Ako výrazne znížiť účet za energiu pri 3D tlači

Priemerný výkon spotrebovaný 3D tlačiarňou sa pohybuje od 120 do 300 wattov za hodinu, predovšetkým v závislosti od veľkosti vyhrievaného lôžka. Zvyšné komponenty, ako je základná doska, displej, krokové motory a ventilátory, zvyčajne odoberajú menej ako 50 wattov za hodinu. Vlastná energetická účinnosť týchto komponentov, žiaľ, neponecháva žiadny priestor na zlepšenie.

Avšak úprava vyhrievaného lôžka z hľadiska účinnosti má potenciál priniesť významné zníženie spotreby energie. Tu je návod, ako môžete znížiť uhlíkovú stopu svojej 3D tlačiarne jednoduchou a lacnou úpravou lôžka.

Prečo je vaša 3D tlačiareň z hľadiska energetickej účinnosti hrozná?

Zatiaľ čo 3D tlač je nepochybne sofistikovaná na komerčnej úrovni, spotrebiteľské 3D tlačiarne sú relatívne jednoduchšie dizajny spojené s bežnými komponentmi. Väčšina týchto komponentov zahŕňa elektroniku a krokové motory, ktoré sú vo svojej podstate optimalizované pre nízku spotrebu energie. Na tomto oddelení nie je nič zlé.

Bohužiaľ, lôžka 3D tlačiarní sú úplne iná záležitosť. Aby sa ušetrili náklady a znížila zložitosť výroby, takmer všetkým spotrebiteľským 3D tlačiarňam chýba tepelná izolácia lôžka. To je zlý nápad, pretože neizolovaná posteľ bude vyžarovať teplo z horných aj spodných plôch. Inými slovami, takmer polovica vyžarovaného tepla sa stratí zo spodnej časti vyhrievaného lôžka.

Čím väčšie je množstvo premárneného tepla, tým dlhšie musí ohrievač lôžka pracovať pri maximálnom výkone, aby udržal prednastavenú teplotu lôžka. Vyhrievané lôžko typickej 3D tlačiarne, ako je Creality Ender-3, spotrebuje viac ako 250 wattov výkon pri plnom naklonení, takže v ideálnom prípade by ste chceli posteľ izolovať, aby ste zabránili spusteniu ohrievača často. Tu je návod, ako to urobiť správnym spôsobom.

Tepelná izolácia lôžka 3D tlačiarne zahŕňa čiastočné rozobratie tlačiarne, aby sa lôžko vybralo. To nie je veľký problém, pretože takmer všetky spotrebné 3D tlačiarne sa dodávajú v rozložených súpravách plných používateľských príručiek a nástrojov potrebných na zostavenie všetkého. Na tento účel možno znova použiť rovnaké nástroje.

Naším prvoradým záujmom je správny výber izolačného materiálu. Vyhrievané lôžka vo väčšine spotrebiteľských 3D tlačiarní sú dobré až do 250 °F. To je výrazne pod teplotou vznietenia väčšiny materiálov, čo robí väčšinu bežných izolačných materiálov dostatočne bezpečnými pre náš účel.

Takéto vysoké teploty však stále prinášajú problémy s deformáciou, tavením a uvoľňovaním plynu. Plasty, ako sú akrylové a penové izolačné materiály, sa začnú deformovať pri teplotách podložia odporúčaných pre ABS tlač. V skutočnosti môžu niektoré penové materiály dokonca vypúšťať potenciálne škodlivé plyny. Pozrite sa na naše Sprievodca bezpečnosťou potravín 3D tlačou naučiť sa viac.

Najlepšími materiálmi sú preto korok (funguje aj pogumovaný korok) a silikón. Korkové dosky sú lacné a ľahko dostupné a zároveň sú schopné odolať teplotám ďaleko za hranicami, ktoré môže dosiahnuť väčšina spotrebiteľských postelí 3D tlačiarní.

Silikónové dosky sú najlepšou voľbou už len kvôli ich výrazne vyššiemu tepelnému prahu. Vyberte si možnosť, ktorá vyhovuje vášmu rozpočtu. Čo však nie je voliteľné, sú tieto nástroje:

1. Pravítko na meranie
2. Vhodná rezná plocha
3. Úžitkový nôž, alebo akékoľvek iné typ čepele
4. Vysokoteplotný RTV silikónový tmel
5. Nástroj na dierovanie, alebo dláto
6. Kladivo
7. Latexové alebo nitrilové gumené rukavice (nepráškové)

Krok 1: Odstráňte stavebnú platformu

Presné kroky sa líšia v závislosti od značky a modelu vašej 3D tlačiarne, ale proces je približne rovnaký pre Ender-3 alebo iné varianty tlačiarne. Prusa i3 dizajn „bed-flinger“. Prvý krok vždy zahŕňa odstránenie zostavovacej platformy, inak známej ako lôžko tlačiarne.

Návod na montáž vašej 3D tlačiarne bude obsahovať podrobné pokyny, ale vo všeobecnosti zahŕňa tieto kroky:

• Vypnutie tlačiarne.
• Vytiahnutie zástrčky zo zásuvky.
• Odpojenie drôtov ohrievača lôžka a termistora lôžka.
• Odskrutkujte gombíky nastavenia lôžka.
• A nakoniec zdvihnutie postele zo šasi 3D tlačiarne.

Posteľ zatiaľ nechajte bokom a prejdite na ďalší krok.

Krok 2: Odrežte izolačný materiál na požadovanú veľkosť

Položte tepelnú izoláciu na plochu rezu a položte lôžko na vrch. Pomocou rezača škatúľ alebo noža X-Acto narežte plachtu na presné rozmery postele. Tupá čepeľ spôsobí, že práca bude bolestivo pomalá a únavná, takže použite čerstvú, ostrú čepeľ.

Hrubšia izolačná vrstva udržuje teplo lepšie, ale materiály s vysokou hustotou, ako je silikón, pridávajú značnú váhu. Pri tlačiarňach ako Prusa i3 a Creality Ender-3, ktoré využívajú pohyblivé lôžka, sa neodporúča preháňať hrúbku izolácie.

Je absolútne dôležité, aby hrúbka izolačnej fólie nepresahovala dĺžku pružín postele, keď sú stlačené. Napríklad, ak sú pružiny postele s dĺžkou 20 mm pri ladení stlačené na 10 mm, je rozumnejšie obmedziť hrúbku izolácie na 6 mm alebo menej.

Krok 3: Vystrihnite otvory pre skrutky do postele

Položte lôžko na izolačnú dosku a vyznačte otvory určené pre skrutky lôžka. Na vyrezanie kruhového otvoru vhodného priemeru môžete použiť buď dierovač, alebo pomocou dláta a kladiva vyrezať čisté štvorce.

Keď už hovoríme o vhodnej veľkosti otvorov, mali by byť dostatočne veľké na to, aby sa do nich zmestili pružiny postele bez toho, aby sa ich dotýkali alebo zachytili.

Ak nemáte prístup k vyššie uvedeným nástrojom, môžete sa tiež uchýliť k rezačke škatúľ alebo nožu X-Acto. Rezy však nebudú také čisté alebo presné.

Krok 4: Má vaša posteľ plochú spodnú stranu?

Vyhrievané lôžka na prakticky všetkých 3D tlačiarňach využívajú ohrievače PCB. Takéto postele majú tendenciu mať ploché spodné strany. Ak je to tak v prípade vašej 3D tlačiarne, môžete tento krok preskočiť.

Avšak tí, ktorí si postavili svoje vlastné 3D tlačiarne, ako je Voron (viac sa dozviete v našom Voronský sprievodca pre začiatočníkov) alebo Rat Rig sa musia potýkať s nerovnými spodnými povrchmi svojich postelí pre domácich majstrov z dôvodu dodatočných komponentov, ako sú tepelné poistky, termistory lôžka a kabeláž.

Použitie viacerých tenších izolačných fólií s výrezmi na umiestnenie týchto vyčnievajúcich komponentov robí trik, po ktorom nasleduje konečná vrstva izolácie na zakrytie všetkých medzier.

Krok 5: Pripravte si povrch lôžka

Predtým, ako prilepíme izolačnú fóliu na spodnú stranu lôžka, musia byť dosadacie plochy dôkladne očistené od olejov a nečistôt, aby bola spoľahlivá priľnavosť. Na čistenie lôžka funguje teplá destilovaná/filtrovaná voda a kvapka saponátu, ale lepšou voľbou je izopropylalkohol.

Odporúčame nosiť rukavice z nepudrovaného latexu alebo nitrilovej gumy, pretože holé prsty a dlane môžu na čistených povrchoch zanechať mastnotu a špinu. Ak ste na čistenie postele použili vodu, pred ďalším krokom počkajte aspoň 15 až 20 minút, kým nevyschne.

Izolačný materiál je tiež potrebné vyčistiť. Vyhnite sa vode, ak ste sa rozhodli pre porézny materiál, ako je korok alebo pena, ktoré môžu absorbovať alebo inak zadržiavať vodu. Tie sa najlepšie čistia pomocou kefy na odstránenie prachu a nečistôt. Avšak vodeodolné materiály, ako je silikón, je možné čistiť handričkou navlhčenou v destilovanej/filtrovanej vode.

Keď je povrch lôžka čistý, môžete voliteľne použiť maskovaciu pásku, aby ste zabránili migrácii silikónového lepidla po obvode.

Krok 6: Zlepte všetko dohromady

Naneste tenkú, ale konzistentnú vrstvu vysokoteplotného silikónového tmelu RTV na spodnú stranu lôžka. Môžete si vybrať, či budete lepidlo nanášať všade alebo len po obvode. To druhé je úplne v poriadku, pretože aj keby sa v strede vytvorila vzduchová medzera, len by to zlepšilo tepelnú izoláciu.

Opatrne zarovnajte tepelnú izoláciu a prilepte ju na posteľ. Silikónové lepidlo začne vytvrdzovať ihneď po vystavení vzduchu, ale väčšina formulácií umožňuje úpravu po dobu 10-15 minút. Ak používate viacero izolačných dosiek, zopakujte postup pre všetky dosky.

Položte na posteľ nejakú váhu a položte ju na rovný povrch, kde môže nerušene ležať. Väčšine silikónových lepidiel trvá vytvrdnutie 24 až 48 hodín. Dosiahnutie plnej lepiacej sily však môže trvať až týždeň v závislosti od zloženia lepidla. Pre prehľadnosť si pozrite pokyny výrobcu. V ideálnom prípade sa aspoň dva dni vyhnite odstraňovaniu závažia alebo inému narušeniu postele.

Krok 7: Znovu nainštalujte posteľ

Keď je vaša posteľ dostatočne izolovaná, môžete teraz znova namontovať skrutky a pružiny lôžka a znova nainštalovať posteľ na tlačiareň. Montáž je opakom procesu demontáže, ktorý ste použili predtým.

Užite si úsporu energie

Dobre izolované lôžko 3D tlačiarne sa nielen rýchlejšie zahreje, ale tiež výrazne zníži spotrebu energie. To je ešte zreteľnejšie na dlhších výtlačkoch, kde sa tepelné straty v priebehu času zväčšujú.

Úspora energie je ešte výraznejšia na moderných 3D tlačiarňach, ktoré využívajú techniku ​​PWM (modulácia šírky impulzu) na riadenie výkonu ohrievača lôžka.

Prečo inovácia na extrudér s priamym pohonom často vedie k nízkej kvalite 3D tlače?

Inovácia z bowdenu na extrudér s priamym pohonom má určité výhody, ale prináša niekoľko problémov s kvalitou tlače.

Prečítajte si ďalej

O autorovi