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segunda-feira, 19 de setembro de 2011

Completando a Mesa aquecida


Durante alguns dos últimos finais de semana o Jorge, Viola e eu (Alain) estivemos na Masmorra e trabalhamos bastante, entre outras coisas, terminando de montar a Mesa Aquecida.



  • Medições na mesa
As medições já haviam sido feitas e estão documentadas no Blog de 11/julho. Estou repetindo aqui apenas os resultados:
  • Dimensões: 145 x 196 x 5 mm de alumínio
  • Depois de ligada com a fonte menor que só fornecia 3A e 7,1V (resistores menores) a temperatura estabilizou em 58,5°C com 20°C ambientes. Portanto temos uma constante de dissipação de (58,5-20)/(3*7,1) = 1,8°C/Watt.
  • Para alcançar mais, 110°C ou mais, como o Nophead está usando, vai dissipar (110°C-15°C)*1,8 =52W só em perdas para o ambiente.
  • Velocidade de aquecimento: deixamos esfriar e alimentamos, com uma fonte maior, com 50W. Aqueceu de 24°C a 52.5°C em 410s ou seja: (53.5-24)/410 = 0,07°C/s.
  • Dimensionamos a potencia total para 150 Watts, deveria ser tranquilo para uma fonte de PC.

  • Montagem
Aqueles resistores de teste foram substituídos por resistores maiores. Cada Resistor é de 10 Watts (Ohmega R$1,50), colado à mesa por baixo com Araldite. Cada um de 6R8 com 12 Volts dissipa em torno de 20W, por estarem fixados em um enorme dissipador funcionam adequadamente.

A potência total de 150 Watts permite atingir 60°C em 3 minutos e 110°C em 5 minutos. Depois de aquecido consome aprox. 50W para manter 110°C.
O sensor de temperatura foi fixado depois. Ficou razoavelmente próximo ao centro e um pouco mais próximo da origem onde se imprimem mais peças.

A placa de suporte está colada com Araldite. O Jorge fez um pequeno furo (não passante) e o sensor foi inserido com pasta térmica.

Usamos o Termistor Murata de 100k 1% achado na Mouser por $0.79.


  • Eletrônica
Novo: Observe que estávamos usando placas Gen3. Para as placas mais novas como Gen6/Gen7/Ramps/Sanguinololu, um driver adequado já existe nas placas.

Montei um pequeno driver com um MosFet que seja capaz de aguentar a corrente: IRFZ48 que custou apenas R$1,80 na Dabi.

Usei um driver TC4427 porque esse MosFet é acionado por 12V. Encontrei na Farnell.

(Clique para ampliar esquema)
Esta é a plaquinha do driver, provisória, por isso em placa padrão. As trilas de potencia estão reforçadas por trás com fio rígido.

Como estamos alimentando tudo com uma fonte de PC, aproveitei o conector de e 4 fios que vai à MotherBoard para entrada de 12V.

O dissipador EletroService 180.008 25°C/W está no limite. A tensão no MosFet (Rdson=17mOhms) foi medida em 0,2V gerando 2,5W durante o aquecimento a frio.
Aquele dissipador esquentou demais, então fiz uma rápida adaptação. Ficou até um pouco mais frio que o necessário.

Segundo o manual da HS dissipadores, a resistência térmica deveria ser 15°C/W.
A entrada foi prevista para ligação direto no pino do controlador, então foi preciso fazer uma conexão na entrada no MosFet da placa do extruder.



  • Problemas e Soluções
Um dos problemas que encontramos foi que a fonte explodiu! Isso falando literalmente, era uma fonte sem marca mas que já havia prestado anos de bons serviços mas com uma carga real de 150W a mais ela não aguentou. Felizmente, o Jorge encontrou uma fonte Dell com as mesmas especificações e agora está funcionando perfeitamente.

Temos em vista fazer uma versão alimentada direto da rede AC, 110/220V. Isso é mais delicado e por motivos de segurança, eu pessoalmente acho que pode ser feita numa chapa de vidro em vez de alumínio.

Mas o resultado funcional foi muito bom, fizemos muitas impressões a 120°C e o empenamento encontrado anteriormente incomodou muito pouco. Ainda faltam testes com peças maiores, veremos no futuro.


Veja também:
Mesa aquecida da mina MesaXYZ com 500W para aquecer rápido,
Mesa do Paulo Fernandes que foi inspirada nestas duas, é mais leve com alumínio de 3mm para uma Prusa


11 comentários:

  1. olá galera, parabéns pelo projeto.
    duas perguntas que eu tenho...

    quais as principais vantagens da impressão sobre uma mesa aquecida e qual impressoras vocês usam?

    valeu.

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    1. A mesa aquecida é essencial para impressão em ABS. Com a mesa aquecida a 110°C e recoberta de Kapton as peças ficam bem grudadas, e depois de retiradas a mesa não se danifica por bastante tempo.

      Já vi relatos de usarem a mesa a 140°C para a primeira camada, reduzindo para as demais. Se reduzir muito a peça descola devido à contração.

      PLA é mais fácil, mas também é um material menos estável.

      Veja também a minha mesa nova: http://mesa-reprap.blogspot.com/2012/01/mesa-aquecida.html

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  2. Gostei muito do projeto da mesa aquecida, vou montar uma igual, esta tudo bem explicado, mas como não entendo mito de eletrônica, estou com algumas duvidas básicas.

    Onde vai conectado o termistor da mesa aquecida?
    Não entendi tb aquela conexão com a placa do extruder, ela permite controlar a temperatura da mesa aquecida pelo software? (desculpe se falei bobagem!)

    Valeu.

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    1. A placa da eletrônica tem uma entrada própria para o termistor, e o firmware controla tudo :)

      Veja a versão final da mesa na minha máquina:
      http://mesa-reprap.blogspot.com/2012/01/mesa-aquecida.html

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    2. Por Favor, me diga se estou no caminho certo:
      Olhando o desenho do esquema elétrico, devo ligar o termistor da mesa no "JUMP" e devo ligar o "CONN_2" na entrada no MosFet da placa do extruder (igual a ultima figura)

      Por ultimo, lá no desenho, você tem um "TODO achar diodo mais adequado" o 1N5404 não serviu? devo utilizar outro?

      Mais uma vez, obrigado.

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    3. Essa ligação era para eletrônica Gen3, agora deve ter mudado.

      O diodo deveria ser "fast recovery", algo como FR304...

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    4. A minha eletrônica é Gen3, porisso estou tão interessado, só me confirma se a ligação é do jeito que eu falei, pois, já comprei tudo que precisava e agora vou montar, mas tenho medo de ligar errado e queimar a placa da extruder.
      Obrigado.

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    5. Por favor entre para a lista de discussão, veja link no topo da página...
      Eu não entendi a tua pergunta e lá é o lugar certo para conversar estes detalhes.

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  3. Parabéns pelo trabalho ficou muito bom gostaria de saber se pode ligar os rezistore e o termistor na placa ramps por favor responda Abraços

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    1. Se você calcular o valor total da resistência compatível, pode ligar na RAMPS como uma mesa aquecida padrão. Os mesmos cuidados são necessários, se você não tem experiência, NÃO USE ligado direto na rede!

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