Шкаф для 3д-принтера с шумоизоляцией и вентиляцией.

Здравствуйте форумчане!

Решил сделать шкаф для 3д принтера и всех остальных инструментов, и сделал из старого советского плательного шкафа. Два шкафа соединил вместе, убрал среднюю стенку, сверху сделал полку по все длине из мет.уголка 25мм, по середине стол по всей длине, 4 двери по 400 мм гармошкой (2 на лево, 2 на право). Размеры шкафа: длина 1600, высота 2100, глубина 560. Но 3д-принтер продолжал шуметь даже за закрытыми дверями. Так и быть, нужна звукоизоляция, что бы не шумело, и вентиляция, чтобы не перегрело.

Звукоизоляция сделана «почти» по методике звукоизоляции помещения.

Материалы:- Шкаф ЛДСП 16мм (времен 1990-1995г.);

- ГКЛ 12.5 (стандартный, не звукоизоляционный);

- ЗИ вата, Звукоизоляционная вата Стопзвук БП Флор 20мм., с антибактериальной пропиткой;

- Односторонний фольгированный утеплитель 4мм, Пенофол.

- Пористая резина, использовал вместо виброшайб, в данном случае на ЗИ не влияет, проверял.

- Стрейч плёнка пищевая, скотч канцелярский, скотч алюминиевый, скотч бумажный, двухсторонний скотч, саморезы, шайбы.

- Вентилятор вентиляции Sunon 40x20, 24 В, маглев, старый, шумный, достался вместе с принтером. (для вентиляции не подошел).

- Вентилятор вентиляции Канальный 125 мм, 23 Вт, 220В, 38 дБ, 242 м3/ч, дельта давления 75Ра.

- 3д принтер UNI 2.2, H-bot, стол 200х300, БП 24В, плата Lerdge K, TMC 2208 на оси, А4988 на экструдер, Direct Nema 17, прошивка Lerdge.

- новый вентилятор обдува модели улитка Sunon 50x15 MF50151VX-B00U-A99 24V (на 100% выдаёт 42.2дБ(по паспорту).

Принтер не впечатляет, но он шумный, спать с ним в одной комнате невозможно. К монотонному шуму вентилятора ещё можно привыкнуть. А к постоянно шуму шаговых двигателей привыкнуть не смог.

Шумоизоляция.Было 3 варианта исполнения шкафа, с разным пирогом шумоизоляции, начиная от внешних досок шкафа(ЛДСП). Далее субъективные оценки по шумности. В конце будут результаты по замерам в децибелах, по 3 варианту.

1) ЛДСП+ЗИ вата+ГКЛ

2) ЛДПС+ГКЛ+ЗИ вата+ГКЛ

3) ЛДСП+Пенофол+ГКЛ+ЗИ вата+ГКЛ

Вариант_1:

ЛДСП+ЗИ вата+ГКЛ

Вся ЗИ вата для кожуха вентиляции обёрнута пищевой стрейч плёнкой, и плёнка скреплена скотчем.

Вся ЗИ вата шкафа ничем не обёрнута, кроме торцов ваты примыкания к дверям, они обёрнуты пищевой стрейч плёнкой и скреплены скотчем.

Внутренний ГКЛ держится за счёт распирания самим собой, т.е. сначала уложены верх и низ, потом в распорку боковины (лево и право), потом в распор задняя стенка.

1) Звукоизоляция хорошая, вентилятор обдува модели Sunon 50x15 (на 100% работы 42.2 дБ), при закрытых дверях почти не слышно, воздушный шум, высокочастотный.

2) Вентилятор вентиляции Sunon 40x20, очень шумный, по замерам 51 дБ. Шум воздушный высокочастотный, кожух вентиляции из ЗИ ваты работает отлично на звукопоглощение, слышно только писк как от комара. Для вентиляции не подошёл.

2) Звук работы принтера при 80 мм/с приглушает немного, структурный шум, низкочастотный. Принтер стоит на вибро-подложках, из коврика EVO(немного шумнее) или из ЗИ ваты(немного потише). Шум слабый, отдыхать в комнате, комфортно.

3) Стол 90 градусов, сопло измеряет температуру камеры, время нагрева с 21.00 до 6.00, т.е. 9 часов, стол по высоте Z=20.

Сопло нагрелось до 55 градусов, ЛДСП стола и шкафа нагрелся сильно, по ощущениям 40-45 градусов, некомфортно прикасаться к столу.

В воздухе комнаты есть какой то неприятный запах, весь день ходил обессиленный, похоже, чем то надышался.

Вероятно, антибактериальная пропитка ЗИ ваты при 55 градусах выделяет что то вредное, и ЛДСП при 45 градусах выделяет формальдегид.

4) Вентилятор вентиляции Sunon 40x20 не справился с вентиляцией камеры.

Вариант_2:

ЛДПС+ГКЛ+ЗИ вата+ГКЛ

Вся ЗИ вата и кожуха вентиляции и ЗИ шкафа, обёрнута стрейч плёнкой, и плёнка закреплена скотчем.

Внешний ГКЛ прикреплён к ЛДСП саморезами, т.е. резонанс с внешнего ГКЛ напрямую передаётся на ЛДСП шкафа.

1) Звукоизоляция хорошая, вентилятор обдува модели Sunon 50x15 (на 100% работы 42.2 дБ), при закрытых дверях немного слышно. (воздушный шум, высокочастотный), похуже чем в Варианте_1.

2) Звук работы принтера при 80 мм/с приглушает немного, структурный шум, низкочастотный, но все равно похуже чем в Варианте_1.

3) Вентилятор вентиляции, диаметр 125, кожух из ЗИ ваты, вытяжка нормальная, и приточка нормальная.

При сутках, работы на профиле PETG, стол 70 градусов, сопло измеряет температуру камеры, двери шкафа закрыты, скорость работы 80 мм/с.

Температура в камере была 35 градусов, т.е. вентиляция на 125 вентиляторе справляется.

Вариант_3:

ЛДСП+Пенофол+ГКЛ+ЗИ вата+ГКЛ

Пенофол для термозащиты ЛДСП от воздейтсвия температуры. Внешний ГКЛ установлен на самораспирание, т.е. саморезы не используются, что бы не было звуковых мостиков

от внешнего ГКЛ к ЛДСП.

Вся ЗИ вата кожуха вентиляции и ЗИ шкафа, обёрнута стрейч плёнкой, и плёнка закреплена скотчем.

Часть внутреннего ГКЛ держится за счёт самораспирания, часть на саморезах с самодельной виброшайбой из пористой резины (никак не влияет на ЗИ, проверял с шайбами и без них, саморезы 65-75мм вкручиваются в ЛДСП шкафа).

1) Звукоизоляция хорошая, вентилятор обдува модели Sunon 50x15 (на 100% работы 42.2 дБ), при закрытых дверях почти не слышно, воздушный шум, высокочастотный, также как и в Варианте_1.

2) Звук работы принтера при 80 мм/с приглушает немного, так же как и Варианте_1

3) Тест термоизоляции без вентиляции: Стол 130 градусов, Z=260, сопло не включал, контрольный прогрев камеры.

Через 3 часа прогрева, камера 55 градусов.

Суммарно через 6 часов прогрева, камера 65 градусов. Потом перевел стол на Z= 60.

Суммарно через 9 часов прогрева, камера 75 градусов.

Во всех термо-тестах Варианта_3, ЛДСП не нагревается. т.е. фольгированный пенофол 4 мм и внешний ГКЛ, работают хорошо.

Постороннего запаха в комнате нет, т.е. либо пропитка ЗИ ваты уже перестала пахнуть, либо работает обёртывание ЗИ ваты в стрейч плёнку. ЛДСП комнатной температуры и не выделяет запаха.

4) При сутках, работы на профиле PETG, стол 70 градусов, сопло измеряет температуру камеры, двери шкафа закрыты, скорость работы 80 мм/с.

Температура в камере была 35 градусов, т.е. вентиляция на 125 вентиляторе справляется.

Моделирование продувки вентиляции.

На последнем этапе (хотя бы на последнем), полезно сделать продувку системы вентиляции, хотя бы для сравнения модели и по факту. 

Давление потока. Красным видно увеличение скорости на выходе, там же будет шум от этого воздушного потока.

Это уровень акустической мощности дБ, т.е. насколько сам поток воздуха в вентиляции становится шумнее от конструкции вентиляции. Видно повышение до 34 дБ на выходе, по фактическим замерам похоже на правду.

Замеры по шумомеру.

Результаты замеров по шумомеру на смартфоне.

Калибровка по вентилятору Sunon 50x15 MF50151VX-B00U-A99 24V (на 100% выдаёт 42.2дБ(по паспорту). Поставил принтер на пол, включил вентилятор на 100% и в 1 метре от вентилятора настроил шумомер на смартфоне примерно на 42.2 дБ.

Замер тишины:

21 дБ. Замерял ночью, когда все спят, и за окном тихо.

Вентилятор обдува модели Sunon 50x15 24V:

двери открыты, скорость 100% = 40 дБ (шум вентилятора, хорошо слышно);

двери закрыты, скорость 100% = 30 дБ (шум вентилятора, немного слышно);

двери открыты, скорость 30% (для PetG) = 33 дБ (шум вентилятора, немного слышно);

двери закрыты, скорость 30% (для PetG) = 30 дБ (фоновый шум, наверно холодильник на кухне).

Вентилятор вентиляции 125мм: 

На любых оборотах продувается вся камера, разница в максимальной работе и минимальной это температура 5-10 градусов, при нагреве стола до 70 градусов (для PetG). Минимальная работа это подключение вентилятора через диммер на минимальное вращение.

двери открыты, максимальная работа = 44.7 дБ (шумит двигатель вентилятора);

двери закрыты, максимальная работа = 40 дБ (шумит поток воздуха на выходе из вентиляции);

двери открыты, минимальная работа = 40 дБ (шумит двигатель вентилятора, звук низкочастотный);

двери закрыты, минимальная работа = 34 дБ (шумит поток воздуха на выходе из вентиляции).

Шум шаговых двигателей:

Несколько g-кодов, цилиндр диаметром 160мм и разные скорости: 40, 60, 80, 100, 120, все вентиляторы выключены, стандартная прошивка Lerdge K, драйверы TMC 2208:

40 мм/с (максимальный шум дБ./ средний шум дБ.)

Двери открыты: 49.6 / 44.0;

Двери закрыты: 34.2 / 29.0;

Разница: 15.4 / 15.0.

60 мм/с

Двери открыты: 53.1 /47.3;

Двери закрыты: 40.3 /35.6;

Разница: 12.8 / 11.7.

80 мм/с

Двери открыты: 53.0 / 48.8;

Двери закрыты: 40.2 / 36.4;

Разница: 12.8 / 12.4.

100 мм/с

Двери открыты: 51.7 / 47.9

Двери закрыты: 39.0 / 35.0

Разница: 12.7 / 12.9.

120 мм/с

Двери открыты: 52.8 / 48.0

Двери закрыты: 42.6 / 38.0

Разница: 10.2 / 10.0.

Хоуминг оси Z:

Двери открыты: 49.0 / 46.0

Двери закрыты: 41.0 / 36.0

Разница: 8.0 / 10.0.

При печати небольших художественных деталей, Cura со стандартными параметрами, принтер не слышно и с открытыми дверями, только вентилятор обдува модели на 30% чуть шелестит.

Фильтрация:

После пробной печати из PetG, выяснилось, что запах в комнате загрязнён. Если принтер стоял на столе, то его было бы слышно, но и все вредные выделения скапливались около него. А теперь всё это поднимается 125 вентилятором к потолку, и распространяется по всей комнате. Необходимо сделать фильтр, вопрос ещё не решён!