Влияние статики на 3D-принтеры и качество печати

Я управляю четырьмя 3D-принтерами для команды робототехники моего колледжа. Они используются довольно постоянно в течение всего учебного года; то есть они используются больше как производственные принтеры, чем любительские принтеры. Окружающая среда, в которой они находятся, далеко не идеальна: наружный климат обычно холодный и имеет низкую влажность, а помещение, в котором они находятся, имеет мелкие частицы пыли диаметром менее 80 микрон и обладает электростатическими свойствами. Температура в комнате также колеблется от недели к неделе. Таким образом, статическое электричество довольно распространено в этой комнате.

Какое влияние оказывает статическое электричество на наши 3D-принтеры? У меня были многочисленные проблемы в последнее время с материнской платой с резисторами, которые вышли из строя, и другим принтером с неизвестной проблемой, которая, как мы подозреваем, также связана с материнской платой. Может ли статическое электричество вызвать те или иные проблемы или повлиять на качество наших печатных деталей?

Мы используем нить ZylTech и печатаем с помощью Creality Ender 3 Pro, CR-10S Pro, Ender 5 Plus и FlashForge Creator Pro. Частицы пыли имитируют "реголит", или лунный грунт, который поступает с одной из испытательных установок нашей команды.

, 👍1


3 ответа


Лучший ответ:

2

Статическое электричество вредно почти для всех электронных устройств. Случайный удар от прикосновения к раме вашего принтера может переместиться на платы контроллеров, прервав нормальную работу. Если вы хотите защитить принтеры от статического электричества, подключите рамку к подтвержденному электрическому заземлению. Источник питания может быть заземлен через электрический шнур, но вы хотите убедиться, что вся структура разделяет эту землю. Кроме того, обеспечьте заземляющую ленту, к которой оператор должен был бы подключиться перед использованием машины. Изображение ниже любезно предоставлено связанным сайтом.

anti-static grounding strap

Более неудачным аспектом вашего описания является проблема твердых частиц в воздухе. Движущиеся части будут подвержены чрезмерному износу, а в вашем принтере много движущихся частей. Шаговые двигатели могут "поглощать" частицы, а вентиляторы на источнике питания, безусловно, будут втягивать абразивную пыль. Рельсы и подшипники тоже будут собираться.

Если вы хотите обеспечить более длительный срок службы принтера, вам понадобится фильтрованный корпус с избыточным давлением. Это предполагает, что требуется обеспечить охлаждающий воздух для принтера и источника питания. Коробка вокруг принтера должна питаться вентилятором, который защищен фильтром, способным предотвратить попадание пыли, которую вы описываете. Один может создать коробку вокруг принтера без вентиляторов, а другой-вокруг блока питания с вентиляторами и фильтрами.

Можно было бы использовать обратную концепцию, то есть построить коробку из фильтров и заставить вентилятор всасывать воздух в коробку, в вентилятор и обратно в окружающую среду. Это обеспечило бы большую площадь поверхности фильтрующего материала, уменьшив частоту смены фильтра. В первом примере коробка сделана из твердого материала, и вентилятор нагнетает воздух для охлаждения в коробку настолько свободно от пыли, насколько позволяют фильтры. При обратном способе коробка создается из фильтров, а вентилятор используется для перемещения воздуха из коробки наружу, втягивая чистый, холодный воздух в корпус.

Это звучит как трудное место для 3D-принтера.


,

Я не понял обратной концепции... слишком много "инто" для меня :) Не могли бы вы подробнее рассказать?, @octopus8

надеюсь, добавлено разъяснение., @fred_dot_u

Ладно, я понял. Таким образом, фильтр-бокс не имеет "входного отверстия". Мне это нравится. Возможно, фильтры были бы даже лучшей изоляцией, чем ДСП или стеклянные стены. Хотя, например, для паров ABS вы хотели бы иметь также выходной фильтр (возможно, другого типа) или просто "дымоход" снаружи., @octopus8


1

Статическое электричество не влияет на процесс печати, но может разрушить или нарушить работу электроники системы. Сухая воздушная среда действительно хороша для процесса печати, потому что удаление влаги из филамента является одной из самых важных проблем для хорошего качества печати. Пыль-это другое. Если вы можете найти решение, где нить вытягивается непосредственно из сухой коробки; это было бы лучше всего. (Я предполагаю, что у вас есть сухой ящик ;)

Одна из проблем, которая может возникнуть в особенно сухих средах,-это статическое наращивание во время печати. 3D - принтер может стать мини-генератором Van de Graaff с генерацией статики на катушке, передаваемой на сопло. Обычно это очень редкая проблема, но похоже, что ваша среда очень сухая. Попробуйте заземлить насадку. Определите место на холодной стороне узла горячего конца, к которому можно подключить провод к земле, и убедитесь, что он подключен через очень большой резистор ohmage (100 Мом). Это должно держать статику подальше от шагового устройства, которое должно держать его подальше от контроллера.

,

Я бы сказал, что *обычно не влияет*, так как статический заряд может задерживать пыль на филаменте и доставлять ее в хотэнд, создавая засоры. Но заземления охладителя hotend и экструдера к раме должно быть достаточно, @Trish


1

Реголит-один из худших известных человеку материалов, которые могут накапливаться на электронике и движущихся деталях. НАСА скопировало реголит и имеет руководство. Исследователи изучили реголит как материал для 3D - печати-и обнаружили, что он может быть использован. У нас даже есть формула, чтобы сделать бетон из него, добавив воду и рафинированный реголит или даже сухой рафинированный реголит.

Кроме того, мы понимаем, как Реголт ведет себя электрически. Это не хороший проводник в сухом состоянии, но, по крайней мере, проводник. Однако всего лишь небольшое количество воды быстро меняет это состояние и делает его довольно хорошим проводником! Крошечные количества быстро увеличивают проводимость, делая ее очень опасной для электроники в сочетании с росой, что происходит при низких температурах.

Пыль на подшипниках пачкает их, а потом начинает размалывать рельсы.

Пыль на филаменте втягивается в хотенд и может создать засоры.

Итак, совершенно ясно, что нам не нужна эта реголитная пыль на наших принтерах.

Смягчение опасности

Вам немедленно нужно принять меры по предотвращению накопления пыли на электронике и вторичной на движущихся деталях!

Если это возможно, размещение электроники в запыленной коробке было бы предпочтительным, но размещение принтеров в целом в корпусе могло бы смягчить большую часть проблем для начала.

Самым простым помещением, которое позволило бы это сделать, был бы простой большой деревянный ящик, при условии, что дверь содержит печать. Для противопожарной защиты и снижения риска того, что одно место корпуса окажется слишком высоким, внутренний воздух должен постоянно перемешиваться, лучше всего каким-нибудь постоянно работающим большим вентилятором. Для дальнейшей защиты установка должна быть вентилирована, по крайней мере, когда внутренняя температура становится слишком высокой, что позволяет использовать тепло принтеров для стабилизации внутренней температуры - и лучше всего даже регистрировать ее.

Температура вентиляционного триггера должна быть ниже 100 °C, а лучше даже 80 °C. Но как снизить температуру?

Самое простое охлаждающее решение-забирать воздух снаружи, но нам нужно избавиться от пыли. Простым решением был бы блок HEPA-фильтра. Существуют постоянно работающие типы, которые удерживают коробку принтера под избыточным давлением по сравнению с атмосферой, не позволяя пыли проникать в коробку, но это не дает нам контроля над нагревом камеры, если она остынет.

Но для этого мы могли бы спасти старую печатную плату! Настроить термосенсор таким образом, чтобы он измерял температуру воздуха, очень просто. Использование стола и/или горячего выхода платы к какому-то нагревательному элементу с сетками на фильтрованном входе должно быть выполнимо, доведя температуру в коробке принтера до минимально безопасной температуры.

,

Ну, я полагаю, он мог бы установить принтер внутри холодильника! https://www.youtube.com/watch?v=fCscpAyGPlk, @user77232

@user77232 на самом деле, если бы холодильник не был таким холодным, это было бы хорошей идеей.... поддерживайте температуру выше точки росы, а корпус холодильника создает приличную специальную камеру, но обычно он легко воспламеняется..., @Trish