Как значительно сократить расходы на электроэнергию при 3D-печати

Средняя мощность, потребляемая 3D-принтером, варьируется от 120 до 300 Вт в час, в первую очередь в зависимости от размера нагреваемой платформы. Остальные компоненты, такие как материнская плата, дисплей, шаговые двигатели и вентиляторы, обычно потребляют менее 50 Вт в час. Присущая этим компонентам энергоэффективность, к сожалению, не оставляет возможности для улучшения.

Однако модификация нагреваемого слоя для повышения эффективности может привести к значительному снижению энергопотребления. Вот как вы можете уменьшить углеродный след вашего 3D-принтера с помощью простой и недорогой модификации платформы.

Почему ваш 3D-принтер ужасно энергоэффективен?

В то время как 3D-печать, несомненно, сложна на коммерческом уровне, потребительские 3D-принтеры представляют собой относительно простые конструкции, собранные вместе с готовыми компонентами. Большинство этих компонентов включают в себя электронику и шаговые двигатели, оптимизированные для низкого энергопотребления. В этом отделе нет ничего плохого.

К сожалению, кровати для 3D-принтеров — это совсем другое дело. Чтобы сократить расходы и упростить производство, почти во всех потребительских 3D-принтерах отсутствует теплоизоляция платформы. Это плохая идея, потому что неизолированная кровать будет излучать тепло как сверху, так и снизу. Другими словами, почти половина излучаемого тепла теряется снизу нагреваемого слоя.

Чем больше количество потерянного тепла, тем дольше нагреватель кровати должен работать на максимальном уровне мощности, чтобы поддерживать заданную температуру кровати. Подогреваемый стол типичного 3D-принтера, такого как Creality Ender-3, потребляет более 250 Вт электроэнергии. мощность на полном ходу, поэтому в идеале вы должны изолировать кровать, чтобы предотвратить срабатывание обогревателя. довольно часто. Вот как это сделать правильно.

Термическая изоляция платформы 3D-принтера включает в себя частичную разборку принтера для извлечения платформы. Это не такая уж большая проблема, потому что почти все потребительские 3D-принтеры поставляются в разобранном виде с руководствами пользователя и инструментами, необходимыми для сборки всего. Одни и те же инструменты могут быть повторно использованы для этой цели.

Правильный выбор теплоизоляционного материала – наша главная задача. Подогреваемые столы в большинстве потребительских 3D-принтеров хорошо работают до 250°F. Это значительно ниже температуры воспламенения большинства материалов, что делает наиболее распространенные изоляционные материалы достаточно безопасными для наших целей.

Однако такие высокие температуры по-прежнему создают проблемы коробления, плавления и газовыделения. Пластмассы, такие как акриловые и пенопластовые изоляционные материалы, начнут деформироваться при температурах слоя, рекомендуемых для печати АБС. На самом деле, некоторые вспененные материалы могут даже выделять потенциально вредные газы. Взгляните на нашу 3D-печать руководства по безопасности пищевых продуктов Узнать больше.

Таким образом, лучшими материалами являются пробка (также подойдет прорезиненная пробка) и силикон. Пробковые листы дешевы и легко доступны, а также способны выдерживать температуры, намного превышающие те, на которые способны большинство потребительских 3D-принтеров.

Силиконовые листы являются лучшим выбором просто из-за их значительно более высокого теплового порога. Выберите вариант, который соответствует вашему бюджету. Однако не являются обязательными следующие инструменты:

1. Линейка для измерения
2. Подходящая режущая поверхность
3. Универсальный ножили любой другой тип лезвия
4. Высокотемпературный силиконовый герметик RTV
5. Инструмент для дырокола, или долото
6. Молоток
7. Латексные или нитриловые резиновые перчатки. (без пудры)

Шаг 1. Удалите платформу сборки

Точные шаги зависят от марки и модели вашего 3D-принтера, но процесс примерно одинаков для Ender-3 или других вариантов 3D-принтера. Пруса i3 дизайн «кровать-перебрасыватель». Первый шаг неизменно включает удаление платформы сборки, также известной как платформа принтера.

В руководстве по сборке вашего 3D-принтера будут подробные инструкции, но обычно оно включает следующие шаги:

• Выключение принтера.
• Извлечение вилки питания из сетевой розетки.
• Отсоединение нагревателя кровати и проводов термистора кровати.
• Откручивание ручек регулировки кровати.
• И, наконец, снятие кровати с шасси 3D-принтера.

Пока отложите кровать в сторону и переходите к следующему шагу.

Шаг 2: Отрежьте изоляционный материал по размеру

Положите теплоизоляционный лист на поверхность для резки и поместите кровать сверху. Используйте канцелярский нож или нож X-Acto, чтобы разрезать лист точно по размеру кровати. Тупое лезвие сделает работу мучительно медленной и утомительной, поэтому обязательно используйте свежее острое лезвие.

Более толстый изоляционный слой лучше удерживает тепло, но материалы с высокой плотностью, такие как силикон, значительно увеличивают вес. Не рекомендуется перебарщивать с толщиной изоляции для таких принтеров, как Prusa i3 и Creality Ender-3, в которых используются подвижные столы.

Крайне важно, чтобы толщина изоляционного листа не превышала длину пружин кровати при их сжатии. Например, если ваши пружины кровати длиной 20 мм сжимаются до 10 мм при настройке, разумнее ограничить толщину изоляции до 6 мм или меньше.

Шаг 3: Вырежьте отверстия для шурупов

Поместите кровать на изоляционный лист и разметьте отверстия, предназначенные для винтов кровати. Вы можете либо использовать дырокол, чтобы вырезать круглое отверстие соответствующего диаметра, либо использовать долото и молоток, чтобы вырезать чистые квадраты.

Говоря о подходящем размере отверстий, они должны быть достаточно большими, чтобы разместить пружины кровати, не касаясь их и не зацепляя за них.

Вы также можете прибегнуть к канцелярскому ножу или ножу X-Acto в крайнем случае, если у вас нет доступа к вышеупомянутым инструментам. Однако разрезы не будут такими чистыми и точными.

Шаг 4: У вашей кровати плоская нижняя сторона?

Подогреваемые столы практически на всех 3D-принтерах используют нагреватели печатных плат. Такие кровати, как правило, имеют плоское дно. Если это относится к вашему 3D-принтеру, вы можете пропустить этот шаг.

Тем не менее, те, кто построил свои собственные 3D-принтеры DIY, такие как Voron (узнайте больше в нашем Руководство для начинающих Ворон) или Rat Rig, приходится бороться с неровной поверхностью дна на своих самодельных кроватях из-за дополнительных компонентов, таких как термопредохранители, термисторы кроватей и кабели.

Использование нескольких более тонких изоляционных листов с вырезами для размещения этих выступающих компонентов делает свое дело, после чего следует последний слой изоляции, чтобы закрыть любые зазоры.

Шаг 5: Подготовьте поверхность кровати

Перед тем, как приклеить изоляционный лист к нижней стороне станины, сопрягаемые поверхности должны быть тщательно очищены от масел и загрязнений для надежного приклеивания. Теплая дистиллированная/фильтрованная вода и капля средства для мытья посуды подходят для мытья кровати, но изопропиловый спирт — лучший выбор.

Мы рекомендуем надевать неопудренные перчатки из латекса или нитрилового каучука, поскольку ваши голые пальцы и ладони могут оставить масло и грязь на очищенных поверхностях. Если вы использовали воду для очистки кровати, обязательно подождите не менее 15–20 минут, пока она высохнет, прежде чем переходить к следующему шагу.

Изоляционный материал также должен быть очищен. Избегайте воды, если вы выбрали пористый материал, такой как пробка или пенопласт, который может поглощать или иным образом удерживать воду. Их лучше всего очищать с помощью щетки для удаления пыли и загрязнений. Однако водостойкие материалы, такие как силикон, можно чистить салфеткой, смоченной дистиллированной/фильтрованной водой.

После того, как поверхность кровати станет чистой, вы можете при желании наклеить малярную ленту, чтобы предотвратить миграцию силиконового клея внутрь периметра.

Шаг 6: Склеиваем все вместе

Нанесите тонкий, но равномерный слой высокотемпературного силиконового герметика RTV на нижнюю сторону станины. Вы можете наносить клей везде или только по периметру. Последнее совершенно нормально, потому что даже если бы в центре образовалась воздушная прослойка, это только улучшило бы теплоизоляцию.

Аккуратно выровняйте теплоизоляционный лист и наклейте его на кровать. Силиконовый клей начинает отверждаться сразу же после контакта с воздухом, но большинство составов допускают корректировку в течение 10-15 минут. Если вы используете несколько изоляционных листов, повторите процесс для всех листов.

Положите немного веса на кровать, положив ее на плоскую поверхность, где она может лежать спокойно. Для отверждения большинства силиконовых клеев требуется от 24 до 48 часов. Однако достижение полной адгезионной прочности может занять до недели в зависимости от рецептуры клея. Пожалуйста, обратитесь к инструкциям производителя для ясности. В идеале не снимайте вес и не тревожьте кровать как минимум два дня.

Шаг 7: переустановите кровать

Теперь, когда ваша платформа надлежащим образом изолирована, вы можете снова собрать винты и пружины платформы и снова установить платформу на принтер. Сборка — это обратный процесс разборки, которому вы следовали ранее.

Наслаждайтесь энергосбережением

Хорошо изолированная платформа 3D-принтера не только быстрее нагревается, но и значительно снижает энергопотребление. Это тем более заметно на более длинных отпечатках, где потери тепла со временем увеличиваются в большей степени.

Экономия энергии еще более заметна на современных 3D-принтерах, которые используют технику ШИМ (широтно-импульсная модуляция) для управления мощностью нагревателя кровати.

Почему переход на экструдер с прямым приводом часто приводит к ухудшению качества 3D-печати?

Переход с экструдера Боудена на экструдер с прямым приводом имеет некоторые преимущества, но сопряжен с рядом проблем с качеством печати.

Читать дальше

Об авторе