Hur du avsevärt minskar din energiräkning för 3D-utskrift

Den genomsnittliga effekten som förbrukas av en 3D-skrivare varierar från 120 till 300 watt per timme, främst beroende på storleken på den uppvärmda sängen. De återstående komponenterna, som moderkortet, displayen, stegmotorerna och fläktarna, drar vanligtvis mindre än 50 watt per timme. Den inneboende energieffektiviteten hos dessa komponenter lämnar tyvärr inget utrymme för förbättringar.

Att modifiera den uppvärmda bädden för effektivitet har dock potential att ge en betydande minskning av energiförbrukningen. Så här kan du minska din 3D-skrivares koldioxidavtryck med en enkel, billig sängmodifiering.

Varför är din 3D-skrivare dålig på energieffektivitet?

Medan 3D-utskrift utan tvekan är sofistikerad på kommersiell nivå, är 3D-skrivare för konsumenter relativt enklare mönster som är kullerstensbelagda med komponenter från hyllan. De flesta av dessa komponenter involverar elektronik och stegmotorer som i sig är optimerade för låg strömförbrukning. Inget fel på den avdelningen.

Tyvärr är 3D-skrivarsängarna en helt annan sak. För att spara kostnader och minska produktionskomplexiteten saknar nästan alla 3D-skrivare för konsumenter sängvärmeisolering. Det är en dålig idé eftersom en oisolerad säng kommer att utstråla värme från både över- och underytorna. Med andra ord, nästan hälften av den utstrålade värmen går till spillo från botten av en uppvärmd bädd.

Ju större mängd bortkastad värme, desto längre tid måste bäddvärmaren arbeta på maximal effektnivå för att bibehålla den förinställda bäddtemperaturen. Den uppvärmda bädden på en typisk 3D-skrivare, som Creality Ender-3, förbrukar mer än 250 watt effekt vid full lutning, så du skulle helst vilja isolera sängen för att förhindra att värmaren slår in ofta. Så här går du tillväga för att göra det på rätt sätt.

Värmeisolering av en 3D-skrivarbädd innebär att skrivaren delvis demonteras för att dra ut sängen. Det är inte ett stort bekymmer eftersom nästan alla 3D-skrivare för konsumenter levereras i nedslagna kit fyllda med användarmanualer och de verktyg som krävs för att sätta ihop allt. Samma verktyg kan återanvändas för detta ändamål.

Att välja rätt isoleringsmaterial är vår främsta uppgift. De uppvärmda sängarna i de flesta 3D-skrivare för konsumenter är bra upp till 250°F. Det är långt under antändningstemperaturen för de flesta material, vilket gör de vanligaste isoleringsmaterialen tillräckligt säkra för vårt syfte.

Emellertid introducerar sådana höga temperaturer fortfarande problemen med skevhet, smältning och avgasning. Plaster som akryl och skumisoleringsmaterial kommer att börja deformeras vid den typ av bäddtemperaturer som rekommenderas för ABS-utskrift. I själva verket kan vissa skummaterial till och med avge potentiellt skadliga gaser. Ta en titt på vår 3D-utskrift livsmedelssäkerhet guide att lära sig mer.

De bästa materialen är därför kork (gummerad kork fungerar också) och silikon. Korkark är billiga och lättillgängliga, samtidigt som de kan motstå temperaturer långt utöver vad de flesta konsumentsängar för 3D-skrivare kan nå.

Silikonskivor är det bästa valet helt enkelt på grund av deras betydligt högre termiska tröskel. Välj det alternativ som passar din budget. Det som dock inte är valfritt är dessa verktyg:

1. Linjal för mätning
2. Lämplig skäryta
3. Brukskniv, eller något annat typ av blad
4. Hög temperatur RTV silikon tätningsmedel
5. Hålslagsverktyg, eller mejsel
6. Hammare
7. Latex- eller nitrilgummihandskar (ej pulveriserad)

Steg 1: Ta bort byggplattformen

De exakta stegen varierar beroende på fabrikat och modell på din 3D-skrivare, men processen är ungefär densamma för Ender-3 eller andra varianter av Prusa i3 "säng-flinger" design. Det första steget innebär alltid att man tar bort byggplattformen, även känd som skrivarbädden.

Din 3D-skrivares monteringsmanual kommer att ha detaljerade instruktioner, men den innefattar vanligtvis dessa steg:

• Stänger av skrivaren.
• Ta ur stickkontakten ur vägguttaget.
• Lossa sängvärmaren och sängtermistortrådarna.
• Skruva loss sängens justeringsknappar.
• Och slutligen lyfta sängen från 3D-skrivarchassit.

Håll sängen åt sidan för nu och gå vidare till nästa steg.

Steg 2: Klipp till isoleringsmaterialet till storlek

Lägg ner din värmeisoleringsduk på skärytan och placera sängen ovanpå. Använd en lådskärare eller en X-Acto-kniv för att skära till lakanet till sängens exakta mått. Ett matt blad kommer att göra uppgiften smärtsamt långsam och tråkig, så se till att använda ett fräscht, vasst blad.

Ett tjockare isoleringsskikt håller värmen bättre, men material med hög densitet som silikon tillför en avsevärd vikt. Det är inte tillrådligt att gå överbord med isoleringstjocklek för skrivare som Prusa i3 och Creality Ender-3 som använder rörliga sängar.

Det är absolut viktigt att tjockleken på isoleringsduken inte överstiger längden på sängfjädrarna när de är sammanpressade. Till exempel, om dina 20 mm långa sängfjädrar komprimeras till 10 mm vid justering, är det klokare att begränsa isoleringstjockleken till 6 mm eller mindre.

Steg 3: Klipp ut hål för sängskruvar

Placera sängen på isoleringsduken och markera hålen som är avsedda för sängskruvarna. Du kan antingen använda ett hålslagsverktyg för att skära ett cirkulärt hål med lämplig diameter, eller använda en mejsel och hammare för att skära ut rena rutor.

På tal om lämplig hålstorlek, de bör vara tillräckligt stora för att rymma sängfjädrarna utan att röra eller haka på dem.

Du kan också ta till en lådskärare eller X-Acto-kniv i ett nafs, om du inte har tillgång till de ovan nämnda verktygen. Skärningarna blir dock inte lika rena eller exakta.

Steg 4: Har din säng en platt undersida?

De uppvärmda sängarna på praktiskt taget alla 3D-skrivare använder PCB-värmare. Sådana sängar tenderar att ha platt undersida. Om så är fallet med din 3D-skrivare kan du hoppa över det här steget.

Men de som har byggt sina egna DIY 3D-skrivare, som Voron (läs mer i vår Voron nybörjarguide) eller Rat Rig, måste brottas med ojämna bottenytor på sina gör-det-själv-sängar, på grund av ytterligare komponenter som värmesäkringar, sängtermistorer och kablage.

Att använda flera tunnare isoleringsskivor med utskärningar för att rymma dessa utskjutande komponenter gör susen, följt av ett sista lager av isolering för att täcka upp eventuella luckor.

Steg 5: Förbered sängytan

Innan vi kan fästa isoleringsduken på undersidan av bädden, måste de passande ytorna rengöras noggrant från oljor och föroreningar för tillförlitlig vidhäftning. Varmt destillerat/filtrerat vatten och en droppe diskmedel fungerar för rengöring av sängen, men isopropylalkohol är ett bättre val.

Vi rekommenderar att du bär handskar av latex eller nitrilgummi som inte är pulver, eftersom dina bara fingrar och handflator kan lämna olja och smuts på de rengjorda ytorna. Om du använde vatten för att rengöra sängen, var noga med att vänta minst 15 till 20 minuter så att den torkat innan du går vidare till nästa steg.

Isoleringsmaterialet måste också rengöras. Undvik vatten om du har valt ett poröst material, som kork eller skum, som kan absorbera eller på annat sätt hålla kvar vatten. Dessa rengörs bäst med en borste för att ta bort damm och föroreningar. Däremot kan vattentåliga material som silikon rengöras med en väv fuktad med destillerat/filtrerat vatten.

När bäddytan är ren kan du eventuellt applicera maskeringstejp för att förhindra att silikonlimmet vandrar inuti omkretsen.

Steg 6: Håll ihop allt

Applicera ett tunt men konsekvent lager av högtemperatur RTV silikontätningsmedel på undersidan av sängen. Du kan antingen välja att applicera limmet överallt eller bara på omkretsen. Det senare är helt ok, för även om det skulle bildas ett luftgap i mitten, skulle det bara förbättra värmeisoleringen.

Rikta försiktigt in det värmeisolerande lakanet och fäst det på sängen. Silikonlim börjar härda direkt efter att ha exponerats för luft, men de flesta formuleringar tillåter justering i 10-15 minuter. Om du använder flera isoleringsark, upprepa processen för alla ark.

Lägg lite vikt på sängen medan du vilar den på en plan yta där den kan ligga ostört. De flesta silikonlim tar någonstans mellan 24 och 48 timmar att härda. Det kan dock ta upp till en vecka att nå full vidhäftningsstyrka beroende på limsammansättningen. Se tillverkarens instruktioner för tydlighetens skull. Undvik helst att ta bort vikten eller på annat sätt störa sängen under minst två dagar.

Steg 7: Installera om sängen

Med din säng tillräckligt isolerad kan du nu återmontera sängskruvarna och fjädrarna och sätta tillbaka sängen på skrivaren. Montering är motsatsen till demonteringsprocessen du följde tidigare.

Njut av energibesparingarna

En välisolerad 3D-skrivarbädd värms inte bara upp snabbare, utan den minskar också strömförbrukningen avsevärt. Detta är desto mer uppenbart på längre utskrifter, där värmeförlusten tenderar att förvärras i högre grad över tiden.

Energibesparingarna är ännu mer uttalade på moderna 3D-skrivare som använder PWM-tekniken (pulsbreddsmodulering) för att styra sängvärmarens effekt.

Varför leder uppgradering till en Direct Drive Extruder ofta till dålig 3D-utskriftskvalitet?

Att uppgradera från en Bowden till en direktdriven extruder har vissa fördelar, men kommer med några utskriftskvalitetsproblem.

Läs Nästa

Om författaren