Il termistore della stampante 3D svolge una funzione importante, anche se alcune persone possono confondersi su cosa faccia esattamente e su come sia utile. Ho scritto questo articolo per mettere le persone sulla strada giusta per quanto riguarda i termistori, in modo che possano capirli meglio.

In questo articolo vi spiegheremo tutto sui termistori, mostrandovi tutto quello che c'è da sapere, da come calibrare il termistore a come cambiarlo.

Iniziamo quindi con una semplice domanda: "A cosa servono i termistori?".

A cosa serve un termistore in una stampante 3D?

Il termistore è un componente importante nelle stampanti FDM. Prima di parlare del suo funzionamento, definiamo cos'è un termistore.

I termistori - abbreviazione di "resistenze termiche" - sono dispositivi elettrici la cui resistenza varia con la temperatura. Esistono due tipi di termistori:

• Termistori con coefficiente di temperatura negativo (NTC) Termistori la cui resistenza diminuisce con l'aumentare della temperatura.
• Termistori con coefficiente di temperatura positivo (PTC) Termistori la cui resistenza aumenta con l'aumentare della temperatura.

La sensibilità dei termistori alle variazioni di temperatura li rende adatti alle applicazioni sensibili alla temperatura, tra cui i componenti dei circuiti e i termometri digitali.

Come viene utilizzato un termistore nelle stampanti 3D?

I termistori nelle stampanti 3D servono come dispositivi di rilevamento della temperatura e si trovano in aree sensibili alla temperatura, come l'estremità calda e il letto riscaldato. In queste aree, monitorano la temperatura e trasmettono i dati al microcontrollore.

Il termistore funge anche da dispositivo di controllo: il microcontrollore della stampante utilizza il feedback del termistore per controllare la temperatura di stampa e mantenerla entro l'intervallo desiderato.

Le stampanti 3D utilizzano prevalentemente termometri NTC.

Come si sostituisce e si collega un termistore a una stampante 3D?

I termistori delle stampanti 3D sono strumenti molto fragili, che possono rompersi o perdere facilmente la loro sensibilità. I termistori controllano parti importanti delle stampanti, quindi è necessario assicurarsi che siano sempre in perfetta forma.

I termistori delle stampanti 3D si trovano spesso in aree difficili da raggiungere, per cui la loro rimozione può essere un po' complicata. Ma non preoccupatevi, se fate attenzione e seguite attentamente i passaggi, sarete a posto.

Due componenti principali della stampante 3D contengono termistori: l'hot end e il letto di stampa riscaldato. Vi illustreremo i passaggi per la sostituzione dei termistori in entrambi.

Cosa vi serve

• Set di cacciaviti
• Pinzette
• Un set di chiavi a brugola
• Pinze
• Nastro Kapton

Sostituzione del termistore del terminale caldo

Quando si sostituisce un termistore nell'hot end, esistono procedure specifiche per le diverse stampanti, ma per la maggior parte dei modelli le procedure sono le stesse, con qualche piccola variazione:

Fase 1: Consultate la scheda tecnica della vostra stampante e procuratevi il termistore appropriato. Potete trovare ulteriori informazioni a questo proposito nell'articolo.

Passo 2 Prima di iniziare, assicurarsi di seguire i consigli di sicurezza appropriati.

• Assicurarsi che la stampante 3D sia spenta e scollegata da tutte le fonti di alimentazione.
• Se necessario, mettetevi a terra.
• Assicurarsi che l'estremità calda sia raffreddata a temperatura ambiente prima di tentare di smontarla.

Passo 3 Rimuovere l'estremità calda dal telaio della stampante.

• Ciò potrebbe non essere necessario se la posizione del termistore è accessibile dall'esterno.
• Rimuovere tutte le viti che tengono in posizione l'hot end e i suoi fili.

Passo 4 Rimuovere il vecchio termistore dall'estremità calda.

• Allentare la vite che lo tiene in posizione sul blocco e rimuoverlo.
• A volte il blocco può essere impedito dalla presenza di plastica incrostata, che può essere sciolta con una pistola termica.

Passo 6: Scollegare il termistore dal microcontrollore.

• Aprire l'unità di elaborazione della stampante.
• Accedere al microcontrollore e rimuovere il collegamento del termistore con una pinzetta.
• Per essere sicuri di rimuovere il filo giusto, consultare le specifiche del produttore per accertarsi del filo da rimuovere.

Passo 7 Installare il nuovo termistore

• Collegare l'estremità del nuovo sensore al microcontrollore.
• Posizionare con attenzione la testa del nuovo termistore nel foro dell'estremità calda.
• Avvitare leggermente la vite, facendo attenzione a non stringerla troppo per non danneggiare il termistore.

Passo 8: Finitura

• Coprite l'unità di elaborazione della stampante.
• È possibile utilizzare il nastro Kapton per tenere saldamente uniti i fili ed evitare che si muovano.
• Ricollegare l'estremità calda al telaio della stampante.

Sostituzione del termistore sul letto di stampa

Se la vostra stampante 3D è dotata di un letto di stampa riscaldato, è molto probabile che abbia anche un termistore. I passaggi per la sostituzione del termistore su un letto di stampa variano da modello a modello, ma sono per lo più simili. Ecco come fare:

Fase 1: Prima di iniziare, seguire i consigli di sicurezza appropriati.

Fase 2: Rimuovere il letto di stampa

• Scollegare il letto di stampa dalla PSU (Power Supply Unit).
• Rimuovere tutte le viti che la fissano al telaio della stampante.
• Sollevarlo e allontanarlo dal telaio

Passo 3: Rimuovere l'isolamento che ricopre il termistore.

Passo 4: Rimuovere il termistore

• Il termistore può essere disposto in diversi modi: può essere fissato al letto con nastro Kapton o con una vite.
• Rimuovere le viti o il nastro adesivo per liberare il termistore.

Passo 5: Sostituire il termistore

• Tagliare le gambe del vecchio termistore dal filo del sensore.
• Collegare il nuovo termistore al filo unendolo.
• Coprire il collegamento con nastro isolante

Passo 6: Finitura

• Ricollegare il termistore al letto
• Sostituire l'isolamento
• Riavvitare il piano di stampa sul telaio della stampante.

Come si controlla la resistenza di un sensore di temperatura?

La resistenza non è un valore che può essere misurato direttamente. Per trovare la resistenza del termistore, è necessario indurre un flusso di corrente nel termistore e misurare la resistenza risultante. È possibile farlo con un multimetro.

Nota: si tratta di un termistore, quindi la lettura varia a seconda della temperatura. È meglio effettuare la lettura a temperatura ambiente (25℃).

Esaminiamo i passaggi per verificare la resistenza.

Cosa vi serve:

• Un multimetro
• Sonde per multimetro

Passo 1 Esporre i piedini del termistore (togliere l'isolamento in fibra di vetro).

Passo 2 Impostare il campo del multimetro sulla resistenza nominale del termistore.

Passo 3: Applicare le sonde del multimetro a entrambe le gambe e il multimetro dovrebbe visualizzare la resistenza.

La maggior parte dei termistori per la stampa 3D ha una resistenza di 100k a temperatura ambiente.

Come calibrare il termistore della stampante 3D

Un termistore non calibrato è molto dannoso per la stampa 3D. Senza una misurazione e un controllo accurati della temperatura, l'hot end e il letto riscaldato non possono funzionare correttamente. Pertanto, come parte della manutenzione ordinaria, è necessario assicurarsi che l'hot end sia sempre calibrato correttamente.

Vi mostriamo come fare:

Cosa vi serve:

• Un multimetro dotato di termocoppia

Passo 1 Prova la termocoppia del multimetro.

• Far bollire una piccola quantità d'acqua.
• Immergere la termocoppia nell'acqua.
• Dovrebbe essere 100℃ se è preciso.

Passo 2 Aprire il firmware della stampante.

• Nel file di programma della stampante, ci sarà un file Arduino che controlla l'hot end.
• È possibile consultare il produttore o i forum online per trovare la posizione del file per la propria stampante.

Passo 3 Collegare la termocoppia del multimetro all'estremità calda.

• Trovare uno spazio tra l'estremità calda e l'ugello e inserirlo.

Passo 4 Aprire la tabella delle temperature nel firmware.

• Questa è una tabella contenente i valori della resistenza del termistore in funzione della temperatura.
• La stampante utilizza questo file per determinare la temperatura in base alla resistenza misurata.
• Copiare questa tabella ed eliminare la colonna temperatura nella nuova tabella.

Passo 5 Compilare la tabella.

• Impostare l'estremità calda sul valore di temperatura della vecchia tabella.
• Misurare la lettura della temperatura corretta sul multimetro.
• Inserire questa lettura nel valore di resistenza della nuova tabella corrispondente al valore della vecchia tabella.
• Ripetere questi passaggi per tutti i valori di resistenza.

Passo 6: Sostituire il tavolo.

• Dopo aver trovato la temperatura esatta per tutti i valori di resistenza, cancellare la vecchia tabella e sostituirla con quella nuova.

Come si fa a sapere se un termistore è difettoso in una stampante 3D?

I segnali di un termistore malfunzionante variano da stampante a stampante: possono essere chiari come un messaggio di diagnostica che lampeggia sull'interfaccia della stampante, oppure possono essere gravi come una fuga termica.

Abbiamo compilato un elenco di alcuni dei segnali più comuni che indicano un problema con il termistore della stampante 3D. Esaminiamoli:

Fuga termica

Il Thermal Runaway è lo scenario peggiore per un termistore difettoso. Si verifica quando un sensore difettoso fornisce alla stampante la temperatura sbagliata. La stampante continua quindi a trasmettere energia alla cartuccia di riscaldamento all'infinito fino a fondere l'estremità calda.

La fuga termica può essere molto pericolosa e provocare incendi che possono distruggere non solo la stampante, ma anche le aree circostanti. Fortunatamente, la maggior parte dei produttori ha inserito delle protezioni nel firmware per evitare che ciò accada.

Temperature di stampa più elevate del solito

I materiali vengono solitamente forniti con temperature di stampa consigliate. Se la stampante richiede una temperatura superiore a quella nominale per estrudere i materiali, il termistore può essere difettoso.

È possibile eseguire un test diagnostico sul termistore per scoprirlo.

I sintomi di un termistore difettoso possono essere anche i seguenti:

• Un gran numero di errori di stampa dovuti a problemi di temperatura.
• Variazioni selvagge nella lettura della temperatura.

Se il termistore si rompe, è destinato a guastarsi, quindi è necessario evitare che ciò accada. Nella maggior parte dei casi, un termistore si rompe a causa della vite troppo stretta che lo tiene in cortocircuito.

La vite dovrebbe essere leggermente allentata, a circa mezzo giro di distanza dal suo serraggio, poiché il termistore deve solo essere tenuto in posizione piuttosto che premuto saldamente contro l'hotend.

L'aspetto positivo è che i termistori sono abbastanza economici.

Il miglior termistore di ricambio per la stampante 3D

Quando si sceglie un termistore per la propria stampante 3D, ci sono alcuni fattori chiave da considerare per ottenere quello giusto.

Il più importante di questi fattori è la resistenza, che determina l'intervallo di temperatura che il termistore è in grado di misurare. 3La resistenza dei termistori per stampanti 3D è per lo più di 100kΩ.

Un altro fattore importante è l'intervallo di temperatura, che determina l'entità della temperatura che il termistore è in grado di misurare. Un intervallo di temperatura accettabile per una stampante FDM dovrebbe essere compreso tra -55℃ e 250℃.

Infine, l'ultimo fattore da considerare è la qualità della costruzione. Il termistore è buono solo quanto i materiali utilizzati per costruirlo. I materiali possono avere un effetto elevato sulla sensibilità e sulla durata.

Per ottenere la migliore qualità, è consigliabile scegliere termistori in alluminio con un isolamento adeguato, come la fibra di vetro per le gambe, perché l'alluminio è molto conduttivo per il calore, mentre la fibra di vetro non lo è.

Utilizzando tutti i fattori sopra elencati come metro di paragone, abbiamo compilato un elenco dei migliori termistori sul mercato per la vostra stampante 3D. Diamo un'occhiata.

Termistori HICTOP NTC 3950 da 100K ohm

Molti hanno sottolineato l'utilità dei termistori HICTOP 100K Ohm NTC 3950 dopo averli utilizzati sulle loro stampanti 3D. La lunghezza è più che sufficiente per soddisfare le vostre esigenze ed è un lavoro perfetto per la vostra stampante 3D.

È necessario accertarsi prima che il firmware sia impostato correttamente.

Se avete usato i termistori della vostra Ender 3, della stampante Anet 3D o di molte altre stampanti, allora questo dovrebbe funzionare molto bene per voi.

Questi termistori possono essere montati senza problemi su un letto Prusa i3 Mk2s. Il range di temperatura va bene fino a 300°C, ma dopo questa temperatura è necessario un termocoppiatore.

Sensore di temperatura NTC per stampante 3D Creality

Un'altra serie di termistori che potete scegliere è quella dei termistori NTC di Creality, che comprende i modelli Ender 3, Ender 5, CR-10, CR-10S e altri ancora. In pratica, qualsiasi stampante 3D che utilizza un termistore può essere utilizzata con questi termistori.

Si utilizza perfettamente con il letto riscaldato o con l'estrusore che si desidera.

È dotato di un connettore femmina a 2 pin standard con una lunghezza del filo di 1 m o 39,4 pollici. La confezione contiene 5 termistori con una precisione di temperatura di ±1%.

Per ottenere risultati ottimali, è necessario impostare il numero del sensore di temperatura su "1" in Marlin.

Se avete avuto un errore di temperatura minima sulla vostra stampante 3D, questi possono sicuramente venire in soccorso.

La maggior parte delle persone ha avuto un'esperienza positiva con questi prodotti, che si adattano e funzionano bene, oltre a disporre di ricambi per ogni evenienza.

Un utente che ha acquistato un Ender 5 Plus ha registrato letture di temperatura di -15°C o 355°C al massimo.

Alcuni si sono lamentati del fatto che l'Ender 3 può risultare un po' corto e che il cablaggio delle ventole e della cartuccia di riscaldamento deve essere avvolto sopra il gruppo per utilizzare il manicotto e tenerlo insieme.

È possibile giuntare il termistore, quindi saldarlo se necessario.

Tuttavia, altri l'hanno utilizzato come sostituzione diretta del connettore sull'Ender 3.