Jak výrazně snížit účet za energii za 3D tisk

Průměrný výkon spotřebovaný 3D tiskárnou se pohybuje od 120 do 300 wattů za hodinu, především v závislosti na velikosti vyhřívaného lůžka. Zbývající komponenty, jako je základní deska, displej, krokové motory a ventilátory, obvykle odebírají méně než 50 wattů za hodinu. Vlastní energetická účinnost těchto komponentů bohužel neponechává žádný prostor pro zlepšení.

Úprava vyhřívaného lože pro účinnost má však potenciál přinést významné snížení spotřeby energie. Zde je návod, jak můžete snížit uhlíkovou stopu vaší 3D tiskárny jednoduchou a levnou úpravou lože.

Proč je vaše 3D tiskárna z hlediska energetické účinnosti hrozná?

Zatímco 3D tisk je nepochybně sofistikovaný na komerční úrovni, spotřebitelské 3D tiskárny jsou relativně jednodušší designy dlážděné dohromady s běžnými komponenty. Většina těchto součástí zahrnuje elektroniku a krokové motory, které jsou ze své podstaty optimalizovány pro nízkou spotřebu energie. Na tom oddělení není nic špatného.

Bohužel lůžka 3D tiskáren jsou úplně jiná záležitost. Aby se ušetřily náklady a snížila složitost výroby, téměř všechny spotřebitelské 3D tiskárny postrádají tepelnou izolaci lože. To je špatný nápad, protože neizolovaná postel bude vyzařovat teplo z horních i spodních ploch. Jinými slovy, téměř polovina vyzařovaného tepla se vyplýtvá ze dna vyhřívaného lůžka.

Čím větší je množství promarněného tepla, tím déle musí ohřívač lože pracovat na maximální výkon, aby se udržela přednastavená teplota lože. Vyhřívané lůžko typické 3D tiskárny, jako je Creality Ender-3, spotřebuje více než 250 wattů výkon při plném náklonu, takže byste v ideálním případě chtěli postel izolovat, abyste zabránili naskočení topení často. Zde je návod, jak to udělat správným způsobem.

Tepelná izolace lůžka 3D tiskárny zahrnuje částečnou demontáž tiskárny za účelem vyjmutí lůžka. To není velký problém, protože téměř všechny spotřebitelské 3D tiskárny se dodávají ve složených sadách plných uživatelských příruček a nástrojů potřebných k sestavení všeho dohromady. K tomuto účelu lze znovu použít stejné nástroje.

Naším hlavním zájmem je správný výběr izolačního materiálu. Vyhřívaná lůžka ve většině spotřebitelských 3D tiskáren jsou dobrá až do 250 °F. To je hluboko pod teplotou vznícení většiny materiálů, což činí většinu běžných izolačních materiálů dostatečně bezpečnými pro naše účely.

Nicméně takové vysoké teploty stále přinášejí problémy s deformací, tavením a odplyňováním. Plasty, jako jsou akryláty a pěnové izolační materiály, se začnou deformovat při teplotách lože doporučených pro tisk ABS. Ve skutečnosti mohou některé pěnové materiály dokonce uvolňovat potenciálně škodlivé plyny. Podívejte se na naše Průvodce bezpečností potravin 3D tiskem dozvědět se více.

Nejlepšími materiály jsou proto korek (funguje i pogumovaný korek) a silikon. Korkové desky jsou levné a snadno dostupné a zároveň jsou schopny odolat teplotám daleko za hranicemi toho, co může dosáhnout většina spotřebitelských lůžek 3D tiskáren.

Silikonové desky jsou tou nejlepší volbou už jen díky výrazně vyššímu tepelnému prahu. Vyberte možnost, která vyhovuje vašemu rozpočtu. Co však není volitelné, jsou tyto nástroje:

1. Pravítko pro měření
2. Vhodná řezná plocha
3. Užitkový nůž, nebo jakýkoli jiný typ čepele
4. Silikonový tmel RTV pro vysoké teploty
5. Nástroj pro děrování, nebo dláto
6. Kladivo
7. Latexové nebo nitrilové gumové rukavice (nepudrovaný)

Krok 1: Odstraňte sestavovací platformu

Přesné kroky se liší podle značky a modelu vaší 3D tiskárny, ale postup je zhruba stejný pro Ender-3 nebo jiné varianty tiskárny. Prusa i3 design „bed-flinger“. První krok vždy zahrnuje odstranění sestavovací platformy jinak známé jako lůžko tiskárny.

Návod k sestavení vaší 3D tiskárny bude obsahovat podrobné pokyny, ale obecně zahrnuje tyto kroky:

• Vypnutí tiskárny.
• Vytažení zástrčky ze zásuvky.
• Odpojení kabelů topného tělesa postele a termistoru postele.
• Odšroubujte knoflíky nastavení lůžka.
• A nakonec zvednutí postele z podvozku 3D tiskárny.

Postel zatím nechte stranou a přejděte k dalšímu kroku.

Krok 2: Uřízněte izolační materiál na požadovanou velikost

Položte termoizolační fólii na řeznou plochu a položte lůžko nahoru. Pomocí řezačky na krabice nebo nožem X-Acto nařežte prostěradlo na přesné rozměry postele. Tupá čepel způsobí, že tento úkol bude bolestně pomalý a zdlouhavý, takže se ujistěte, že používáte čerstvou, ostrou čepel.

Silnější izolační vrstva lépe udržuje teplo, ale materiály s vysokou hustotou, jako je silikon, přidávají značnou váhu. U tiskáren, jako jsou Prusa i3 a Creality Ender-3, které využívají pohyblivá lůžka, není vhodné přehánět tloušťku izolace.

Je absolutně důležité, aby tloušťka izolační fólie nepřesahovala délku pružin postele, když jsou stlačené. Pokud jsou například vaše pružiny postele o délce 20 mm při ladění stlačeny na 10 mm, je rozumnější omezit tloušťku izolace na 6 mm nebo méně.

Krok 3: Vyřízněte otvory pro šrouby do postele

Položte lůžko na izolační desku a označte otvory určené pro šrouby lože. K vyříznutí kruhového otvoru o vhodném průměru můžete použít buď nástroj pro děrování, nebo pomocí dláta a kladiva vyříznout čisté čtverce.

Když už mluvíme o vhodné velikosti otvorů, měly by být dostatečně velké, aby se do nich vešly pružiny postele, aniž by se jich dotýkaly nebo se o ně zasekávaly.

Pokud nemáte přístup k výše uvedeným nástrojům, můžete se také uchýlit k řezačce krabic nebo noži X-Acto v nouzi. Řezy však nebudou tak čisté nebo přesné.

Krok 4: Má vaše postel plochou spodní stranu?

Vyhřívaná lůžka prakticky všech 3D tiskáren využívají ohřívače PCB. Taková lůžka mívají ploché spodní strany. Pokud je to případ vaší 3D tiskárny, můžete tento krok přeskočit.

Nicméně ti, kteří si postavili své vlastní 3D tiskárny, jako je Voron (více se dozvíte v našem Voronský průvodce pro začátečníky) nebo Rat Rig se musí potýkat s nerovným spodním povrchem svých lůžek pro kutily kvůli dalším součástem, jako jsou tepelné pojistky, termistory lože a kabeláž.

Použití několika tenčích izolačních fólií s výřezy pro umístění těchto vyčnívajících součástí je trik, po kterém následuje konečná vrstva izolace, která zakryje případné mezery.

Krok 5: Připravte povrch postele

Než přilepíme izolační fólii na spodní stranu lůžka, je nutné pro spolehlivou přilnavost dosedací plochy důkladně očistit od olejů a nečistot. Na čištění lůžka funguje teplá destilovaná/filtrovaná voda a kapka saponátu, ale lepší volbou je izopropylalkohol.

Doporučujeme nosit rukavice z nepudrovaného latexu nebo nitrilové pryže, protože holé prsty a dlaně mohou na čištěných površích zanechávat mastnotu a špínu. Pokud jste k čištění lůžka použili vodu, počkejte před dalším krokem alespoň 15 až 20 minut, než vyschne.

Izolační materiál musí být také očištěn. Vyhněte se vodě, pokud jste se rozhodli pro porézní materiál, jako je korek nebo pěna, které mohou absorbovat nebo jinak zadržovat vodu. Ty se nejlépe čistí pomocí kartáče k odstranění prachu a nečistot. Voděodolné materiály, jako je silikon, však lze čistit hadříkem navlhčeným destilovanou/filtrovanou vodou.

Jakmile je povrch postele čistý, můžete volitelně použít maskovací pásku, aby se zabránilo migraci silikonového lepidla po obvodu.

Krok 6: Spojte vše dohromady

Naneste tenkou, ale konzistentní vrstvu vysokoteplotního silikonového tmelu RTV na spodní stranu lůžka. Můžete si vybrat, zda budete lepidlo nanášet všude nebo jen po obvodu. To druhé je naprosto v pořádku, protože i kdyby se uprostřed vytvořila vzduchová mezera, jen by to zlepšilo tepelnou izolaci.

Opatrně vyrovnejte tepelnou izolaci a přilepte ji na postel. Silikonové lepidlo začíná vytvrzovat ihned po vystavení vzduchu, ale většina přípravků umožňuje úpravu po dobu 10-15 minut. Pokud používáte více izolačních desek, opakujte postup pro všechny desky.

Položte na postel nějakou váhu a položte ji na rovný povrch, kde může nerušeně ležet. Vytvrzení většiny silikonových lepidel trvá 24 až 48 hodin. Dosažení plné adhezní pevnosti však může trvat až týden v závislosti na složení lepidla. Pro srozumitelnost si prosím přečtěte pokyny výrobce. Ideálně se alespoň dva dny vyvarujte odebírání závaží nebo jinému narušení lůžka.

Krok 7: Znovu nainstalujte postel

Když je vaše lůžko dostatečně izolované, můžete nyní znovu sestavit šrouby a pružiny lůžka a znovu nainstalovat lůžko na tiskárnu. Montáž je opakem procesu demontáže, který jste použili dříve.

Užijte si úsporu energie

Dobře izolované lůžko 3D tiskárny se nejen rychleji zahřívá, ale také výrazně snižuje spotřebu energie. To je o to více patrné na delších výtiscích, kde se tepelné ztráty v průběhu času zvyšují ve větší míře.

Úspora energie je ještě výraznější na moderních 3D tiskárnách, které využívají techniku ​​PWM (pulse-width modulation) k řízení výkonu ohřívače postele.

Proč upgrade na extrudér s přímým pohonem často vede ke špatné kvalitě 3D tisku?

Upgrade z bowdenu na extrudér s přímým pohonem má některé výhody, ale přináší několik problémů s kvalitou tisku.

Přečtěte si další

O autorovi