3D-tulostimen kotelot: Lämpötila & Ilmanvaihto-opas

Roy Hill 31-07-2023
Roy Hill

Kuten me kaikki tiedämme, 3D-tulostimissa on erittäin tärkeää saada aikaan oikeat lämpötilaolosuhteet laadukkaan 3D-tulostuksen luomiseksi. Yksi parhaista tavoista saavuttaa vakiolämpötila on käyttää koteloa, mutta voivatko olosuhteet kuumentua hieman liikaa?

Tässä artikkelissa tarkastellaan 3D-tulostimen koteloita, lämpötilan säätöä ja ilmanvaihtoa.

3D-tulostimen kotelon lämpötilaa voi hallita laadukkaiden tuulettimien ja termistoreiden avulla. Tietyillä asetuksilla voit pitää 3D-tulostimen vakiolämpötilan tiukalla alueella, jolloin 3D-tulosteiden onnistumisen mahdollisuudet ovat paremmat.

3D-tulostimen kotelon lämpötilan säätöön ja ilmanvaihtoon liittyy muitakin tärkeitä tekijöitä, joten jatka lukemista.

    Tarvitseeko 3D-tulostin kotelon?

    Jos tulostat PLA:lla, joka on 3D-tulostuksen yleisin filamentti, ei tarvitse käyttää mitään koteloa. Jos aiot tulostaa filamentilla, kuten ABS:llä, polykarbonaatilla tai muulla filamentilla, joka voi aiheuttaa vääntymis- tai käpristymisongelmia jäähdytyksen jälkeen, kotelo tai lämmitetty 3D-tulostimen kammio on välttämätön osa.

    Kotelon tyyppi riippuu siitä, mitä työtä teet.

    Jos haluat vain pitää tulostussängyn ja tulostussuuttimen tuottaman lämmön, 3D-tulostimen peittäminen millä tahansa tavallisella esineellä, kuten pahvilla, muovikontilla, vanhalla pöytälevyllä tai vastaavalla toimii oikein.

    Jos haluat työskennellä kuin ammattilainen, rakenna hyvin kiillotettu ja hyvin suunniteltu kotelo, joka ei ainoastaan peitä 3D-tulostinta ABS-filamenttia käytettäessä, vaan joka voidaan myös avata, kun haluat tulostaa PLA:lla.

    Useimmat pitävät koteloa tarpeettomana osana, mutta ABS-tulostus ilman koteloa voi heikentää tulostuksen laatua.

    Jotkut tulosteet hyötyvät paremmasta tulostuslaadusta ja pienemmistä virheistä kotelon avulla, joten ota selvää, mitä filamenttia käytät ja paraneeko vai heikkeneekö laatu kotelon avulla.

    Mitä hyvässä 3D-tulostimen kotelossa pitäisi olla?

    Hyvässä 3D-tulostimen kotelossa pitäisi olla:

    • Tarpeeksi tilaa
    • Hyvät turvallisuusominaisuudet
    • Lämpötilan säätö
    • Valaistus
    • Ilmanpoistojärjestelmä
    • avattavat ovet tai paneelit
    • Hyvän näköinen estetiikka

    Tarpeeksi tilaa

    Hyvässä 3D-tulostimen kotelossa on oltava riittävästi tilaa kaikille tulostusprosessin aikana liikkuville osille. Koteloa rakennettaessa on varmistettava, että liikkuvat osat voivat liikkua maksimietäisyydelle asti ilman, että ne osuvat koteloon.

    Monissa 3D-tulostimissa on johtoja, jotka liikkuvat, samoin kuin itse kela, joten hieman lisätilaa liikkuville osille on hyvä idea.

    Et halua 3D-tulostimen koteloa, joka tuskin mahtuu 3D-tulostimeesi, koska se myös vaikeuttaa pienten säätöjen tekemistä.

    Hyvä esimerkki tästä on Creality Enclosure, jolla on kaksi pääkokoa: keskikokoinen keskikokoinen 3D-tulostimelle ja suuri suurille koneille.

    Turvallisuusominaisuudet

    Yksi 3D-tulostimen kotelon päätarkoituksista on lisätä työympäristön turvallisuutta. Tämä ulottuu fyysisestä turvallisuudesta, joka estää koskemasta liikkuviin tai kuumiin osiin, ilmansuodatuksesta aina paloturvallisuuteen asti.

    Aiemmin on raportoitu 3D-tulostimien syttymisestä tuleen, mikä on johtunut lähinnä virheistä laiteohjelmistossa ja lämmityselementeissä. Vaikka se on nykyään melko harvinaista, haluamme silti suojautua tulipaloilta.

    Erinomainen paloturvallinen kotelo on erittäin ihanteellinen ominaisuus, sillä jos tulipalo syttyy, se ei syty tuleen ja lisää ongelmaa.

    Joillakin ihmisillä on metallista tai pleksilasista valmistettuja koteloita, jotka pitävät liekit kotelon sisällä. Voit myös varmistaa, että kotelo on suljettu, mikä katkaisee tehokkaasti tulen tarvitseman hapen saannin.

    Tässä yhteydessä on myös ajateltava lapsia tai lemmikkejä. Voit asentaa koteloosi lukitusjärjestelmän, joka lisää sen turvallisuutta.

    Kirjoitin postauksen aiheesta Onko 3D-tulostus turvallista lemmikkieläimille, josta saat lisätietoja.

    Lämpötilan säätö

    Olen nähnyt hienoja DIY-koteloita, joissa on sisäänrakennettu lämpötilan säätöjärjestelmä, joka mittaa lämpötilaa kotelon sisällä ja nostaa sitä lämmittimellä, kun se laskee liian alhaiseksi.

    Sinun on varmistettava, että termistorit ovat oikeassa paikassa, koska kuuma ilma nousee ylöspäin, joten niiden sijoittaminen alareunaan tai yläreunaan ilman ilman ohjausta voi johtaa epätarkkoihin lämpötilalukemiin koko kotelossa, eikä vain yhdellä alueella.

    Valot

    3D-tulosteita voi olla ilo katsella, kun näet esineiden edistymisen, joten kotelon mukava valaistusjärjestelmä on hyvä ominaisuus. Voit hankkia kirkkaan valkoisen valon tai värikkään LED-järjestelmän, joka valaisee tulostusalueen.

    Yksinkertainen 3D-tulostimen virtalähteeseen kytketty LED-valonauha riittää siihen.

    Ilmanpoistojärjestelmä

    Parhaassa kotelotyypissä on jonkinlainen sisäänrakennettu ilmanpoistojärjestelmä, joka vaatii yleensä ilmakanavan, linjatuulettimen ja kiinnitetyn letkun, joka voi ottaa saastuneen ilman ja ohjata sen ulos.

    Voit myös hankkia jonkinlaisen erillisen suodattimen, jonka läpi ilma kulkee ja joka puhdistuu jatkuvasti.

    On todella hyvä ajatus, että käytössäsi on kiinteä ilmanpoistojärjestelmä, jos haluat 3D-tulostaa ABS:llä tai muulla melko kovalla materiaalilla. PLA ei ole yhtä kova kuin ABS, mutta suosittelen silti hyvää ilmanvaihtojärjestelmää.

    Ovet tai paneelit

    Joissakin yksinkertaisissa koteloissa on pelkkä laatikko, joka nostetaan suoraan 3D-tulostimen päälle, mutta parhaimmissa koteloissa on siistit ovet tai paneelit, jotka ovat irrotettavissa ja avattavissa tarvittaessa helposti.

    IKEA:n puuttuvien pöytien ja pleksilasin yhdistelmä on yksi parhaista DIY-ratkaisuista, koska voit selvästi nähdä koko kotelon ympärille avaamatta ovea. Muut kotelot, kuten Creality Enclosure, eivät anna samanlaista visuaalista näkymää, mutta ne toimivat silti erittäin hyvin.

    Avoimesta kotelosta voi olla hyötyä, koska se pitää silti jonkinlaista lämpöä sisällä, mikä olisi ihanteellista PLA:lle.

    ABS-tulostuksessa tarvitaan parempaa lämpötilan hallintaa, jotta tulostuslaatu olisi parempi, minkä vuoksi parhaissa ABS-tulostimissa on sisäänrakennettu kotelo.

    Estetiikka

    Hyvän kotelon tulisi olla hyvin suunniteltu ja kiillotettu, jotta se näyttää hyvältä huoneessasi. Kukaan ei halua ruman näköistä koteloa 3D-tulostimelleen, joten kannattaa käyttää ylimääräistä aikaa sellaisen kotelon tekemiseen, joka näyttää houkuttelevalta.

    Miten rakennan 3D-tulostimen kotelon?

    3D-tulostimen kotelon rakentamiseen on monia eri tapoja, mutta Josef Prusa opastaa sinua erinomaisesti vankan kotelon rakentamisessa alla olevalla videolla.

    Tällainen hieno kotelo voi todella parantaa 3D-tulostusmatkasi ja -kokemustasi tulevina vuosina.

    PLA:n tulostaminen lämmitetyssä kotelossa

    Jos tulostat PLA:lla ja sinulla on kotelo, lämpö voi olla hieman liian korkea ja estää esineitäsi jäähtymästä tarpeeksi nopeasti.

    Paljon lämpöä suljetussa kotelossa voi aiheuttaa tulostuskerrosten luhistumisen, mikä johtaa huonolaatuiseen tulosteeseen. Kun lämpötila on liian korkea, PLA:lla on vaikeuksia tarttua edelliseen kerrokseen.

    Kotelon käyttäminen PLA:lla tulostettaessa katsotaan tarpeettomaksi, koska se voi hyötyjen sijasta vaikuttaa negatiivisesti tulostuksen laatuun ja lujuuteen.

    Ilman koteloa PLA-tulostus jäähtyy riittävästi ja kerros jähmettyy nopeasti, mikä yleensä johtaa tasaisempaan ja paremmin muotoiltuun tulosteeseen.

    Jos 3D-tulostimessasi on kiinteä kotelo, on suositeltavaa avata sen ovet PLA-tulostuksen aikana, sillä tämä voi auttaa tulostamaan tulosteen täydellisesti.

    On hyvä idea, että kotelossa on irrotettavia paneeleita, sillä niiden poistaminen tai avaaminen ei vaadi liikaa työtä.

    Mitä ilmansuodatusvaihtoehtoja 3D-tulostimen koteloihin on tarjolla?

    3D-tulostimien koteloiden tärkeimmät nykyiset ilmansuodatusvaihtoehdot ovat:

    • Hiilivaahto tai suodatin
    • Ilmanpuhdistin
    • HEPA-suodatin
    • PECO-suodatin

    Hiilivaahto tai suodatin

    Hiilivaahdon käyttäminen on hyvä idea, sillä se voi vangita kemiallisia huuruja ja voi olla hyvä vaihtoehto 3D-tulostimien koteloiden ilmansuodatuksessa. Hiilisuodattimet voivat auttaa pysäyttämään haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) tehokkaasti ilmasta.

    Katso myös: Voitko onttoja 3D-tulosteita ja STL:iä? Miten 3D-tulostaa onttoja esineitä?

    Ilmanpuhdistin

    Asenna ilmanpuhdistin kotelon kanssa, se voi olla melko kallis, mutta se pystyy vangitsemaan tai estämään höyryjä, kaasuja tai muita myrkyllisiä hiukkasia.

    HEPA-suodattimet

    HEPA-suodattimet pystyvät keräämään 0,3 mikronin kokoiset hiukkaset, mikä on lähes 99,97 prosenttia tulostinkotelon läpi kulkevista ilmansaasteista.

    PECO-suodatin

    Sitä pidetään parhaana vaihtoehtona sen monipuolisuuden vuoksi. Se ei ainoastaan pidätä haihtuvia orgaanisia yhdisteitä ja hiukkasia, vaan tuhoaa ne kokonaan. Tulostimista tulevat myrkylliset höyryt tuhotaan ennen kuin ne vapautuvat takaisin ilmaan.

    All in One -ratkaisut

    Guardian Technologies on julkaissut mahtavan Germ Guardian True HEPA Filter Air Purifier -ilmanpuhdistimen (Amazon), joka puhdistaa ilmaa todella hyvin ja vähentää savun, savukaasujen, lemmikkieläinten ja monen muun hajuja.

    Se on melko kallis, mutta sen tarjoamien ominaisuuksien ja etujen ansiosta se on loistava tuote.

    Ominaisuudet ja edut ovat seuraavat:

    • 5-in-1-ilmanpuhdistin kotiin: Sähköstaattinen HEPA-ilmansuodatin vähentää jopa 99,97 % haitallisista bakteereista, pölystä, siitepölystä, lemmikkieläinten hilseestä, homeen itiöistä ja muista allergeeneista, joiden koko on 0,3 mikronia.
    • Pet Pure -suodatin - Suodattimeen on lisätty antimikrobista ainetta, joka estää homeen, homeen ja hajua aiheuttavien bakteerien kasvua suodattimen pinnalla.
    • Tappaa bakteereita - UV-C-valo auttaa tappamaan ilmassa kulkeutuvia viruksia, kuten influenssaa, stafylokokkeja ja rinoviruksia, ja vähentää yhdessä titaanidioksidin kanssa haihtuvia orgaanisia yhdisteitä.
    • Pidättää allergeenit - Esisuodatin pidättää pölyn, lemmikkien karvat ja muut suuret hiukkaset ja pidentää HEPA-suodattimen käyttöikää.
    • Vähentää hajuja - Aktiivihiilisuodatin auttaa vähentämään lemmikkieläinten, savun, ruoanlaittohöyryjen ja muiden haitallisten hajujen syntymistä.
    • Erittäin hiljainen tila - Ohjelmoitavalla ajastimella varustettu erittäin hiljainen lepotila auttaa sinua saamaan hyvän yöunen puhtaamman ilman avulla.
    • Valitse 3 nopeusasetusta ja lisävarusteena saatava UV-C-valo.

    Se on myös #1 Best-Seller in Electrostatic Air Purifiers, joten hanki itsellesi Germ Guardian Amazonin 3D-tulostuksen ilmansuodatuksen tarpeisiin!

    Erityisesti kotelon osalta tavanomainen ilmansuodatusratkaisu näyttää VIVOSUN CFM Inline Fan & Filter System (Amazon).

    Yksittäisiä osia saa halvemmalla, mutta jos haluat koko järjestelmän, joka on koottu laadukkaista osista ja toimitettu sinulle helposti koottavaksi, tämä on erinomainen valinta.

    Tällä ilmansuodatusjärjestelmällä on seuraavat ominaisuudet ja edut:

    Katso myös: Miten korjata 3D-tulostimen lämmitys epäonnistuu - Thermal Runaway Protection -suojausjärjestelmä
    • Tehokas ilmanvaihto: Tehokas puhallin, jonka puhaltimen nopeus on 2 300 RPM, jolloin ilmavirta on 190 CFM. Antaa optimaalisen ilmanvaihdon kohdekohteeseesi
    • Ylivoimainen hiilisuodatin: 1050+ RC 48 australialainen neitsythiilivuode. Mitat: 4″ x 14″.
    • Tehokas hajunvalvonta: Hiilisuodatin poistaa joitakin ei-toivottuja hajuja, pistäviä hajuja ja hiukkasia sisätilojen kasvuteltasta, hydroponics-kasvihuoneesta.
    • Tukeva kanavajärjestelmä (kiinnittimillä) : Vahva, joustava teräslanka tukee raskaita kolmikerroksisia kanavaseiniä. PET-ydin on paloturvallisen alumiinikerroksen välissä, joka kestää lämpötiloja -22-266 Fahrenheitin lämpötiloissa.
    • Helppo kokoonpano: Täysjärjestelmän avulla vältät helposti sellaisten osien ostamisen ja palauttamisen, jotka eivät ole yhteensopivia tai turvallisia. Siihen tarvitaan kaikki, mitä tarvitset, jotta pääset vauhtiin.

    Sinun on ehkä tulostettava 3D-tulostimella liitoskappale, joka kiinnitetään koteloon, jotta se on ilmatiivis. Thingiverse-sivustolla on monia ilmanpuhdistukseen liittyviä malleja.

    Tämä rdmmkr:n minimalistinen 3D-tulostettu savunpoistin luotiin alun perin minimoimaan juottamisesta syntyviä huuruja, mutta sitä voidaan käyttää tietysti myös sen ulkopuolella.

    Voiko 3D-tulostin ylikuumentua kotelon kanssa?

    Jotkut ihmettelevät, voiko kotelo todella ylikuumentaa 3D-tulostimen, mikä on aiheellinen kysymys.

    On raportoitu, että 3D-tulostimen tietyt osat, kuten askelmoottorit, ovat ylikuumentuneet, mikä on johtanut vaiheiden ohittamiseen ja huonolaatuisiin kerrosviivoihin 3D-tulosteissa.

    Jäähdytys on tärkeä osa useimpia koneita, minkä vuoksi kaikkialla on jäähdytyslevyjä, lämpöjäähdytystahnaa ja tuulettimia.

    Jos et huolehdi varsinaisen 3D-tulostimesi lämpötilasta, ne voivat varmasti ylikuumentua ja aiheuttaa ongelmia myöhemmin.

    Liika lämpö voi ehdottomasti lyhentää elektroniikan ja moottoreiden käyttöikää.

    Toinen asia, joka voi tapahtua, on kylmän pään lämpeneminen liian lämpimäksi. Kun näin tapahtuu, hehkulanka alkaa pehmetä ennen lämpökatkoa, jolloin hehkulangan työntäminen suuttimen läpi vaikeutuu.

    Se voi helposti johtaa tukkeutumiseen pursotusjärjestelmässä ja suuttimessa sekä alipursotukseen, joten varmista, että tasapainotat tämän hyvin.

    Vaikuttaako huonelämpötila 3D-tulosteiden laatuun?

    3D-tulostus sisältää kaikenlaisia lämpötilan vaihteluita ja erityisiä lämpötilavaatimuksia optimaalisen tulostuslaadun saavuttamiseksi, mutta vaikuttaako huoneenlämpötila 3D-tulosteiden laatuun?

    Huoneenlämpötila todellakin vaikuttaa 3D-tulosteiden laatuun. ABS:n tai jopa hartsin tulostaminen alhaisissa huoneenlämpötiloissa voi johtaa siihen, että tulosteet epäonnistuvat kokonaan tai että niiden tarttuvuus on heikko ja kerrosten lujuus heikko. Huoneenlämpötila ei ole yhtä suuri ongelma PLA:n kanssa, koska se ei reagoi kovinkaan paljon lämpötilan vaihteluihin.

    Tämä on yksi niistä perussyistä, jotka ovat saaneet 3D-tulostimien käyttäjät rakentamaan kotelon lämpötilan hallintaa varten.

    Kun voit hallita 3D-tulostimesi käyttölämpötilaa, tulostamisesta tulee paljon helpompaa. Parhaassa kotelossa on 3D-tulostuksen PID-järjestelmän kaltainen lämpötilan säätö.

    Voit asettaa ja mitata kotelon lämpötilan, ja kun se laskee tietyn pisteen alapuolelle, voit aktivoida sisäänrakennetun lämmittimen, joka nostaa käyttölämpötilan takaisin asetetulle tasolle.

    Täydellinen sänky ja tulostuslämpötilat suosituille filamenteille

    PLA

    • Vuoteen lämpötila: 20-60°C
    • Tulostuslämpötila: 200-220°C

    ABS

    • Vuoteen lämpötila: 110°C
    • Tulostuslämpötila: 220-265 °C

    PETG

    • Vuoteen lämpötila: 50-75°C
    • Tulostuslämpötila: 240-270 °C

    Nylon

    • Vuoteen lämpötila: 80-100°C
    • Tulostuslämpötila: 250°C

    ASA

    • Vuoteen lämpötila: 80-100°C
    • Tulostuslämpötila: 250°C

    Polykarbonaatti

    • Vuoteen lämpötila: 100-140°C
    • Tulostuslämpötila: 250-300 °C

    TPU

    • Vuoteen lämpötila: 30-60°C
    • Tulostuslämpötila: 220°C

    HIPS

    • Vuoteen lämpötila: 100°C
    • Tulostuslämpötila: 220-240 °C

    PVA

    • Vuoteen lämpötila: 45-60°C
    • Tulostuslämpötila: 220°C

    Roy Hill

    Roy Hill on intohimoinen 3D-tulostuksen harrastaja ja teknologiaguru, jolla on runsaasti tietoa kaikista 3D-tulostukseen liittyvistä asioista. Yli 10 vuoden kokemuksella alalta Roy on hallinnut 3D-suunnittelun ja -tulostuksen taiteen, ja hänestä on tullut uusimpien 3D-tulostustrendien ja -tekniikoiden asiantuntija.Roylla on koneinsinöörin tutkinto Kalifornian yliopistosta Los Angelesista (UCLA), ja hän on työskennellyt useissa hyvämaineisissa 3D-tulostuksen yrityksissä, mukaan lukien MakerBot ja Formlabs. Hän on myös tehnyt yhteistyötä useiden yritysten ja yksityishenkilöiden kanssa luodakseen räätälöityjä 3D-tulostettuja tuotteita, jotka ovat mullistaneet heidän toimialansa.3D-tulostuksen intohimonsa lisäksi Roy on innokas matkustaja ja ulkoilun harrastaja. Hän viettää mielellään aikaa luonnossa, vaeltaa ja telttailee perheensä kanssa. Vapaa-ajallaan hän myös mentoroi nuoria insinöörejä ja jakaa 3D-tulostustietonsa eri alustojen kautta, mukaan lukien suositun bloginsa, 3D Printerly 3D Printing, kautta.