Hoe u uw energierekening voor 3D-printen aanzienlijk kunt verlagen?

Het gemiddelde energieverbruik van een 3D-printer varieert van 120 tot 300 watt per uur, voornamelijk afhankelijk van de grootte van het verwarmde bed. De overige componenten, zoals het moederbord, display, stappenmotoren en ventilatoren, verbruiken meestal minder dan 50 watt per uur. De inherente energie-efficiëntie van deze componenten laat helaas geen ruimte voor verbetering.

Het aanpassen van het verwarmde bed voor efficiëntie kan echter leiden tot een aanzienlijke vermindering van het stroomverbruik. Hier leest u hoe u de ecologische voetafdruk van uw 3D-printer kunt verkleinen met een eenvoudige, goedkope bedaanpassing.

Waarom is uw 3D-printer verschrikkelijk qua energie-efficiëntie?

Hoewel 3D-printen ongetwijfeld geavanceerd is op commercieel niveau, zijn 3D-printers voor consumenten relatief eenvoudigere ontwerpen die aan elkaar zijn geplaveid met kant-en-klare componenten. De meeste van deze componenten bevatten elektronica en stappenmotoren die inherent zijn geoptimaliseerd voor een laag stroomverbruik. Niks mis op die afdeling.

Helaas zijn de 3D-printerbedden een heel andere zaak. Om kosten te besparen en de complexiteit van de productie te verminderen, hebben bijna alle 3D-printers voor consumenten geen thermische isolatie van het bed. Dat is een slecht idee, want een ongeïsoleerd bed straalt zowel van boven als van onderen warmte uit. Met andere woorden, bijna de helft van de uitgestraalde warmte wordt verspild aan de onderkant van een verwarmd bed.

Hoe groter de hoeveelheid verspilde warmte, hoe langer de bedverwarmer op het maximale vermogensniveau moet werken om de vooraf ingestelde bedtemperatuur te behouden. Het verwarmde bed van een typische 3D-printer, zoals de Creality Ender-3, verbruikt meer dan 250 watt aan vermogen op volle toeren, dus idealiter wil je het bed isoleren om te voorkomen dat de verwarming aanslaat vaak. Hier leest u hoe u dat op de juiste manier kunt doen.

Het thermisch isoleren van een 3D-printerbed omvat het gedeeltelijk demonteren van de printer om het bed te verwijderen. Dat is geen grote zorg, want bijna alle 3D-printers voor consumenten worden geleverd in afgedankte kits vol met gebruikershandleidingen en de tools die nodig zijn om alles in elkaar te zetten. Hiervoor kunnen dezelfde tools worden hergebruikt.

De juiste keuze van het isolatiemateriaal is onze eerste zorg. De verwarmde bedden in de meeste 3D-printers voor consumenten zijn goed tot 250 ° F. Dat is ruim onder de ontstekingstemperatuur van de meeste materialen, waardoor de meeste gangbare isolatiematerialen veilig genoeg zijn voor ons doel.

Dergelijke hoge temperaturen brengen echter nog steeds de problemen van kromtrekken, smelten en ontgassen met zich mee. Kunststoffen zoals acryl en schuimisolatiematerialen beginnen te vervormen bij het soort bedtemperaturen dat wordt aanbevolen voor ABS-printen. Sommige schuimmaterialen kunnen zelfs potentieel schadelijke gassen uitstoten. Kijk eens bij onze Gids voor voedselveiligheid in 3D printen meer leren.

De beste materialen zijn daarom kurk (rubberen kurk werkt ook) en siliconen. Kurkvellen zijn goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar, terwijl ze ook bestand zijn tegen temperaturen die veel hoger zijn dan wat de meeste 3D-printerbedden voor consumenten kunnen bereiken.

Siliconenplaten zijn de beste keuze vanwege hun aanzienlijk hogere thermische drempel. Kies de optie die bij uw budget past. Wat echter niet optioneel is, zijn deze tools:

1. Liniaal voor meting
2. Geschikt snijoppervlak:
3. Utility mes, of een andere type mes
4. RTV siliconenkit op hoge temperatuur
5. Perforator gereedschap, of beitel
6. Hamer
7. Handschoenen van latex of nitrilrubber (niet in poedervorm)

Stap 1: Verwijder het bouwplatform

De exacte stappen variëren afhankelijk van het merk en model van uw 3D-printer, maar het proces is ongeveer hetzelfde voor Ender-3 of andere varianten van de Prusa i3 "bed-flinger" ontwerp. De eerste stap omvat steevast het verwijderen van het bouwplatform, ook wel bekend als het printerbed.

De montagehandleiding van uw 3D-printer bevat gedetailleerde instructies, maar omvat over het algemeen de volgende stappen:

• De printer uitschakelen.
• De stekker uit het stopcontact halen.
• De bedverwarmer en bedthermistordraden losmaken.
• De bedverstelknoppen losdraaien.
• En tot slot het bed van het 3D-printerchassis tillen.

Houd het bed voor nu opzij en ga naar de volgende stap.

Stap 2: Snijd het isolatiemateriaal op maat

Leg uw thermische isolatievel op het snijvlak en plaats het bed erop. Gebruik een stanleymes of een X-Acto-mes om het laken op de exacte afmetingen van het bed te snijden. Een bot mes maakt de taak pijnlijk traag en vervelend, dus zorg ervoor dat u een nieuw, scherp mes gebruikt.

Een dikkere isolatielaag houdt de warmte beter vast, maar materialen met een hoge dichtheid zoals siliconen voegen een aanzienlijk gewicht toe. Het is niet aan te raden om overboord te gaan met isolatiedikte voor printers zoals Prusa i3 en Creality Ender-3 die bewegende bedden gebruiken.

Het is absoluut belangrijk dat de dikte van de isolatieplaat de lengte van de bedveren niet overschrijdt wanneer ze worden samengedrukt. Als uw 20 mm lange bedveren bij het afstemmen bijvoorbeeld worden samengedrukt tot 10 mm, is het verstandiger om de isolatiedikte te beperken tot 6 mm of minder.

Stap 3: Uitgesneden gaten voor bedschroeven

Plaats het bed op het isolatievel en markeer de gaten die bedoeld zijn voor de bedschroeven. U kunt een perforator gebruiken om een ​​cirkelvormig gat met de juiste diameter te maken, of een beitel en hamer gebruiken om schone vierkanten uit te snijden.

Over de juiste gatgrootte gesproken, ze moeten groot genoeg zijn om de bedveren op te nemen zonder ze aan te raken of eraan te blijven haken.

Je kunt ook in een mum van tijd een stanleymes of X-Acto-mes gebruiken als je geen toegang hebt tot de bovengenoemde tools. De sneden zullen echter niet zo schoon of precies zijn.

Stap 4: Heeft uw bed een platte onderkant?

De verwarmde bedden op vrijwel alle 3D-printers maken gebruik van PCB-verwarmers. Dergelijke bedden hebben meestal een platte onderkant. Als dat het geval is met uw 3D-printer, kunt u deze stap overslaan.

Degenen die echter hun eigen DIY 3D-printers hebben gebouwd, zoals Voron (lees meer in onze Voron beginnersgids) of Rat Rig, hebben te kampen met ongelijke bodemoppervlakken op hun doe-het-zelf-bedden, vanwege extra componenten zoals thermische zekeringen, bedthermistors en bekabeling.

Het gebruik van meerdere dunnere isolatieplaten met uitsparingen om deze uitstekende componenten op te nemen, is voldoende, gevolgd door een laatste laag isolatie om eventuele openingen te verdoezelen.

Stap 5: bereid het bedoppervlak voor

Voordat we de isolatieplaat aan de onderkant van het bed kunnen plakken, moeten de pasvlakken grondig worden gereinigd van oliën en onzuiverheden voor een betrouwbare hechting. Warm gedestilleerd/gefilterd water en een druppel afwasmiddel werken om het bed schoon te maken, maar isopropylalcohol is een betere keuze.

We raden aan om latexvrije of nitrilrubberen handschoenen te dragen, omdat uw blote vingers en handpalmen olie en vuil op de gereinigde oppervlakken kunnen achterlaten. Als je water hebt gebruikt om het bed schoon te maken, wacht dan minimaal 15 tot 20 minuten totdat het is opgedroogd voordat je verder gaat met de volgende stap.

Ook het isolatiemateriaal moet worden gereinigd. Vermijd water als je hebt gekozen voor een poreus materiaal, zoals kurk of schuim, dat water kan opnemen of op een andere manier kan vasthouden. Deze kunt u het beste reinigen met een borstel om stof en verontreinigingen te verwijderen. Waterbestendige materialen zoals siliconen kunnen echter worden gereinigd met een tissue die is bevochtigd met gedestilleerd/gefilterd water.

Zodra het bedoppervlak schoon is, kunt u optioneel afplaktape aanbrengen om te voorkomen dat de siliconenlijm binnen de omtrek migreert.

Stap 6: Alles bij elkaar steken

Breng een dunne maar consistente laag RTV-siliconenkit voor hoge temperaturen aan op de onderkant van het bed. U kunt ervoor kiezen om de lijm overal of alleen aan de rand aan te brengen. Dat laatste is prima, want zelfs als er zich in het midden een luchtspleet zou vormen, zou dat alleen maar de thermische isolatie verbeteren.

Lijn de thermische isolatieplaat zorgvuldig uit en plak deze op het bed. Siliconenlijm begint onmiddellijk na blootstelling aan lucht uit te harden, maar bij de meeste formuleringen is aanpassing gedurende 10-15 minuten mogelijk. Als u meerdere isolatieplaten gebruikt, herhaalt u het proces voor alle platen.

Plaats wat gewicht op het bed, terwijl u het op een vlakke ondergrond laat rusten waar het ongestoord kan liggen. De meeste siliconenlijmen hebben tussen de 24 en 48 uur nodig om uit te harden. Het kan echter tot een week duren voordat de volledige kleefkracht wordt bereikt, afhankelijk van de samenstelling van de kleefstof. Raadpleeg de instructies van de fabrikant voor meer duidelijkheid. Vermijd in het ideale geval het gewicht te verwijderen of het bed op een andere manier te verstoren gedurende ten minste twee dagen.

Stap 7: installeer het bed opnieuw

Als uw bed voldoende geïsoleerd is, kunt u nu de bedschroeven en veren weer in elkaar zetten en het bed opnieuw op de printer installeren. Montage is het omgekeerde van het demontageproces dat u eerder volgde.

Geniet van de energiebesparing

Een goed geïsoleerd 3D-printerbed warmt niet alleen sneller op, maar vermindert ook aanzienlijk het stroomverbruik. Dit is des te duidelijker op langere afdrukken, waar het warmteverlies in de loop van de tijd groter wordt.

De energiebesparingen zijn zelfs nog groter bij moderne 3D-printers die de PWM-techniek (pulsbreedtemodulatie) gebruiken om het vermogen van de bedverwarmer te regelen.

Waarom leidt het upgraden naar een Direct Drive Extruder vaak tot een slechte 3D-afdrukkwaliteit?

Upgraden van een Bowden naar een extruder met directe aandrijving heeft enkele voordelen, maar brengt enkele problemen met de afdrukkwaliteit met zich mee.

Lees volgende

Over de auteur