Cum să reduceți în mod semnificativ factura de energie pentru imprimarea 3D

Puterea medie consumată de o imprimantă 3D variază de la 120 la 300 de wați pe oră, în principal în funcție de dimensiunea patului încălzit. Componentele rămase, cum ar fi placa de bază, afișajul, motoarele pas cu pas și ventilatoarele consumă de obicei mai puțin de 50 de wați pe oră. Eficiența energetică inerentă a acestor componente nu lasă loc de îmbunătățire, din păcate.

Cu toate acestea, modificarea patului încălzit pentru eficiență are potențialul de a produce o reducere semnificativă a consumului de energie. Iată cum puteți reduce amprenta de carbon a imprimantei dvs. 3D printr-o modificare simplă și ieftină a patului.

De ce imprimanta ta 3D este groaznică la eficiența energetică?

În timp ce imprimarea 3D este, fără îndoială, sofisticată la nivel comercial, imprimantele 3D pentru consumatori sunt modele relativ mai simple, împreunate cu componente de la raft. Majoritatea acestor componente implică electronice și motoare pas cu pas care sunt optimizate în mod inerent pentru un consum redus de energie. Nimic în neregulă în acel departament.

Din păcate, paturile de imprimantă 3D sunt o problemă cu totul diferită. Pentru a economisi costurile și pentru a reduce complexitatea producției, aproape tuturor imprimantelor 3D de consum nu există izolație termică. Este o idee proastă, deoarece un pat neizolat va radia căldură atât din partea superioară, cât și din partea inferioară. Cu alte cuvinte, aproape jumătate din căldura radiată este irosită de la fundul unui pat încălzit.

Cu cât cantitatea de căldură irosită este mai mare, cu atât încălzitorul de pat trebuie să funcționeze mai mult timp la nivelul maxim de putere pentru a menține temperatura prestabilită a patului. Patul încălzit al unei imprimante 3D tipice, cum ar fi Creality Ender-3, consumă mai mult de 250 de wați. putere la înclinare completă, așa că în mod ideal ați dori să izolați patul pentru a preveni încălzirea să intre. de multe ori. Iată cum să faci asta în mod corect.

Izolarea termică a unui pat de imprimantă 3D implică dezasamblarea parțială a imprimantei pentru a extrage patul. Aceasta nu este o mare îngrijorare, deoarece aproape toate imprimantele 3D pentru consumatori sunt livrate în kituri demontate pline cu manuale de utilizare și instrumentele necesare pentru a pune totul împreună. Aceleași unelte pot fi refolosite în acest scop.

Alegerea corectă a materialului de izolare este preocuparea noastră principală. Paturile încălzite ale majorității imprimantelor 3D de consum sunt bune până la 250°F. Aceasta este cu mult sub temperatura de aprindere a majorității materialelor, ceea ce face ca cele mai comune materiale izolatoare să fie suficient de sigure pentru scopul nostru.

Cu toate acestea, astfel de temperaturi ridicate încă introduc probleme de deformare, topire și eliberare de gaze. Materialele plastice, cum ar fi acrilicele și materialele de izolare cu spumă, vor începe să se deformeze la temperaturile de pat recomandate pentru imprimarea ABS. De fapt, unele materiale din spumă pot chiar emite gaze potențial dăunătoare. Aruncă o privire la nostru Ghid pentru siguranța alimentelor pentru imprimarea 3D pentru a afla mai multe.

Prin urmare, cele mai bune materiale sunt pluta (pluta cauciucata funcționează de asemenea) și siliconul. Foile de plută sunt ieftine și ușor disponibile, fiind, de asemenea, capabile să reziste la temperaturi mult peste ceea ce pot ajunge majoritatea paturilor de imprimante 3D pentru consumatori.

Foile de silicon sunt cea mai bună alegere pur și simplu datorită pragului lor termic semnificativ mai mare. Alegeți opțiunea care se potrivește bugetului dvs. Totuși, ceea ce nu este opțional sunt aceste instrumente:

1. Riglă pentru măsurare
2. Suprafață de tăiere adecvată
3. Cuțit utilitar, sau oricare altul tip de lamă
4. Sigilant siliconic RTV la temperaturi ridicate
5. Instrument de perforare, sau daltă
6. Ciocan
7. Mănuși din latex sau cauciuc nitril (nepulbere)

Pasul 1: Eliminați platforma de construcție

Pașii exacti variază în funcție de marca și modelul imprimantei dvs. 3D, dar procesul este aproximativ același pentru Ender-3 sau alte variante ale Prusa i3 design „bed-flinger”. Primul pas implică în mod invariabil îndepărtarea platformei de construcție cunoscută altfel sub numele de patul imprimantei.

Manualul de asamblare al imprimantei dvs. 3D va avea instrucțiuni detaliate, dar, în general, implică acești pași:

• Oprirea imprimantei.
• Scoaterea ștecherului de la priza de perete.
• Detașarea încălzitorului de pat și a firelor termistorului patului.
• Deșurubarea butoanelor de reglare a patului.
• Și în cele din urmă ridicând patul de pe șasiul imprimantei 3D.

Ține patul deoparte deocamdată și treci la pasul următor.

Pasul 2: Tăiați materialul izolant la dimensiune

Așezați foaia de izolație termică pe suprafața de tăiere și așezați patul deasupra. Folosiți un tăietor de cutie sau un cuțit X-Acto pentru a tăia foaia la dimensiunile exacte ale patului. O lamă tocită va face sarcina dureros de lentă și plictisitoare, așa că asigurați-vă că utilizați o lamă proaspătă și ascuțită.

Un strat izolator mai gros reține mai bine căldura, dar materialele de înaltă densitate precum siliconul adaugă o cantitate considerabilă de greutate. Nu este recomandabil să treceți peste bord cu grosimea izolației pentru imprimante precum Prusa i3 și Creality Ender-3 care folosesc paturi mobile.

Este absolut important ca grosimea foii izolatoare să nu depășească lungimea arcurilor patului atunci când sunt comprimate. De exemplu, dacă arcurile de pat cu lungimea de 20 mm sunt comprimate la 10 mm la reglare, este mai înțelept să limitați grosimea izolației la 6 mm sau mai puțin.

Pasul 3: Decupați găurile pentru șuruburile de pat

Așezați patul pe foaia de izolație și marcați găurile destinate șuruburilor de pat. Puteți fie să folosiți o unealtă de perforare pentru a tăia o gaură circulară de diametru adecvat, fie să folosiți o daltă și un ciocan pentru a tăia pătrate curate.

Vorbind despre dimensiunea adecvată a orificiilor, acestea ar trebui să fie suficient de mari pentru a găzdui arcurile patului fără a le atinge sau a se prinde de ele.

De asemenea, puteți recurge la un cuțit de cutie sau un cuțit X-Acto în strângere, dacă nu aveți acces la instrumentele menționate mai sus. Cu toate acestea, tăieturile nu vor fi la fel de curate sau precise.

Pasul 4: Are patul tău o parte inferioară plată?

Paturile încălzite de pe aproape toate imprimantele 3D folosesc încălzitoare PCB. Astfel de paturi au tendința de a avea părțile inferioare plate. Dacă acesta este cazul imprimantei dvs. 3D, puteți sări peste acest pas.

Cu toate acestea, cei care și-au construit propriile imprimante 3D DIY, cum ar fi Voron (aflați mai multe în documentul nostru Ghid pentru începători Voron) sau Rat Rig, trebuie să se confrunte cu suprafețele inegale de jos pe paturile lor DIY, din cauza componentelor suplimentare, cum ar fi siguranțe termice, termistori de pat și cablare.

Folosirea mai multor foi izolatoare mai subțiri cu decupaje pentru a găzdui aceste componente proeminente face truc, urmată de un strat final de izolație pentru a acoperi orice goluri.

Pasul 5: Pregătiți suprafața patului

Înainte de a putea lipi foaia izolatoare pe partea inferioară a patului, suprafețele de îmbinare trebuie curățate temeinic de uleiuri și impurități pentru o aderență sigură. Apa caldă distilată/filtrată și o picătură de săpun de vase funcționează pentru curățarea patului, dar alcoolul izopropilic este o alegere mai bună.

Vă recomandăm să purtați mănuși de latex sau cauciuc nitril fără pudră, deoarece degetele și palmele goale pot lăsa ulei și murdărie pe suprafețele curățate. Dacă ați folosit apă pentru a curăța patul, asigurați-vă că așteptați cel puțin 15 până la 20 de minute pentru ca acesta să se usuce înainte de a trece la pasul următor.

Materialul izolator trebuie curatat si el. Evitați apa dacă ați optat pentru un material poros, cum ar fi pluta sau spuma, care poate absorbi sau reține în alt mod apa. Acestea sunt cel mai bine curățate folosind o perie pentru a îndepărta praful și contaminanții. Cu toate acestea, materialele rezistente la apă precum siliconul pot fi curățate cu un șervețel umezit cu apă distilată/filtrată.

Odată ce suprafața patului este curățată, puteți aplica opțional bandă de mascare pentru a preveni migrarea adezivul siliconic în interiorul perimetrului.

Pasul 6: Lipiți totul împreună

Aplicați un strat subțire, dar consistent de etanșant siliconic RTV la temperatură înaltă, pe partea de jos a patului. Puteți alege fie să aplicați adezivul peste tot, fie doar pe perimetru. Acesta din urmă este perfect pentru că, chiar dacă s-ar forma un gol în centru, asta ar îmbunătăți doar izolarea termică.

Aliniați cu grijă foaia termoizolatoare și lipiți-o pe pat. Adezivul siliconic începe să se întărească imediat după ce a fost expus la aer, dar majoritatea formulărilor permit ajustarea timp de 10-15 minute. Dacă utilizați mai multe foi de izolare, repetați procesul pentru toate foile.

Puneți puțină greutate pe pat, în timp ce îl sprijiniți pe o suprafață plană, unde poate sta netulburat. Majoritatea adezivilor cu silicon durează între 24 și 48 de ore pentru a se întări. Cu toate acestea, atingerea puterii adezive maxime poate dura până la o săptămână, în funcție de formula adezivului. Vă rugăm să consultați instrucțiunile producătorului pentru claritate. În mod ideal, evitați să îndepărtați greutatea sau să deranjați în alt mod patul timp de cel puțin două zile.

Pasul 7: Reinstalați patul

Cu patul izolat corespunzător, acum puteți reasambla șuruburile și arcurile și reinstalați patul pe imprimantă. Asamblarea este inversul procesului de dezasamblare pe care l-ați urmat mai devreme.

Bucurați-vă de economiile de energie

Un pat de imprimantă 3D bine izolat nu numai că se încălzește mai repede, dar și reduce semnificativ consumul de energie. Acest lucru este cu atât mai evident la imprimările mai lungi, unde pierderea de căldură tinde să se agraveze într-un grad mai mare în timp.

Economiile de energie sunt și mai pronunțate la imprimantele 3D moderne care utilizează tehnica PWM (modulație pe lățime a impulsului) pentru a controla puterea încălzitorului de pat.

De ce trecerea la un extruder cu acționare directă duce adesea la o calitate slabă a imprimării 3D?

Trecerea de la un Bowden la un extruder cu acționare directă are câteva avantaje, dar vine cu câteva probleme de calitate a imprimării.

Citiți în continuare

Despre autor