Нагрев термокамеры от стола

Skrepka
Идет загрузка
Загрузка
18.01.2020
1983
34
печатает на Ender 3
Личные дневники

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

0

Здравствуйте уважаемые печатающие и сочувствующие.

Разрабатываю принтер для себя, и на досуге задумался о том как греть термокамеру. Появилась идея греть термокамеру с использованием в качестве нагревателя сам стол.

Схематические изображения устройства нагрева (первая схема - без загибания краев основания стола, вторая - с загибанием краев основания стола вверх для направления потока воздуха и придания столу большей жесткости):

Это должно работать следующим образом:

Стол греется до выставленных в слайсере температур (для пластиков, которые требуют нагрева термокамеры, температура стола 100+ градусов С). 

Вентилятор, установленный на основании стола включается и выключается от реле, работающего по датчику температуры.

Датчик температуры скорее всего необходимо располагать на входе в вентилятор.

Вентилятор должен иметь регулировку частоты вращения. Возможно стоит ставить не реле температуры, а терморегулятор с регулированием по ПИД-закону, который будет управлять скоростью вращения вентилятора. Но думаю что и без ПИД-регулятора работать должно.

Поверхность нагревательного коврика по центру (куда дует сам вентилятор) скорее всего нужно будет заклеить скотчем (каптон, малярный) в один-два слоя или другим слабым теплоизолирующим материалом. Чтобы обеспечить одинаковый теплоотвод от поверхности на разном удалении от вентилятора.

Предполагается использовать силиконовый нагревательный коврик 200х200 мм на 220 Вольт.

Само собой корпус принтера должен быть нормально теплоизолирован.

Достоинства:

1. Отсутствует лишний нагреватель.

Недостатки:

1. Возможно небольшое колебание температуры на столе (что сомнительно так как стол алюминиевый и сам хорошо передает тепло не только вертикально, но и горизонтально).

Предлагаю обсудить данное решение.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

0
Комментарии к статье

Комментарии

18.01.2020 в 17:39
1

Может все же посмотреть на ptc нагреватель,  чтоб на грабли не наступать ?

18.01.2020 в 17:47
0

Может быть. Это рассуждения на тему. 

18.01.2020 в 17:44
1

На мой взгляд - не лучшее решение. Колебания температуры стола будут, и приличные. Грелку на стол придется ставить очень мощную. Как настраивать ПИД для стола, который то обдувается вентилятором (активно охлаждается), то нет - непонятно. Боюсь, что проблем будет больше, чем преимуществ, которых всего одно - экономия 200-300 рублей на отдельном нагревателе :)

18.01.2020 в 17:53
0

Сомневаюсь в высоких колебаниях температур, так как грелка на 200х200 стол имеет мощность 200+ Вт. таких теплоотборов не будет у данной системы.

18.01.2020 в 17:56
1

А Вы подуйте на 200-ваттный нагреватель вентилятором и посмотрите сможет ли он вообще нагреться выше 60-70 градусов :)

18.01.2020 в 18:00
0

Для этого и надо регулировать на вентиляторе скорость вращения. Выставлять его на значения не препятствующие работе принтера, но достаточные для нагрева камеры. Для нагрева камеры много не надо, так как объем небольшой.

18.01.2020 в 18:07
1

Да как бы ни регулировали обороты вентилятора, воздух при интенсивном обтекании нагревателя будет активно отбирать от него тепло, а ПИД не реагирует мгновенно, так что будет провал по температуре. ПИД начнет наращивать мощность, чтобы компенсировать потери тепла и тут вентилятор выключается - температура быстро вырастет выше нормы, быстрее, чем ПИД успеет среагировать :) Так что колебания будут, и заметные. А при неинтенсивном обдуве, чтобы 200 ватт хватало и на стол и на нагрев воздуха, камера не сможет прогреться. Если только она не утеплена у Вас хорошим слоем теплоизолятора :)

Я не понимаю зачем все эти проблемы, если приделать обычный "проточный" нагреватель с регулятором - просто и дешево :)

18.01.2020 в 18:24
3

пид отработать то успеет, но вот коэффициенты регулирования для системы с вентилятором и без должны быть разными.

18.01.2020 в 18:26
2

коэффициенты регулирования для системы с вентилятором и без должны быть разными

Так и я об этом. ПИД, настроенный на стол с естественным охлаждением будет слишком медленным для стола с активным обдувом. И наоборот.

18.01.2020 в 18:38
0

Поставить нагреватель нет никакой проблемы. Стоимость его не такая значительная - в пределах 500 р. Причина - чем меньше электронагревательных приборов тем меньше опасности.

Думаю для обсуждения данного решения нужно было привести о каком порядке энергий идет речь.

Поэтому предположим что у нас принтер с внутренними габаритами 400х400х500 мм. это 0,08 куб.м.

Теплоемкость воздуха 1005 дж/(кг*К), плотность - 1,2 кг/куб.м. Нагрев с 20 до 70 градусов С.

Энергия=масса*разность температур*теплоемкость=(0,08*1,2)*50*1005=4824 Дж.

Грелка стола, допустим, выдает 200 Вт, то есть 200 Дж/с.

Время нагрева объема воздуха в камере =4824 (дж)/200 (дж/с)=24 сек.

Не учтены затраты на охлаждение корпуса окружающей средой. Поправьте если ошибся.

То есть если мы отведем от грелки стола 20% тепла, то мы можем нагреть термокамеру за 2 минуты. Соответственно скорость вентилятора необходимо выставлять именно на это время нагрева с холодного состояния. 

Еще один момент. Грелка это не алюминиевый радиатор и расставаться с теплом она не очень и хочет.

18.01.2020 в 18:42
0

Не учтены затраты на охлаждение корпуса окружающей средой. Поправьте если ошибся.

Поправляю - не учтены потери тепла, которые будут очень большими если, как я уже писал, Вы не утеплите корпус принтера хорошей теплоизоляцией.

18.01.2020 в 18:48
0

Само собой корпус принтера должен быть нормально теплоизолирован.

Именно это я и писал в статье)

Опять же мощность отдельно-стоящего нагревателя термокамеры на такие условия нужен около 100 Вт. Больше смысла ставить нет.

18.01.2020 в 18:50
1

Но если корпус хорошо теплоизолирован, то зачем вентилятор под столом? Стол и так будет прогревать камеру внутри. Максимум что сделать - поставить вверху камеры тихоходных вентилятор, чтобы он перемешивал воздух в камере :)

18.01.2020 в 18:59
0

Ну раз все равно ставить вентилятор, то почему бы его не поставить под столом)

18.01.2020 в 19:00
0

Чтобы у стола была естественная, а не принудительная теплоотдача в воздух, и к тому же равномерная :) На которую и настроен ПИД :)

18.01.2020 в 19:03
0

Как думаете как сильно будет скакать температура грелки при включении обдува и выключении?

18.01.2020 в 19:11
1

Зависит от температуры стола. Но думаю, что градусов на 3-5 в обе стороны от заданной - запросто :)

18.01.2020 в 19:57
0

При весе стола 0,5 кг (это алюминиевый лист 4 мм  200х200) его температура упадет на 2 градуса если нагреть рассматриваемый объем на 10 градусов. Это если не учитывать постоянный приход тепла от грелки и то что сам стол не охлаждается. Охлаждается грелка. 

18.01.2020 в 20:03
1

Ок, делайте :)

18.01.2020 в 19:05
1

Даю наводку один раз (напиво не дам) - то, чем пренебрегли, и является основным фактором потерь тепла.

18.01.2020 в 20:16
1

Сейчас посчитал. При площади стенок 1,2 кв.м, разнице температур в 50 градусов С и толщине теплоизоляции из вспененного каучука или полиэтилена 10 мм (теплопроводность 0,035 Вт/м*К) потери тепла будут около 200 Вт.

Если температура в принтере будет 45 градусов, а не 70, то потери составят 100 Вт.

То есть при оборудовании полноценной термокамеры необходим нагреватель.

Спасибо)

18.01.2020 в 18:18
0

А до какой температуры Вы хотите камеру прогреть?

18.01.2020 в 18:25
0

Не больше 60-70 градусов С

18.01.2020 в 19:33
1

У меня принтер при температуре стола 100 гр прогревается до 60 без вентиляторов за счет конвекции. Обшивка поликарбонат 3мм и подложка для ламината 5 мм из вспененного полистирола. Стол 220х220 12в со стеклом 4мм без теплоизоляции. Вентилятор думаю можно добавить но на небольших оборотах для ускорения прогрева камеры. На небольшом обдуве нагрев стола не ухудшится.  По настройкам как вариант обороты вентилятора по пид регулятору от температуры в камере с ограничением максимальных оборотов.

18.01.2020 в 19:54
1

У меня при температуре стола 110 градусов максимум в камере 45 градусов получается. Но это просто стол, без вентилятора, и снизу хорошо утеплен. Да и камера не полностью герметичная. Интересно, если изоляцию со стола снять, может выше прогреется?

19.01.2020 в 11:43
0

конечно. теплоизоляция снижает сьем тепла со стола и соответственно температуру в камере. Вентилятор соответственно наоборот увеличит теплосьем. Проблемы от него могут быть соответствнно в 2х направлениях недостаточная мошность и недонагрев стола или неравномерный прогрев стола при недостоточной теплопроводности аллюминия (толще лучше но дольше прогрев) 

19.01.2020 в 14:14
0

Ну у меня нагреватель 220В 600Вт, недогрева стола там точно не будет. Он до 110 градусов за 4 минуты нагревает. Думаю даже вентилятор там не нужен будет.

19.01.2020 в 14:19
0

при регулировании мощность влияет на время нагрева стола а вот температура в камере будет зависить от не закрытой площади стола и теплопотерях обшивки (площадь теплоизоляция) 

19.01.2020 в 14:22
0

Ну да, увеличится площадь теплообмена стола с воздухом.

18.01.2020 в 19:53
1

Трясти стол с моделью вентилятором - не лучшая идея.

18.01.2020 в 20:00
0

Отличный аргумент против!

Именно из-за этого аргумента на столе нарисован вентилятор чуть ли не во весь стол. Он рисовался исходя из размеров 120 мм.

18.01.2020 в 20:07
1

Возможно, что лучше использовать ленту излучающую ИК, которая клеится на стены для прогрева комнат. Продаётся в магазинах.

18.01.2020 в 20:18
1

Спасибо всем! Буду ставить электронагреватель отдельно от стола.

19.01.2020 в 00:32
1

не поленитесь и сделайте обогрев камеры  с пидом, термостат себя плохо покажет. Лучший вариант пид для второго экструдера, тогда и управлять стартовым кодом можно 

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Миниатюризация принтера - Линейные подшипники своими мозгами.

Верхом на Малине

Ремонт молнии "моя починяй"

3D-принтер как инструмент для разводки печатных плат. Видео

Старые Troyka-модули, Troyka Slot Shield и 3D печать

Дешёвый вариант применения нейросети для контроля за процессом 3D печати.