O termístor da sua impressora 3D tem uma função importante, embora algumas pessoas possam ficar confusas sobre o que faz exactamente e como o ajuda. Escrevi este artigo para colocar as pessoas no caminho certo em relação aos termístores, para que possam compreendê-lo melhor.

Neste artigo, vamos explicar-lhe tudo sobre os termístores. Vamos mostrar-lhe tudo o que precisa de saber, desde como calibrar o seu termístor até como mudar.

Vamos então começar com uma pergunta simples: "O que é que os termístores fazem?".

O que faz um termistor numa impressora 3D?

Um termístor é um componente importante nas impressoras FDM. Antes de falarmos sobre a sua função, vamos definir o que é um termístor.

Os termístores - abreviatura de "Resistências Térmicas" - são dispositivos eléctricos cuja resistência varia com a temperatura. Existem dois tipos de termístores:

• Termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) Termístores: Termístores cuja resistência diminui com o aumento da temperatura.
• Termistores de coeficiente de temperatura positivo (PTC) Termístores: Termístores cuja resistência aumenta com o aumento da temperatura.

A sensibilidade dos termístores às mudanças de temperatura torna-os adequados para aplicações sensíveis à temperatura, incluindo componentes de circuitos e termómetros digitais.

Como é que um termistor é utilizado em impressoras 3D?

Os termístores nas impressoras 3D servem como dispositivos de detecção de temperatura. Encontram-se em áreas sensíveis à temperatura, como a extremidade quente e a cama aquecida. Nestas áreas, monitorizam a temperatura e transmitem os dados ao microcontrolador.

O termístor também serve como dispositivo de controlo. O microcontrolador da impressora utiliza o feedback do termístor para controlar a temperatura de impressão e mantê-la dentro do intervalo desejado.

As impressoras 3D utilizam sobretudo termómetros NTC.

Como substituir e fixar um termistor numa impressora 3D?

Os termístores das impressoras 3D são instrumentos muito frágeis, que se podem partir ou perder a sensibilidade facilmente. Os termístores controlam partes importantes das impressoras, pelo que é necessário garantir que estão sempre em perfeitas condições.

Os termístores das impressoras 3D encontram-se frequentemente em zonas de difícil acesso, pelo que a sua remoção pode ser um pouco complicada. Mas não se preocupe, desde que tenha cuidado e siga os passos cuidadosamente, não terá problemas.

Dois componentes principais da impressora 3D contêm termístores - a extremidade quente e a base de impressão aquecida. Iremos explicar-lhe os passos para substituir os termístores em ambos.

O que é necessário

• Conjunto de chaves de fendas
• Pinças
• Um conjunto de chaves Allen
• Alicates
• Fita Kapton

Substituir o termístor no seu Hot End

Para substituir um termístor na extremidade quente, existem procedimentos específicos para diferentes impressoras, mas para a maioria dos modelos, estes procedimentos são os mesmos, com algumas variações:

Passo 1: Consulte a ficha de dados da sua impressora e obtenha o termístor adequado para ela. Pode encontrar mais informações sobre este assunto no artigo.

Passo 2 : Antes de começar, certifique-se de que segue os conselhos de segurança adequados.

• Certifique-se de que a impressora 3D está desligada e desconectada de todas as fontes de alimentação.
• Se necessário, aterre-se.
• Certifique-se de que a extremidade quente arrefeceu até à temperatura ambiente antes de a tentar desmontar.

Passo 3 Retirar a extremidade quente da estrutura da impressora.

• Isto pode não ser necessário se a posição do termístor for acessível a partir do exterior.
• Retirar todos os parafusos que fixam a extremidade quente e os respectivos fios.

Passo 4 Remover o termistor antigo da extremidade quente.

• Desaperte o parafuso que o mantém no lugar no bloco e retire-o.
• Por vezes, o bloco pode estar coberto de plástico, o que pode ser feito com uma pistola de calor para o derreter.

Passo 6: Desligue o termistor do microcontrolador.

• Abrir a unidade de processamento da impressora.
• Aceda ao microcontrolador e retire a ligação do termístor com uma pinça.
• Tenha cuidado para se certificar de que retira o fio correcto. Consulte as especificações do fabricante para se certificar de que sabe qual o fio a retirar.

Passo 7 Instalar o novo termistor

• Ligue a extremidade do novo sensor ao microcontrolador.
• Coloque cuidadosamente a cabeça do novo termistor no seu orifício na extremidade quente.
• Aparafusar ligeiramente, tendo o cuidado de não apertar demasiado o parafuso para não danificar o termistor.

Passo 8: Terminar

• Cobrir a unidade de processamento da impressora.
• Pode utilizar a fita Kapton para manter os fios firmemente juntos para evitar movimentos.
• Voltar a fixar a extremidade quente na estrutura da impressora.

Substituir o termístor na sua mesa de impressão

Se a sua impressora 3D vem com uma base de impressão aquecida, é muito provável que também tenha um termístor. Os passos para substituir o termístor de uma base de impressão variam de modelo para modelo, mas são na sua maioria semelhantes:

Passo 1: Siga os conselhos de segurança adequados antes de começar.

Passo 2: Retirar a mesa de impressão

• Desligar a mesa de impressão da PSU (Power Supply Unit).
• Retirar todos os parafusos que o fixam à estrutura da impressora.
• Levante-o e afaste-o da estrutura

Passo 3: Retirar o isolamento que cobre o termistor.

Passo 4: Retirar o termistor

• O termístor pode ser disposto de várias formas: pode ser fixado à base com fita Kapton ou com um parafuso.
• Retire os parafusos ou a fita adesiva para libertar o termístor.

Passo 5: Substituir o termistor

• Corte as pernas do termístor antigo do fio do sensor.
• Ligue o novo termístor ao fio, juntando-os.
• Cobrir a ligação com fita isoladora

Passo 6: Terminar

• Voltar a fixar o termistor na cama
• Substituir o isolamento
• Aparafusar novamente a base de impressão na estrutura da impressora.

Como é que se verifica a resistência de um sensor de temperatura?

A resistência não é um valor que possa ser medido directamente. Para encontrar a resistência do termístor, terá de induzir o fluxo de corrente no termístor e medir a resistência resultante. Pode fazê-lo com um multímetro.

Nota: É um termístor, pelo que a leitura irá variar com a temperatura. É melhor fazer a leitura à temperatura ambiente (25 ℃).

Vejamos os passos para verificar a resistência.

O que é necessário:

• Um multímetro
• Sondas de multímetro

Passo 1 Expor as pernas do termistor (retirar o isolamento de fibra de vidro).

Passo 2 Ajuste a gama do multímetro para a resistência nominal do termistor.

Passo 3: Aplique as sondas do multímetro a ambas as pernas e o multímetro deverá apresentar a resistência.

A maioria dos termístores para impressão 3D tem uma resistência de 100k à temperatura ambiente.

Como calibrar o termistor da sua impressora 3D

Um termístor não calibrado é muito mau para a impressão 3D. Sem uma medição e um controlo precisos da temperatura, a extremidade quente e a cama aquecida não podem funcionar correctamente. Por isso, como parte da manutenção de rotina, deve certificar-se de que a sua extremidade quente está sempre devidamente calibrada.

Vamos mostrar-lhe como o fazer:

O que é necessário:

• Um multímetro equipado com termopar

Passo 1 Teste o termopar do multímetro.

• Ferver uma pequena quantidade de água.
• Mergulhar o termopar na água.
• Deve ler 100℃ se estiver correcto.

Passo 2 Abrir o firmware da impressora.

• No ficheiro de programa da impressora, vai haver um ficheiro Arduino que controla a extremidade quente.
• Pode consultar o fabricante ou os fóruns online para encontrar a localização do ficheiro para a sua impressora.

Passo 3 Ligar o termopar do multímetro à extremidade quente.

• Encontrar um espaço entre a extremidade quente e o bocal e enfiá-lo.

Passo 4 Abrir a tabela de temperaturas no firmware.

• Esta é uma tabela que contém os valores da resistência do termistor em função da temperatura.
• A impressora utiliza este ficheiro para determinar a temperatura a partir da resistência medida.
• Copie esta tabela e elimine a coluna da temperatura na nova tabela.

Passo 5 Preencher o quadro.

• Definir a extremidade quente para o valor de temperatura na tabela antiga.
• Meça a leitura correcta da temperatura no multímetro.
• Introduzir esta leitura no valor da resistência da nova tabela correspondente ao valor da tabela antiga.
• Repita estes passos para todos os valores de resistência.

Passo 6: Substituir a mesa.

• Depois de encontrar a temperatura exacta para todos os valores de resistência, apague a tabela antiga e substitua-a pela nova.

Como saber se um termistor está danificado numa impressora 3D?

Os sinais de um termistor avariado variam de impressora para impressora, podendo ser tão claros como uma mensagem de diagnóstico a piscar na interface da impressora ou tão graves como uma fuga térmica.

Compilámos uma lista de alguns dos sinais mais comuns que indicam um problema com o termístor da sua impressora 3D. Vamos analisá-los:

Runaway térmico

A fuga térmica é o pior cenário para um termistor defeituoso. Ocorre quando um sensor defeituoso fornece a temperatura errada à impressora. A impressora continua a transmitir energia ao cartucho de aquecimento infinitamente até derreter a extremidade quente.

A fuga térmica pode ser muito perigosa e resultar em incêndios que podem destruir não só a impressora, mas também as áreas circundantes. Felizmente, a maioria dos fabricantes incluiu salvaguardas de firmware para evitar que isto aconteça.

Temperaturas de impressão mais elevadas do que o habitual

Se a impressora necessitar de uma temperatura mais elevada do que a temperatura nominal para extrudir os materiais, o termístor pode estar avariado.

Pode efectuar um teste de diagnóstico ao termístor para o descobrir.

Os sintomas de um termístor avariado também podem incluir:

• Um grande número de erros de impressão devido a problemas de temperatura.
• Variações selvagens nas leituras de temperatura.

Se o termístor se partir, vai falhar, pelo que é necessário evitar que isso aconteça. Na maioria das vezes, um termístor parte-se devido ao facto de o parafuso que o prende estar demasiado apertado, o que provoca um curto-circuito.

O parafuso deve estar ligeiramente solto, a cerca de meia volta de distância de estar apertado, uma vez que o termístor só precisa de ser mantido no lugar e não pressionado firmemente contra o hotend.

O aspecto positivo é que os termístores são bastante baratos.

A melhor substituição de termistor para a sua impressora 3D

Ao seleccionar um termistor para a sua impressora 3D, há alguns factores-chave a considerar para obter o termistor certo.

O mais importante destes factores é a resistência, a resistência do termístor é importante, pois determina a gama de temperaturas que o termístor será capaz de medir. 3A resistência dos termístores para impressoras 3D é maioritariamente de 100kΩ.

A faixa de temperatura é outro fator importante. Ele determina a magnitude da temperatura que seu termistor será capaz de medir. Uma faixa de temperatura aceitável para uma impressora FDM deve estar entre -55 ℃ e 250 ℃.

Por fim, o último factor a ter em conta é a qualidade de construção. O termístor é tão bom quanto os materiais utilizados na sua construção. Os materiais podem ter um grande efeito na sensibilidade e durabilidade.

Para obter a melhor qualidade, é aconselhável optar por termístores de alumínio com isolamento adequado, como fibra de vidro para as pernas, porque o alumínio é muito condutor de calor, enquanto a fibra de vidro não é.

Utilizando todos os factores acima referidos como referência, compilámos uma lista de alguns dos melhores termístores do mercado para a sua impressora 3D. Vamos dar uma vista de olhos.

Termistores HICTOP 100K ohm NTC 3950

Muitas pessoas mencionam a utilidade dos termístores HICTOP 100K Ohm NTC 3950 depois de os utilizarem nas suas impressoras 3D. O seu comprimento é mais do que suficiente para satisfazer as suas necessidades e é um trabalho perfeito para a sua impressora 3D.

Antes de mais, deve certificar-se de que o firmware está correctamente definido.

Se já teve os termístores na sua Ender 3, na impressora 3D Anet ou em muitas outras, então isto deve funcionar muito bem para si.

Estes termístores cabem numa base Prusa i3 Mk2s sem problemas. A gama de temperaturas pode ir até 300°C, mas depois dessa temperatura, vai precisar de um termopar.

Sensor de temperatura para impressora 3D Creality NTC Thermistor

Outro conjunto de termístores que pode escolher são os termístores NTC da Creality, que incluem os modelos Ender 3, Ender 5, CR-10, CR-10S e outros. Basicamente, qualquer impressora 3D que utilize um termístor pode utilizá-los.

Utiliza-se perfeitamente com a sua cama aquecida ou com a extrusora que desejar.

Possui o conector fêmea padrão de 2 pinos com um comprimento de fio de 1 m ou 39,4 polegadas. O pacote é fornecido com 5 termistores com uma precisão de temperatura de ±1%.

Para obter os melhores resultados, deve definir o número do sensor de temperatura como "1" no Marlin.

Se teve algum tipo de erro de temperatura mínima na sua impressora 3D, estes podem definitivamente vir em seu socorro.

A maior parte das pessoas teve uma experiência positiva com estes produtos, que se adaptaram e funcionaram bem, para além de terem peças sobresselentes para o caso de precisarem.

Um utilizador que comprou um Ender 5 Plus tinha leituras de temperatura de -15°C ou 355°C de temperatura máxima.

Algumas pessoas queixaram-se de que o Ender 3 pode ficar um pouco curto e exigiram que a cablagem das ventoinhas e do cartucho de aquecimento fosse passada por cima do conjunto para utilizar a manga e mantê-lo unido.

Pode emendar o termístor e depois soldá-lo, se necessário.

No entanto, outros utilizaram-no como substituto directo da ficha no Ender 3.