3Dプリンタラーのみなさんこんにちは
今回は光造形式3Dプリンターでみんなブチ当たるであろう冬場の戦いについてですw
まず、設定云々の前に印刷環境を改善しましょう！
冬は失敗しやすい！
これは光造形だけでなく、積層式の3Dプリンターにも言えることですが、
3Dプリンターにとって冬は百害あって一利なしです。
自分は元々冬が大っ嫌いだったんですが、3Dプリンターをはじめてからさらに嫌いになりましたｗ
もうマジで冬なんて季節消滅すればいいと思ってますｗ
で、なぜ冬になると印刷ミスが多発するかと言うと
レジン液の温度が下がるから
レジンの温度が下がる＝粘度が上がる
っていうのが失敗の原因ではないかと思います。
そもそもレジン液の使用推奨温度は20℃とか25℃です。
そりゃ印刷失敗して当たり前だわｗ
UV光が届かず硬化不良で剥がれなどが起こるのかな？
そうであれば粘度の低いレジンを使えばエラー率は下がると思うんですが、今まで何年もかけてテストしてきたレジン液を変更するのはなかなか…
じゃあどうすればいいかというと、レジン液を温めれば良いわけです。
だって同じレジンで同じ設定でも夏なら正常に印刷できるわけですから。
FDMプリンターではベッドヒーターがあるのが一般的ですが、光造形でもレジンバットヒーターとかあるのかな？と調べたところ
ANYCUBICのプリンターはレジンの自動供給に加えてレジンを温めつつ、しかも循環させるというトンデモない制御をしていました！
すげぇ！しかもそんなに高くないしw
まぁ流石にこれを自作するのは無理なので（ってかこんなことやろうと思うならプリンターを買い替えた方が絶対いいｗ）
後付けでヒーターが無いか調べてみると
なるほど！
こうすれば造形する空間だけ夏みたいな環境にできるのか！！
でも3Dプリンター自体も冷却ファンが付いてたりするので、あまりガンガンに温めるのはよくなさそう…
じゃあレジンバット(レジンを入れるお皿部分)を温めればいいじゃないか…‼︎
発熱する物とそれを制御するシステムがあれば言い訳です。
それに必要なものは…
PTCヒーターと
温度を制御するサーモスタットだ！
W1209という部品です。
早速Amazonで注文！
あとは12Vの電源。今回は12V5Aを使いました。
レジンヒーターの作り方
さぁ必要な電子部品は揃ったので、それを使うためのパーツをFDMプリンターで作ります。
PTCヒーターをレジンバットに固定するためのパーツと、温度センサを固定するパーツに加えて
今までずっと気になっていた印刷後にZ軸でケースを押し上げる問題を解決しようと思います。
これがあえてそのようにしてるのか、仕方なくこのような形になったのかは分かりませんが、僕のMARS2PROは造形完了後にカバーを押し上げて隙間ができます。
ヒータープレートはぶら下げて面接触させる形にしました。
温度センサーは本当はレジン液の中に漬けた方が良いんですが、
あまりレジンの中に長時間漬けたく無いし、メンテナンス性の観点でもレジンに入れたくなかったので同じく吊り下げ型にしました。
本当はレジンバットに穴をブチ開けてヒーターを仕込めばその方が効果があると思いますがそうも行きませんからねぇ…
ついでにサーモンスタットの背面カバーも作りました。
コレ系のパーツはすんごい便利なんですが、
パーツやアシが剥き出しなので油断してると金属部分に触れてショートしたりするのが怖いですからね。
それに設置場所的にメタルラックから吊り下げたかったので一石二鳥です。
ヒーターの効果 印刷結果
さて、まぁまぁ手間をかけて作ったレジンヒーター
果たして効果はあるのか⁉
めちゃめちゃ作り込んでも効果が無いと時間と金の無駄なので今回は（仮）くらいの作り込み具合で検証してみます。
なのでマスキングテープで貼ったりしてますｗ
これで効果が確認出来たらもっと細部を詰めていく予定です。…正直使えれば見た目なんて…ｗ
見えにくいですが黒い部品が高さをかさ上げするためのゲタです。
内側に配線を通せるようにえぐったり何気に工夫してつくりました。
作り込む時は上げのゲタを活用してPTCプレートを押し付ける形にしようと思っています
さて現在3Dプリンタを置いているのは
真冬のクソ寒い田舎のガレージ
の中でもさらに寒い日が当たらない部屋
室温計は0.4℃
テストにもってこい！の3Dプリンターにとって極悪の環境ですｗ
ってか直射日光が当たらない場所ってなるとこうなりますよね！
ヒーターで加熱する前にレジンの温度を測ってみましょう
-14.1℃ wwwww
嘘だろｗwww
こんなん失敗するにきまっとるやんｗ
まぁ実際どこまで正確なのかって問題もありますが、かなり冷たいのは間違いないですね
まずはヒーターの電源ON！
-0.1℃の表示から少しづつ温度が上がっていきます
多分流石にレジン液もほぼゼロ℃からのスタートだと思います。バットがこの温度なので。
レジン液の温度が12.1℃になったところで印刷を開始しました。
30分くらいでこの温度になってそれ以上は温度が上がる雰囲気が無かったのでここが限界かなと思います。
そして
印刷終了時の温度は14.3℃
なんとなく僕のイメージだとプリンター自体の発熱で10℃くらいまで上がるイメージなので、
ヒーターのおかげで＋4とか5℃くらいは上がってる感じでしょうか？
まぁ印刷終了時(昼間)でも室温2℃とかですからねｗ
肝心の印刷結果は…
初期層の剥がれも無く落下も無く成功！
まぁ僕の作るのは基本的に1時間前後で印刷が終わるサイズなので大きなサイズだと話は変わってくるかもしれません
改善策
今回は失敗せずに印刷できましたが、できればレジン温度25℃前後を目指したいところ
いや、そもそもさ…
室温が低すぎるんだよw
せめて室温10℃からのスタートなら今回の装備でも20℃くらいは目指せるかな？
しかしあくまでも今回の狙いはクソ寒い部屋での印刷環境を改善すること
なのでエアコンやファンヒーターを使うのはチートですw
今回使ったPTCヒーターは70℃の物を2コ
でもこれを100℃にしたところで25℃まで上がるかと言ったら…多分そこまでは厳しいでしょう
それに局部的とはいえ100℃まで上がるとフィルムとかにも影響があるかなぁと思うので
そうやって考えるとやはり温風を充満させた方が効率が良いのか…？
PTCヒーターのもう一個の候補として
こういったファン付きのタイプも良いかなと思ったので、これを併用するのであればバット自体も温めつつ、空間も暖かくできるので良いかなと
ってかクルマの暖房 エンジン暖気できるまで電気のヒーターみたいなのでヒーターコアの代わりにすれば良いじゃんって思って居たんですが、今どきのクルマはこのPTCヒーターを使ってそういう仕組みにしてる車種があるんですね！
ほへー そりゃそうだよね！
そうなると結果
これ買った方がいいじゃんｗ
まぁやはりメーカーが出してるものはちゃんと意味があるってことですね～
これなら冬場以外はFDMプリンターのエンクロージャー内に入れればABS印刷する時とかに使えそうだし。
このヒーターは最終手段としてとっておこうと思います。
いや、最終手段はプリンター新調だなｗ
まとめ
クソみたいな冬に対抗すべくやってみた今回の企画
結果は大成功！
まぁ僕の今の環境だと最低気温は行っても－10℃くらいまでなので、そのくらいまでなら何とか効果があるかなと言うところです。
これが－25℃とかまで行くところだとさすがに今回の装備だけでは厳しいと思うので、上の温風式のヒーターや暖房器具と併用が必要になると思います。
だってレジンの印刷推奨温度って25℃くらいなので温度差が50℃あるわけですからねｗ
いやーでもこれで冬場でも安心して印刷できるのでマジでやってよかった！
積層式もそうですが、ほんと冬は印刷するたびにビクビクしないとですからねぇ…
印刷に失敗すると時間も金も無駄になるので、冬場はやはりある程度の投資が必要不可欠ではないかと思います。
僕もこれで数年悩まされて、イロイロやっているうちに春になってまぁ印刷できるようになったからいいか…→また冬に…のループでしたからね。
しかし今回こそは効果のある改善ができたので、これからは冬場もガンガン印刷してやるぜ！
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