Cómo reducir significativamente su factura de energía de impresión 3D

La energía promedio consumida por una impresora 3D varía de 120 a 300 vatios por hora, dependiendo principalmente del tamaño de la cama caliente. Los componentes restantes, como la placa base, la pantalla, los motores paso a paso y los ventiladores, generalmente consumen menos de 50 vatios por hora. Desafortunadamente, la eficiencia energética inherente de estos componentes no deja margen para la mejora.

Sin embargo, la modificación de la cama calentada para la eficiencia tiene el potencial de producir una reducción significativa en el consumo de energía. Así es como puede reducir la huella de carbono de su impresora 3D con una modificación de cama simple y económica.

¿Por qué su impresora 3D es terrible en eficiencia energética?

Si bien la impresión 3D es sin duda sofisticada a nivel comercial, las impresoras 3D de consumo son diseños relativamente más simples improvisados ​​con componentes listos para usar. La mayoría de estos componentes incluyen componentes electrónicos y motores paso a paso que están inherentemente optimizados para un bajo consumo de energía. No hay nada malo en ese departamento.

Desafortunadamente, las camas de las impresoras 3D son un asunto completamente diferente. Para ahorrar costos y reducir la complejidad de la producción, casi todas las impresoras 3D de consumo carecen de aislamiento térmico de la base. Esa es una mala idea porque una cama sin aislamiento irradiará calor desde las superficies superior e inferior. En otras palabras, casi la mitad del calor irradiado se desperdicia desde el fondo de una cama caliente.

Cuanto mayor sea la cantidad de calor desperdiciado, más tiempo debe funcionar el calentador de la cama al nivel máximo de potencia para mantener la temperatura preestablecida de la cama. La cama caliente de una impresora 3D típica, como la Creality Ender-3, consume más de 250 vatios de potencia a máxima inclinación, por lo que lo ideal sería aislar la cama para evitar que el calentador se active con frecuencia. A continuación, le mostramos cómo hacerlo de la manera adecuada.

Aislar térmicamente la cama de una impresora 3D implica desmontar parcialmente la impresora para extraer la cama. Eso no es una gran preocupación porque casi todas las impresoras 3D de consumo se envían en kits desmontados repletos de manuales de usuario y las herramientas necesarias para armar todo. Las mismas herramientas se pueden reutilizar para este propósito.

Acertar con la elección del material de aislamiento es nuestra principal preocupación. Las camas calentadas en la mayoría de las impresoras 3D de consumo son buenas hasta 250 °F. Eso está muy por debajo de la temperatura de ignición de la mayoría de los materiales, lo que hace que los materiales de aislamiento más comunes sean lo suficientemente seguros para nuestro propósito.

Sin embargo, temperaturas tan altas todavía presentan problemas de deformación, fusión y desgasificación. Los plásticos como los acrílicos y los materiales aislantes de espuma comenzarán a deformarse con el tipo de temperatura de lecho recomendada para la impresión en ABS. De hecho, algunos materiales de espuma pueden incluso emitir gases potencialmente dañinos. Echa un vistazo a nuestro Guía de seguridad alimentaria de impresión 3D aprender más.

Por lo tanto, los mejores materiales son el corcho (el corcho recubierto de goma también funciona) y la silicona. Las láminas de corcho son baratas y fácilmente disponibles, además de ser capaces de soportar temperaturas mucho más allá de lo que pueden alcanzar la mayoría de las camas de impresoras 3D de consumo.

Las láminas de silicona son la mejor opción simplemente debido a su umbral térmico significativamente más alto. Elige la opción que se ajuste a tu presupuesto. Lo que no es opcional, sin embargo, son estas herramientas:

1. Regla para medir
2. Superficie de corte adecuada
3. Cuchillo de uso, o cualquier otro tipo de hoja
4. Sellador de silicona RTV de alta temperatura
5. Herramienta perforadora, o cincel
6. Martillo
7. Guantes de látex o caucho de nitrilo (sin polvo)

Paso 1: quitar la plataforma de construcción

Los pasos exactos varían según la marca y el modelo de su impresora 3D, pero el proceso es más o menos el mismo para Ender-3 u otras variantes de la Prusa i3 diseño de "cama-flinger". El primer paso implica invariablemente quitar la plataforma de construcción, también conocida como la cama de la impresora.

El manual de ensamblaje de su impresora 3D tendrá instrucciones detalladas, pero generalmente incluye estos pasos:

• Apagando la impresora.
• Quitar el enchufe de la toma de corriente de la pared.
• Separación de los cables del termistor y del calentador de la cama.
• Desatornillando las perillas de ajuste de la cama.
• Y finalmente levantando la cama del chasis de la impresora 3D.

Mantenga la cama a un lado por ahora y continúe con el siguiente paso.

Paso 2: corte el material aislante a medida

Coloque su lámina de aislamiento térmico sobre la superficie de corte y coloque la cama encima. Use un cortador de cajas o un cuchillo X-Acto para cortar la sábana a las dimensiones exactas de la cama. Una cuchilla desafilada hará que la tarea sea dolorosamente lenta y tediosa, así que asegúrese de usar una cuchilla nueva y afilada.

Una capa aislante más gruesa retiene mejor el calor, pero los materiales de alta densidad como la silicona agregan una cantidad considerable de peso. No es recomendable exagerar con el grosor del aislamiento para impresoras como Prusa i3 y Creality Ender-3 que emplean camas móviles.

Es absolutamente importante que el grosor de la lámina aislante no exceda la longitud de los resortes de la cama cuando se comprimen. Por ejemplo, si los resortes de su cama de 20 mm de largo se comprimen a 10 mm al realizar el ajuste, es mejor limitar el grosor del aislamiento a 6 mm o menos.

Paso 3: Corte los agujeros para los tornillos de la cama

Coloque la cama sobre la lámina aislante y marque los agujeros destinados a los tornillos de la cama. Puedes usar una herramienta perforadora para cortar un agujero circular del diámetro apropiado o usar un cincel y un martillo para cortar cuadrados limpios.

Hablando del tamaño apropiado de los agujeros, deben ser lo suficientemente grandes como para acomodar los resortes de la cama sin tocarlos o engancharlos.

También puede recurrir a un cortador de cajas o un cuchillo X-Acto en caso de necesidad, si no tiene acceso a las herramientas mencionadas anteriormente. Sin embargo, los cortes no serán tan limpios ni precisos.

Paso 4: ¿Tu cama tiene la parte inferior plana?

Las camas calientes de prácticamente todas las impresoras 3D emplean calentadores de PCB. Tales camas tienden a tener la parte inferior plana. Si ese es el caso de su impresora 3D, puede omitir este paso.

Sin embargo, aquellos que han construido sus propias impresoras 3D de bricolaje, como Voron (obtenga más información en nuestro Guía para principiantes de Voron) o Rat Rig, tienen que lidiar con superficies inferiores irregulares en sus camas de bricolaje, debido a componentes adicionales como fusibles térmicos, termistores de cama y cableado.

Usar varias láminas de aislamiento más delgadas con cortes para acomodar estos componentes sobresalientes es el truco, seguido de una capa final de aislamiento para cubrir cualquier espacio.

Paso 5: Prepare la superficie de la cama

Antes de que podamos pegar la lámina aislante a la parte inferior de la cama, las superficies de contacto deben limpiarse a fondo de aceites e impurezas para lograr una adhesión confiable. El agua tibia destilada/filtrada y una gota de jabón para platos funcionan para limpiar la cama, pero el alcohol isopropílico es una mejor opción.

Recomendamos usar guantes de látex sin talco o de caucho de nitrilo, ya que los dedos y las palmas de las manos pueden dejar aceite y suciedad en las superficies limpias. Si usó agua para limpiar la cama, asegúrese de esperar al menos de 15 a 20 minutos para que se seque antes de continuar con el siguiente paso.

El material aislante también debe limpiarse. Evite el agua si ha optado por un material poroso, como el corcho o la espuma, que puede absorber o retener agua. Estos se limpian mejor con un cepillo para eliminar el polvo y los contaminantes. Sin embargo, los materiales resistentes al agua como la silicona se pueden limpiar con un paño humedecido con agua destilada/filtrada.

Una vez que la superficie de la cama esté limpia, opcionalmente puede aplicar cinta adhesiva para evitar que el adhesivo de silicona migre dentro del perímetro.

Paso 6: Pegarlo todo junto

Aplique una capa delgada pero consistente de sellador de silicona RTV de alta temperatura en la parte inferior de la cama. Puede optar por aplicar el adhesivo en todas partes o solo en el perímetro. Esto último está perfectamente bien porque incluso si se formara un espacio de aire en el centro, eso solo mejoraría el aislamiento térmico.

Alinee con cuidado la lámina aislante térmica y péguela sobre la cama. El adhesivo de silicona comienza a curarse inmediatamente después de exponerse al aire, pero la mayoría de las formulaciones permiten un ajuste de 10 a 15 minutos. Si está utilizando varias láminas de aislamiento, repita el proceso para todas las láminas.

Coloque algo de peso sobre la cama, mientras la deja descansar sobre una superficie plana donde pueda permanecer tranquila. La mayoría de los adhesivos de silicona tardan entre 24 y 48 horas en curarse. Sin embargo, alcanzar la máxima fuerza adhesiva puede demorar hasta una semana, según la formulación del adhesivo. Consulte las instrucciones del fabricante para mayor claridad. Idealmente, evite quitar el peso o perturbar la cama durante al menos dos días.

Paso 7: Vuelva a instalar la cama

Con su cama adecuadamente aislada, ahora puede volver a ensamblar los tornillos y resortes de la cama y reinstalar la cama en la impresora. El montaje es el proceso inverso al desmontaje que siguió anteriormente.

Disfrute de los ahorros de energía

Una cama de impresora 3D bien aislada no solo se calienta más rápido, sino que también reduce significativamente el consumo de energía. Esto es aún más evidente en impresiones más largas, donde la pérdida de calor tiende a agravarse en mayor medida con el tiempo.

Los ahorros de energía son aún más pronunciados en las impresoras 3D modernas que utilizan la técnica PWM (modulación de ancho de pulso) para controlar la potencia del calentador de la cama.

¿Por qué la actualización a una extrusora de transmisión directa a menudo conduce a una calidad de impresión 3D deficiente?

La actualización de una Bowden a una extrusora de accionamiento directo tiene algunas ventajas, pero conlleva algunos problemas de calidad de impresión.

Leer siguiente

Sobre el Autor