Как значително да намалите сметката си за енергия за 3D печат

Средната консумирана мощност от 3D принтер варира от 120 до 300 вата на час, основно в зависимост от размера на отопляемото легло. Останалите компоненти, като дънна платка, дисплей, стъпкови двигатели и вентилатори, обикновено консумират по-малко от 50 вата на час. Присъщата енергийна ефективност на тези компоненти не оставя поле за подобрение, за съжаление.

Въпреки това, модифицирането на отопляемото легло за ефективност има потенциал да доведе до значително намаляване на консумацията на енергия. Ето как можете да намалите въглеродния отпечатък на вашия 3D принтер с проста, евтина модификация на леглото.

Защо вашият 3D принтер е ужасен по отношение на енергийната ефективност?

Докато 3D печатането несъмнено е сложно на търговско ниво, потребителските 3D принтери са относително по-прости дизайни, съчетани с готови компоненти. Повечето от тези компоненти включват електроника и стъпкови двигатели, които по своята същност са оптимизирани за ниска консумация на енергия. Нищо нередно в този отдел.

За съжаление леглата за 3D принтери са съвсем различен въпрос. За да спестят разходи и да намалят сложността на производството, почти всички потребителски 3D принтери нямат топлоизолация на леглото. Това е лоша идея, защото неизолирано легло ще излъчва топлина от горната, както и от долните повърхности. С други думи, почти половината от излъчената топлина се губи от дъното на нагрятото легло.

Колкото по-голямо е количеството изразходвана топлина, толкова по-дълго трябва да работи нагревателят на леглото при максимално ниво на мощност, за да поддържа предварително зададената температура на леглото. Отопляемото легло на типичен 3D принтер, като Creality Ender-3, консумира повече от 250 вата мощност при пълен наклон, така че в идеалния случай бихте искали да изолирате леглото, за да предотвратите нагревателя да се включи често. Ето как да направите това по правилния начин.

Топлоизолирането на легло за 3D принтер включва частично разглобяване на принтера за извличане на леглото. Това не е голямо притеснение, защото почти всички потребителски 3D принтери се доставят в съборени комплекти, пълни с ръководства за потребителя и инструменти, необходими за сглобяване на всичко. Същите инструменти могат да се използват повторно за тази цел.

Правилният избор на изолационен материал е нашата основна грижа. Отопляемите легла в повечето потребителски 3D принтери са добри до 250°F. Това е доста под температурата на запалване на повечето материали, което прави повечето обикновени изолационни материали достатъчно безопасни за нашата цел.

Въпреки това, такива високи температури все още създават проблеми с изкривяването, топенето и отделянето на газ. Пластмаси като акрил и изолационни материали от пяна ще започнат да се деформират при температурата на леглото, препоръчвана за ABS печат. Всъщност някои материали от пяна могат дори да отделят потенциално вредни газове. Разгледайте нашите Ръководство за безопасност на храните за 3D печат да научиш повече.

Затова най-добрите материали са коркът (гумираният корк също работи) и силиконът. Корковите листове са евтини и лесно достъпни, като същевременно са способни да издържат на температури далеч отвъд това, което повечето потребителски легла за 3D принтери могат да достигнат.

Силиконовите листове са най-добрият избор просто поради значително по-високия им термичен праг. Изберете опцията, която отговаря на вашия бюджет. Това, което не е по избор обаче, са тези инструменти:

1. Линийка за измерване
2. Подходяща повърхност за рязане
3. Помощен нож, или всяка друга вид острие
4. Високотемпературен RTV силиконов уплътнител
5. Инструмент за пробиване на дупки, или длето
6. Чук
7. Ръкавици от латекс или нитрил каучук (не на прах)

Стъпка 1: Премахнете платформата за изграждане

Точните стъпки варират в зависимост от марката и модела на вашия 3D принтер, но процесът е приблизително същият за Ender-3 или други варианти на Prusa i3 дизайн „легло-флигер”. Първата стъпка неизменно включва премахване на платформата за изграждане, известна още като леглото на принтера.

Ръководството за сглобяване на вашия 3D принтер ще има подробни инструкции, но обикновено включва следните стъпки:

• Изключване на принтера.
• Изваждане на щепсела от контакта.
• Отделяне на проводниците на нагревателя на леглото и термистора на леглото.
• Развиване на копчетата за регулиране на леглото.
• И накрая повдигане на леглото от шасито на 3D принтера.

Засега оставете леглото настрана и преминете към следващата стъпка.

Стъпка 2: Нарежете изолационния материал по размер

Поставете топлоизолационния лист върху режещата повърхност и поставете леглото отгоре. Използвайте нож за кутии или нож X-Acto, за да изрежете чаршафа до точните размери на леглото. Тъпото острие ще направи задачата болезнено бавна и досадна, така че не забравяйте да използвате свежо, остро острие.

По-дебелият изолационен слой запазва топлината по-добре, но материалите с висока плътност като силикона добавят значително тегло. Не е препоръчително да прекалявате с дебелината на изолацията за принтери като Prusa i3 и Creality Ender-3, които използват подвижни легла.

Абсолютно важно е дебелината на изолационния лист да не надвишава дължината на пружините на леглото, когато те са компресирани. Например, ако вашите 20 мм дълги пружини на леглото са компресирани до 10 мм при настройка, по-разумно е да ограничите дебелината на изолацията до 6 мм или по-малко.

Стъпка 3: Изрежете отвори за винтове на леглото

Поставете леглото върху изолационния лист и маркирайте дупките, предназначени за винтовете на леглото. Можете или да използвате инструмент за пробиване на дупки, за да изрежете кръгъл отвор с подходящ диаметър, или да използвате длето и чук, за да изрежете чисти квадрати.

Говорейки за подходящ размер на отвора, те трябва да са достатъчно големи, за да поберат пружините на леглото, без да ги докосват или захващат.

Можете също да прибегнете до нож за кутии или X-Acto нож в крачка, ако нямате достъп до гореспоменатите инструменти. Разрезите обаче няма да бъдат толкова чисти или прецизни.

Стъпка 4: Леглото ви има ли плоска долна страна?

Отопляемите легла на почти всички 3D принтери използват PCB нагреватели. Такива легла обикновено имат плоска долна страна. Ако случаят с вашия 3D принтер е такъв, можете да пропуснете тази стъпка.

Въпреки това, тези, които са изградили свои собствени 3D принтери DIY, като Voron (научете повече в нашия Ворон ръководство за начинаещи) или Rat Rig, трябва да се борят с неравни дънни повърхности на своите DIY легла, поради допълнителни компоненти като термични предпазители, термистори на леглото и кабели.

Използването на множество по-тънки изолационни листове с изрези за настаняване на тези изпъкнали компоненти прави трика, последвано от последен слой изолация, за да покрие всички празнини.

Стъпка 5: Подгответе повърхността на леглото

Преди да можем да залепим изолационния лист от долната страна на леглото, съвпадащите повърхности трябва да бъдат добре почистени от масла и замърсявания за надеждна адхезия. Топла дестилирана/филтрирана вода и капка сапун работят за почистване на леглото, но изопропиловият алкохол е по-добър избор.

Препоръчваме да носите непрашени латексни или нитрилови гумени ръкавици, тъй като голите ви пръсти и длани могат да оставят масло и мръсотия върху почистените повърхности. Ако сте използвали вода за почистване на леглото, не забравяйте да изчакате поне 15 до 20 минути, за да изсъхне, преди да преминете към следващата стъпка.

Изолационният материал също трябва да бъде почистен. Избягвайте водата, ако сте избрали порест материал, като корк или пяна, който може да абсорбира или по друг начин да задържа вода. Те се почистват най-добре с четка за отстраняване на прах и замърсители. Въпреки това, водоустойчиви материали като силикон могат да се почистват с кърпа, навлажнена с дестилирана/филтрирана вода.

След като повърхността на леглото е чиста, можете по избор да нанесете маскираща лента, за да предотвратите мигрирането на силиконовото лепило в периметъра.

Стъпка 6: Залепете всичко заедно

Нанесете тънък, но постоянен слой високотемпературен RTV силиконов уплътнител от долната страна на леглото. Можете да изберете да нанесете лепилото навсякъде или само по периметъра. Последното е напълно наред, защото дори да се образува въздушна междина в центъра, това само би подобрило топлоизолацията.

Внимателно подравнете топлоизолационния лист и го залепете върху леглото. Силиконовото лепило започва да се втвърдява веднага след излагане на въздух, но повечето формулировки позволяват регулиране за 10-15 минути. Ако използвате няколко изолационни листа, повторете процеса за всички листове.

Поставете малко тежест върху леглото, докато го поставете на равна повърхност, където може да лежи необезпокоявано. Повечето силиконови лепила отнемат между 24 и 48 часа, за да се втвърдят. Въпреки това, достигането на пълна якост на залепване може да отнеме до една седмица в зависимост от формулата на лепилото. Моля, вижте инструкциите на производителя за яснота. В идеалния случай избягвайте да сваляте тежестта или по друг начин да безпокоите леглото в продължение на поне два дни.

Стъпка 7: Поставете отново леглото

Когато леглото ви е достатъчно изолирано, вече можете да сглобите отново винтовете и пружините на леглото и да инсталирате леглото отново върху принтера. Монтажът е обратен на процеса на разглобяване, който сте следвали по-рано.

Насладете се на икономиите на енергия

Добре изолираното легло за 3D принтер не само се нагрява по-бързо, но и значително намалява консумацията на енергия. Това е още по-очевидно при по-дълги разпечатки, където загубата на топлина се увеличава в по-голяма степен с течение на времето.

Спестяванията на енергия са още по-изразени при съвременните 3D принтери, които използват техниката PWM (широчинна импулсна модулация) за контрол на мощността на нагревателя за легло.

Защо надграждането до екструдер с директно задвижване често води до лошо качество на 3D печат?

Надстройката от Bowden до екструдер с директно задвижване има някои предимства, но идва с няколко проблема с качеството на печат.

Прочетете Следващото

За автора