird nachher eingehaust. (Vom Prinzip her ähnlich so: https://www.3dprima.com/item/images/22141/3000x3000/90115667-origpic-db2242-1-.png )
Deshalb die Idee mit dem 5,25'' AGB. Der Könnte im Boden eingebaut werden, man könnte ihn von vorne sehen und hätte auch noch Zugriff drauf. Was haltet ihr denn da von dem Alphacool Eisfach? Da wäre ein Nachfüllstutzen von außen zugänglich schon eingebaut?

Alphacool wird hier im Forum nicht gerne empfohlen. Da müsstest du mal schauen, was mit dem Eisfach an Erfahrungen vorliegen. Ggf. einfach mal googlen welche Probleme es gibt.

Bezüglich Pumpe:
Preis ist wie gesagt Nebensache. Wichtig ist:
- möglichst leise
- möglichst auf 12 / 24 V
- nicht umständlich (Eheim mit Wasserspiegel oberhalb der Pumpe, Pumpe kann nicht saugen etc. da hätte ich nur Bammel das Ding beim Entleeren zu schrotten oder so... Wäre also nicht mein Fall)
- evtl. gibts ja sogar ne Pumpe, die direkt ans Alphacool Eisfach passt und den Kriterien entspricht?

Die Pumpen sind alle Umwälzpumpen, müssen also mit Wasser versorgt sein um pumpen zu können. Da würde ich auf einen AGB setzen an dem die Pumpe direkt montiert wird. Ich persönlich würde zu einer DDC greifen, die musst du dann aber vermutlich drosseln.

Bezüglich Abwärme:
Die Heizpatronen laufen auf je 40 Watt, also in Summe 80. Allerdings hat e3d einen neuen Toolchanger angekündigt bei dem sich noch mehr Hotends betreiben lassen... Wird also evtl. noch mehr werden...

Also man sagt so 120er Radi pro 100W Abwärme (zum Kühlen, dann nicht zwingend leise), da die Heizpatrone ja aber nicht 40W an Abwärme produziert, sondern auch Wärme fürs schmelzen des Filaments drauf geht, ist das nicht so kritisch. Denke mit dem 240er Radi bist du da gut bedient. Sollte das nachher temperaturtechnisch nicht passen kannst du ja einen 120er zusätzlich an den ursprünglich geplanten Ort setzen.

 

[VDC]

Vielen Dank schonmal für eure Hilfe!

Bezüglich Verschlauchung:
e3d hat diese Push-Fit Anschlüsse am Hotend https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/e3d-online/Wj1edmdaNgCtSxEf.medium
Ich denke die Idee dahinter war, das Hotend möglichst klein zu halten und kein Platz für Schraubanschlüsse zu verschenken. Die gehen ja nach ca. 5 cm über Adapter https://d17kynu4zpq5hy.cloudfront.net/igi/e3d-online/ba1COTwhXST5qs3n.large dann auf eine "normale" Verschlauchung. So würde ich das eigentlich auch gern realisieren. Wichtig ist halt, dass der Schlauch möglichst flexibel ist um auch die Bewegungen zu tolerieren und den Druckkopf nicht zu "bremsen".

Für nicht bremsen sind mE nach sogar 5cm Spiel zu wenig und Adapter = Fehlerquelle, von daher würde ich erst an der nächsten Komponente das Maß wechseln.

Bezüglich günstig / Komplettset:
Preis ist eigentlich egal. Das ist n Hobby und soll geil, leise und schick werden Auch würde ich gern eine individuelle Lösung basteln die mir zusagt (z.B. AGB- siehe weiter unten)

Wieviel sieht man denn von der "Wakü"?

Bezüglich Radiator:
Ich bin nochmal in mich gegangen. Dann wird er an einer anderen Stelle montiert... Einbauhöhe von 12,2 cm bleibt, Länge ist auf max. ca. 30 cm gestiegen

Kannst du den Radi denn gerade reinschieben? Sonst geht das auch mit einem 120mm hohen nicht, wenn du den schräg einsetzen musst.

Bezüglich AGB:
Montage außerhalb möchte ich nicht. Der Drucker wird nachher eingehaust. (Vom Prinzip her ähnlich so: https://www.3dprima.com/item/images/22141/3000x3000/90115667-origpic-db2242-1-.png )
Deshalb die Idee mit dem 5,25'' AGB. Der Könnte im Boden eingebaut werden, man könnte ihn von vorne sehen und hätte auch noch Zugriff drauf. Was haltet ihr denn da von dem Alphacool Eisfach? Da wäre ein Nachfüllstutzen von außen zugänglich schon eingebaut?

AGB ist echt einfach per se uninteressant und einen Fillport kann man per T-Stück überall dazwischen hängen.

Ansonsten Finger weg von der billigen Alphacoolquali

Bezüglich Pumpe:
Preis ist wie gesagt Nebensache. Wichtig ist:
- möglichst leise
- möglichst auf 12 / 24 V
- nicht umständlich (Eheim mit Wasserspiegel oberhalb der Pumpe, Pumpe kann nicht saugen etc. da hätte ich nur Bammel das Ding beim Entleeren zu schrotten oder so... Wäre also nicht mein Fall)
- evtl. gibts ja sogar ne Pumpe, die direkt ans Alphacool Eisfach passt und den Kriterien entspricht?

Was meinst du mit der ganzen Wasserspiegeldiskussion? Keine der Pumpen ist selbstansaugend.

Ein Eheim 1046-Derivat kann auch Trockenlauf ab, wesentlich besser als die ganzen Laing.

Und was ist leise oder wie laut ist der Drucker?

Bezüglich Abwärme:
Die Heizpatronen laufen auf je 40 Watt, also in Summe 80. Allerdings hat e3d einen neuen Toolchanger angekündigt bei dem sich noch mehr Hotends betreiben lassen... Wird also evtl. noch mehr werden...

Und was ist der optimale Temperaturbereich? Oder gilt auch hier, je kühler desto besser?

 

[JojoTheMaster]

Wichtig ist: Über wieviel Abwärme reden wir hier?

40W hat die Heizpatrone, das zieht die aber nur beim anheizen. Sonst muss sie nur Temperatur halten. Und durch die Heatbreak kommen eh keine 40W durch. Außerdem geht ja auch noch Energie ins Filament.

 

[kuhnikuehnast]

Für nicht bremsen sind mE nach sogar 5cm Spiel zu wenig und Adapter = Fehlerquelle, von daher würde ich erst an der nächsten Komponente das Maß wechseln.

So wollte ich das ja auch machen. Quasi vom Hotend (das Metallteil) dann auf die Schläuche und danach dann auf die andere Verschlauchung. (Wie auf dem Bild auch) Problem ist eben, dass das Ganze am Druckkopf stattfindet und der ja ständig in Bewegung ist. Starre Schläuche sind da nix.

Wieviel sieht man denn von der "Wakü"?

Darum gehts mir ja... Ich wollte als Knirps schon immer ne Wasserkühlung am Pc haben, konnte mir sie da aber nie leisten. Dann soll sie jetzt wenigstens durch den Ausgleichsbehälter der in die Frontverkleidung eingelassen wird zu sehen sein

Kannst du den Radi denn gerade reinschieben? Sonst geht das auch mit einem 120mm hohen nicht, wenn du den schräg einsetzen musst.

Radi gerade reinschieben geht. Dann wirds da wohl der Magicool werden!

AGB ist echt einfach per se uninteressant und einen Fillport kann man per T-Stück überall dazwischen hängen.

Theoretisch ja, nur wird das ganze ja quasi "verschraubt". (Ist dann wie ein geschlossener Kasten im Boden des Druckers an den man auch nicht sooo schnell ran kommt. Deswegen wäre das schon praktisch)

Ansonsten Finger weg von der billigen Alphacoolquali

Ok... Andere Vorschläge für nen AGB den man sieht?

Was meinst du mit der ganzen Wasserspiegeldiskussion? Keine der Pumpen ist selbstansaugend.

Ein Eheim 1046-Derivat kann auch Trockenlauf ab, wesentlich besser als die ganzen Laing.

Und was ist leise oder wie laut ist der Drucker?

Durch die 2206 Stepper-Driver des Druckers sowie Eine Bauteilkühlung per elektronischer Luftpumpe hört man ihn eigentlich gar nicht. Nur die Bewegung des Druckkopfes ist zu hören.

Und was ist der optimale Temperaturbereich? Oder gilt auch hier, je kühler desto besser?

Hier gilt: Je kälter desto besser! Wenn das Filament vor der Heizzone bereits warm und "labbrig" wird verformt es sich und die Druckqualität leidet. (Wobei Minusgrade jetzt nicht ereicht werden müssen ;-) )

lg kuhni

 

[kuhnikuehnast]

Gerade ist mir noch etwas wichtiges eingefallen:
Die Hotends sind alle aus Aluminium gefertigt... Ergo wäre ich auch auf einen Radiator aus Aluminium angewiesen! Gibt es da irgendwo irgendwas?

lg kuhni

 

[VDC]

Kannst auch Kupfer nehmen, musst nur die passende Flüssigkeit wählen.

 

[Tzk]

Wärst du nicht unbedingt. Mit dem richtigen Wasserzusatz kannst du auch Kupfer+Alu Mischverbauung fahren. Ich würde Auto Kühlerfrostschutz dafür nehmen und gut ist. Alu Radiatoren hat EK soweit ich weiß in der lowbudget Serie verbaut.

Was die Lautstärke des Druckers angeht: ein 120er Lüfter bei 1200rpm wird locker vom Drucker übertönt. Auch mit den TMC2208 Ich belüfte meine Umhausung mit 3x120er Lüftern @500rpm, da ist der Drucker um ein vielfaches lauter. Ich würde außerdem ne Laing verbauen, einfach weil die Eheim doch recht groß ist. Und dann bei der Laing direkt den AGB oben mit drauf und fertig ist.

 

[NeronMk]

Kannst auch Kupfer nehmen, musst nur die passende Flüssigkeit wählen.

Bei dem geringen Wandstärken des Hotends würde ich mir da große Gedanken machen. Alukühler/Radiatoren sind nicht mehr schwer zu bekommen und günstig.

 

[kuhnikuehnast]

Könnt ihr mir denn n Alu-Radiator vorschlagen? Den einzigen den ich bislang gefunden habe ist dieser hier:
Thermaltake - Germany - Pacific R240 Radiator - CL-W009-AL00BL-A


Ausgleichsbehälter schwanke ich gerade zwischen diesen:
TNK-501 Single 5.25in Bay Reservoir, Rev.1.1

und diesem:
aqua computer Aquabox Professional 5,25 Zoll - black

Pumpe wird jetzt wohl ne Laing werden die ich dann einfach per StepDown mit möglichst geringer Spannung anfahre.

lg kuhni

 

[VDC]

EK-FG 360 Expansion Pack – Fluidgaming gibt es auch noch, evtl. kriegste auch was von Aliexpress. Alternativ kann man natürlich über Klimakondensatoren aus Autos nachdenken.

 

[kuhnikuehnast]

EK-FG 360 Expansion Pack – Fluidgaming gibt es auch noch, evtl. kriegste auch was von Aliexpress. Alternativ kann man natürlich über Klimakondensatoren aus Autos nachdenken.

sind dann halt 360mm, ergo leider zu lang... Mist!

 

[VDC]

Ich hatte nur irgendeinen genommen, gibt es auch als 240er.

 

[kuhnikuehnast]

Scheint leider irgendwie nicht zu geben... Mist! Oder habt ihr n Link? Lüfter würde ich ja gern andere verbauen...

 

[VDC]

Parts – Fluidgaming