Kako znatno zmanjšati račun za energijo za 3D tiskanje

Povprečna moč, ki jo porabi 3D tiskalnik, se giblje od 120 do 300 vatov na uro, predvsem odvisno od velikosti ogrevane postelje. Preostale komponente, kot so matična plošča, zaslon, koračni motorji in ventilatorji, običajno porabijo manj kot 50 vatov na uro. Inherentna energijska učinkovitost teh komponent žal ne pušča možnosti za izboljšave.

Vendar pa lahko spreminjanje ogrevane postelje zaradi učinkovitosti znatno zmanjša porabo energije. Tukaj je opisano, kako lahko zmanjšate ogljični odtis svojega 3D-tiskalnika s preprosto in poceni spremembo postelje.

Zakaj je vaš 3D tiskalnik slab pri energijski učinkovitosti?

Medtem ko je 3D-tiskanje nedvomno prefinjeno na komercialni ravni, so potrošniški 3D-tiskalniki razmeroma enostavnejši dizajni, tlakovani skupaj s sestavnimi deli, ki so že na voljo. Večina teh komponent vključuje elektroniko in koračne motorje, ki so sami po sebi optimizirani za nizko porabo energije. Na tem oddelku ni nič narobe.

Na žalost so postelje za 3D tiskalnike povsem druga stvar. Da bi prihranili stroške in zmanjšali kompleksnost proizvodnje, skoraj vsi potrošniški 3D-tiskalniki nimajo toplotne izolacije ležišča. To je slaba ideja, ker bo neizolirana postelja oddajala toploto z zgornjih in spodnjih površin. Z drugimi besedami, skoraj polovica sevane toplote se izgubi z dna ogrevane postelje.

Večja kot je količina izgubljene toplote, dlje mora posteljni grelnik delovati pri največji moči, da ohrani prednastavljeno temperaturo postelje. Ogrevana postelja tipičnega 3D tiskalnika, kot je Creality Ender-3, porabi več kot 250 vatov električne energije. moč pri polnem nagibu, zato bi v idealnem primeru želeli izolirati posteljo, da preprečite, da bi grelnik brcnil noter pogosto. Tukaj je opisano, kako to storiti na pravilen način.

Toplotna izolacija ležišča 3D tiskalnika vključuje delno razstavljanje tiskalnika, da se izvleče ležišče. To ni velika skrb, ker so skoraj vsi potrošniški 3D-tiskalniki dobavljeni v zlomljenih kompletih, polnih uporabniških priročnikov in orodij, potrebnih za sestavljanje vsega. V ta namen je mogoče ponovno uporabiti ista orodja.

Naša glavna skrb je pravilna izbira izolacijskega materiala. Ogrevane postelje v večini potrošniških 3D tiskalnikov so dobre do 250 °F. To je precej pod temperaturo vžiga večine materialov, zaradi česar je večina običajnih izolacijskih materialov dovolj varna za naš namen.

Vendar pa tako visoke temperature še vedno povzročajo težave z upogibanjem, taljenjem in odvajanjem plinov. Plastika, kot so akrili in izolacijski materiali iz pene, se bodo začeli deformirati pri temperaturah, ki so priporočene za ABS tiskanje. Pravzaprav lahko nekateri penasti materiali celo oddajajo potencialno škodljive pline. Oglejte si naše Vodnik za varnost hrane za 3D tiskanje če želite izvedeti več.

Najboljša materiala sta zato pluta (tudi gumirana pluta) in silikon. Plošče iz plute so poceni in zlahka dostopne, hkrati pa so sposobne vzdržati temperature, ki presegajo tiste, ki jih lahko doseže večina potrošniških postelj za 3D tiskalnike.

Silikonske plošče so najboljša izbira preprosto zaradi bistveno višjega toplotnega praga. Izberite možnost, ki ustreza vašemu proračunu. Kar pa ni izbirno, so ta orodja:

1. Ravnilo za merjenje
2. Primerna rezalna površina
3. Uporabniški nož, ali katero koli drugo vrsta rezila
4. Visokotemperaturna RTV silikonska tesnilna masa
5. Orodje za luknjanje, oz dleto
6. Kladivo
7. Rokavice iz lateksa ali nitrilne gume (brez prahu)

1. korak: odstranite platformo za gradnjo

Natančni koraki se razlikujejo glede na znamko in model vašega 3D tiskalnika, vendar je postopek približno enak za Ender-3 ali druge različice tiskalnika. Prusa i3 "bed-flinger" dizajn. Prvi korak vedno vključuje odstranitev gradbene platforme, ki je sicer znana kot ležišče tiskalnika.

Priročnik za montažo vašega 3D tiskalnika bo vseboval podrobna navodila, vendar na splošno vključuje te korake:

• Izklop tiskalnika.
• Odstranitev vtiča iz zidne vtičnice.
• Odstranitev žic grelnika postelje in posteljnega termistorja.
• Odvijanje gumbov za nastavitev postelje.
• In končno dvignite posteljo z ohišja 3D tiskalnika.

Posteljo za zdaj pustite ob strani in pojdite na naslednji korak.

korak: Odrežite izolacijski material na velikost

Položite toplotno izolacijsko folijo na rezalno površino in nanjo postavite ležišče. Z rezalnikom za škatle ali nožem X-Acto razrežite rjuho na natančne dimenzije postelje. Zaradi dolgočasnega rezila bo naloga boleče počasna in dolgočasna, zato ne pozabite uporabiti svežega, ostrega rezila.

Debelejša izolacijska plast bolje zadržuje toploto, vendar materiali z visoko gostoto, kot je silikon, dodajo precejšnjo težo. Pri tiskalnikih, kot sta Prusa i3 in Creality Ender-3, ki uporabljajo premične postelje, ni priporočljivo pretiravati z debelino izolacije.

Zelo pomembno je, da debelina izolacijske plošče ne sme presegati dolžine posteljnih vzmeti, ko so stisnjene. Na primer, če so vaše 20 mm dolge posteljne vzmeti ob nastavitvi stisnjene na 10 mm, je pametneje omejiti debelino izolacije na 6 mm ali manj.

3. korak: Izrežite luknje za posteljne vijake

Postavite posteljo na izolacijsko ploščo in označite luknje za vijake ležišča. Za izrezovanje krožne luknje ustreznega premera lahko uporabite orodje za luknjanje ali pa uporabite dleto in kladivo, da izrežete čiste kvadrate.

Ko govorimo o ustrezni velikosti lukenj, morajo biti dovolj velike, da sprejmejo vzmeti ležišča, ne da bi se jih dotikali ali zataknili.

Če nimate dostopa do prej omenjenih orodij, se lahko zatečete tudi k rezalniku škatle ali nožu X-Acto. Vendar rezi ne bodo tako čisti ali natančni.

4. korak: Ali ima vaša postelja ravno spodnjo stran?

Ogrevane postelje na skoraj vseh 3D tiskalnikih uporabljajo grelnike PCB. Takšne postelje imajo običajno ravno spodnjo stran. Če je tako z vašim 3D tiskalnikom, lahko ta korak preskočite.

Vendar pa tisti, ki so izdelali lastne DIY 3D tiskalnike, kot je Voron (več o tem v našem Vodnik za začetnike Voron) ali Rat Rig, se morajo zaradi dodatnih komponent, kot so toplotne varovalke, posteljni termistorji in kabli, soočiti z neravnimi spodnjimi površinami na svojih posteljah, ki jih naredi sam.

Uporaba več tanjših izolacijskih listov z izrezi za namestitev teh štrlečih komponent naredi trik, čemur sledi končna plast izolacije, ki pokrije vse vrzeli.

5. korak: Pripravite površino postelje

Preden lahko izolacijsko folijo nalepimo na spodnjo stran ležišča, je treba spojne površine temeljito očistiti olja in nečistoč za zanesljiv oprijem. Za čiščenje postelje deluje topla destilirana/filtrirana voda in kapljica mila, vendar je izopropil alkohol boljša izbira.

Priporočamo, da nosite rokavice iz lateksa ali nitrilne gume, ki niso v prahu, saj lahko vaši goli prsti in dlani puščajo olje in umazanijo na očiščenih površinah. Če ste za čiščenje postelje uporabili vodo, počakajte vsaj 15 do 20 minut, da se posuši, preden nadaljujete na naslednji korak.

Izolacijski material je treba tudi očistiti. Izogibajte se vodi, če ste se odločili za porozen material, kot je pluta ali pena, ki lahko absorbira ali kako drugače zadrži vodo. Te je najbolje očistiti s čopičem, da odstranimo prah in umazanijo. Vendar pa lahko vodoodporne materiale, kot je silikon, očistite z robčkom, navlaženo z destilirano/filtrirano vodo.

Ko je površina postelje čista, lahko po želji nanesete lepilni trak, da preprečite, da bi silikonsko lepilo selilo po obodu.

6. korak: združite vse skupaj

Na spodnjo stran postelje nanesite tanek, a konsistenten sloj visokotemperaturne RTV silikonske tesnilne mase. Izberete lahko, da lepilo nanesete povsod ali samo po obodu. Slednje je čisto v redu, saj tudi če bi na sredini nastala zračna reža, bi to samo izboljšalo toplotno izolacijo.

Previdno poravnajte toplotno izolacijsko folijo in jo nalepite na posteljo. Silikonsko lepilo se začne strjevati takoj po izpostavitvi zraku, vendar večina formulacij omogoča prilagajanje 10-15 minut. Če uporabljate več izolacijskih listov, ponovite postopek za vse liste.

Položite nekaj teže na posteljo, medtem ko jo položite na ravno površino, kjer lahko nemoteno leži. Večina silikonskih lepil se strdi od 24 do 48 ur. Vendar pa lahko doseganje polne adhezivne trdnosti traja do teden dni, odvisno od formulacije lepila. Za jasnost glejte navodila proizvajalca. V idealnem primeru se vsaj dva dni izogibajte odstranjevanju teže ali drugemu motenju postelje.

7. korak: Ponovno namestite posteljo

Ko je vaša postelja ustrezno izolirana, lahko zdaj ponovno sestavite vijake in vzmeti ležišča ter posteljo znova namestite na tiskalnik. Sestavljanje je obratno od postopka razstavljanja, ki ste ga izvajali prej.

Uživajte v varčevanju z energijo

Dobro izolirana postelja 3D tiskalnika se ne le hitreje segreje, ampak tudi znatno zmanjša porabo energije. To je še toliko bolj očitno pri daljših izpisih, kjer se toplotne izgube sčasoma povečajo.

Prihranki energije so še bolj izraziti pri sodobnih 3D tiskalnikih, ki uporabljajo tehniko PWM (impulzno-širinsko modulacijo) za nadzor moči grelnika postelje.

Zakaj nadgradnja na ekstruder z neposrednim pogonom pogosto vodi do slabe kakovosti 3D tiskanja?

Nadgradnja z Bowdenovega ekstruderja na direktni pogon ima nekaj prednosti, vendar ima nekaj težav s kakovostjo tiska.

Preberite Naprej

O avtorju