3D-printerthermistor. Wat doet het in een 3D-printer?

Wat is een 3D-printerthermistor?

Een thermistor is een weerstand waarvan de weerstand snel en voorspellend varieert met veranderingen in temperatuur.

Thermistors zijn gemaakt van halfgeleiders, meestal germanium en silicium, en hun weerstandswaarde hangt af van de grootte in hun temperatuurbereik.

Wat doet een thermistor in een 3D-printer?

Thermistors worden in 3D-printers gebruikt als temperatuursensoren. Ze worden vastgezet op temperatuurgevoelige punten zoals het warmtebed en de hotend. In deze punten bewaken ze de temperatuur en sturen de gegevens naar de microcontroller.

Om de printertemperatuur te regelen, gebruikt de microcontroller van de printer de gerelateerde gegevens om de temperatuur van de printer te regelen.

Wanneer ze opwarmen, wordt hun weerstandsverandering gedetecteerd en in kaart gebracht met kalibratiegegevens door de firmware van de printer om de temperatuurveranderingen te berekenen.

Typen thermistoren

Er zijn twee soorten thermistoren:

a) Negatieve temperatuurcoëfficiënt (NTC)

Dit is het meest gebruikte type thermistor in 3D-printers. De NTC-thermistor biedt een variabele weerstand, afhankelijk van de temperatuur. Wanneer de temperatuur stijgt, gaat de weerstand van hoog naar laag en laat de stroom door.

Bij het inschakelen biedt NTC een extra reeks weerstand bij gebruik om de inschakelstroom te verminderen. De weerstand daalt tot een verwaarloosbare hoeveelheid tijdens normale temperaturen wanneer de thermistor zichzelf verwarmt met een stroom, waardoor een normale stroom kan vloeien.

b) Positieve temperatuurcoëfficiënt (PTC)

De PTC-thermistor biedt ook een variabele weerstand, afhankelijk van de temperatuur. Naarmate de temperatuur stijgt, stijgt de weerstand van laag naar hoog en voorkomt overstroom.

In bepaalde scenario's worden PTC-thermistors gebruikt in plaats van NTC-thermistors. Dit zijn:in extreme temperatuuromstandigheden, in apparatuur met bijna nul-resettijd zoals digitale thermometers (controleer bij Amazon) , of in een systeem dat regelmatig opnamen maakt.

Waarom zijn thermistoren goede sensoren?

Thermistors zijn voordelig voor gebruik in veel toepassingen als sensoren vanwege hun hoge duurzaamheid en gebruiksgemak, aangezien hun gedrag vrij voorspelbaar is. Hun gebruik in toepassingen voor temperatuurmeting en -regeling is uitstekend.

Het is duidelijk dat een verandering in elektrische weerstand van een thermistor als gevolg van een overeenkomstige temperatuurverandering opmerkelijk is, ongeacht of de lichaamstemperatuur van de thermistor wordt gewijzigd als gevolg van straling of geleiding vanuit de omgeving of door "zelfverhitting" veroorzaakt door vermogensdissipatie binnen de apparaat.

De lichaamstemperatuur van de thermistor is afhankelijk van de thermische geleidbaarheid van de omgeving en ook van de temperatuur wanneer een thermistor wordt gebruikt in een circuit waar het vermogen dat in het apparaat wordt gedissipeerd voldoende is om "zelfverhitting" te veroorzaken.

Thermistoren zijn "zelfverwarmd" voor gebruik in toepassingen zoals luchtstroomdetectie, vloeistofniveaudetectie of thermische geleidbaarheidsmetingen

Hoe vervang ik de thermistor op het verwarmde bed van mijn 3D-printer?

De volgende stappen kunnen worden gebruikt om de thermistor en de verwarmingsbuis te vervangen.

U hebt de volgende hulpmiddelen nodig:

• Een thermistor
• Verwarmingsbuis
• Een schaar
• pincet
• Schroevendraaier voor twee doeleinden
• 1,5 mm inbussleutel
• Kabelband (check bij Amazon)

Stap 1:De ventilator naast het mondstuk losmaken

Zorg er eerst voor dat het mondstuk is afgekoeld tot kamertemperatuur om verwondingen te voorkomen. Maak de twee zijkappen los met een schroevendraaier en draai vervolgens de twee schroeven naast de ventilator los.

Koppel de connector van de ventilator los met een pincet om de poort ingedrukt te houden en verwijder vervolgens de ventilator.

Stap 2:De thermistor en de oude verwarmingsbuis verwijderen 

Gebruik nu het pincet om de connectoren van de oude verwarmingsbuis en thermistor los te koppelen en knip vervolgens de oude verwarmingsbuis en thermistor door.

Gebruik na het snijden de inbussleutel van 1,5 mm om de schroef in het verwarmingsblok los te draaien en verwijder de oude verwarmingsbuis en thermistor.

Stap 3:De thermistor en de nieuwe verwarmingsbuis installeren

Bind de nieuwe verwarmingsbuis en thermistor vast met een kabelbinder en steek vervolgens de nieuwe verwarmingsbuis en thermistor in het verwarmingsblok. Een deel van de verwarmingsbuis moet vanaf de andere kant van het warmteblok uitsteken.

Zorg ervoor dat de thermistor zich in het warmteblok bevindt, draai vervolgens de schroef vast en plaats de nieuwe verwarmingsbuis en thermistor door de module. Steek de connectoren in de poorten.

De verwarmingsbuis en thermistor kunnen het hete uiteinde niet bereiken.

Stap 4:De ventilator installeren

Steek de ventilatorconnector in de interface en bevestig deze vervolgens aan de module.

Stap 5:De onderdelen monteren

Installeer de twee zijpanelen.

Stap 6:De thermistor testen

Sluit de module aan op de controller en schakel vervolgens de stroom in. Laad het printerfilament, kalibreer het verwarmde bed en start een korte print om te testen.

Controleer of er problemen kunnen zijn tijdens het afdrukken.

Hoe test ik de weerstand van een temperatuursensor?

Er zijn verschillende manieren om op weerstand te controleren. Voor deze discussie zullen we overwegen de weerstand te controleren met een multimeter.

Weerstand is geen waarde die je direct kunt meten. Om de weerstand van de thermistor te vinden, moet u de stroom in de thermistor afleiden en vervolgens de resulterende weerstand meten.

De aflezing varieert naargelang de temperatuur, aangezien het een thermistor is. Het verdient de voorkeur om uw meting op kamertemperatuur te brengen (25℃)

Stappen voor het controleren van de weerstand:

Om de temperatuurbestendigheid te controleren, hebben we nodig; multimeter en multimeter sondes

Stap 1 :Verwijder de glasvezelisolatie op het paar draden dat de thermistor verbindt.

Stap 2 :Stel het multimeterbereik in op de nominale weerstand van de thermistor, b.v. 100k.

Stap 3: Breng de multimetersondes aan op de twee draden. De multimeter moet de temperatuurweerstand weergeven.

Hoe weet ik of een thermistor slecht is?

De meeste thermistoren voor 3D-printen hebben een temperatuurbestendigheid van 100k bij kamertemperatuur. Verschillende symptomen van een slechte thermistor in een 3D-printer zijn:

• Als de afdruktemperaturen hoger zijn dan normaal

Printermaterialen hebben normaal gesproken aanbevolen afdruktemperaturen. Als de printer een hogere temperatuur nodig heeft om de materialen te extruderen dan de nominale temperatuur, kan de thermistor slecht zijn.

• Thermische wegloper

Een thermische runaway is een situatie waarin een 3D-printer opwarmt tot extreem hoge temperaturen en niet kan stoppen. Wanneer dit gebeurt, kan de printer in brand vliegen!

Thermal runaway kan verschillende oorzaken hebben. De meest waarschijnlijke oorzaak is echter wanneer de thermistor niet goed is uitgelijnd.

Vanwege de slechte uitlijning zal de firmware de hitte voortdurend verhogen zodat deze het doel bereikt.

Om thermische runaway te voorkomen, moet u thermische runaway-beveiliging in de firmware van de printer installeren. De firmware alleen verhindert de thermische runaway niet. Het probeert alleen de oververhitting van de printer te stoppen.

• Afdrukken door de printer of veel afdrukfouten als gevolg van temperatuurproblemen
• Uitlezingen van abnormale temperatuurvariaties op de printermonitor

Hoe u uw 3D-thermistor kunt kalibreren

Er zijn verschillende manieren om een ​​3D-thermistor te kalibreren. We gaan leren kalibreren met een multimeter.

1. Het thermokoppel testen

Test of het thermokoppel van de multimeter klopt. Kook een kleine hoeveelheid water en dompel vervolgens het thermokoppel in het water. Een aflezing van 100℃ geeft aan dat het thermokoppel nauwkeurig is

2. Het hotend identificeren

Open nu de firmware van de printer. Controleer om de hotend te identificeren. Er is meestal een bestand in het programmabestand van de printer dat de hotend bestuurt. De gebruikershandleiding kan de locatie van het bestand voor uw printer aangeven.

3. Hotend aansluiten op de multimeter

Verbind het thermokoppel van de multimeter met het hot-end. Een geschikte manier is om een ​​ruimte tussen het hete uiteinde en het mondstuk te vinden en deze erin te plakken.

4. Tabel kopiëren

Open de temperatuurtabel in de firmware. De tabel bevat de waarden van thermistorweerstand versus temperatuur. Om uit de gemeten weerstand de temperatuur te bepalen, gebruikt de printer dit bestand. Kopieer nu de tabel en verwijder vervolgens de temperatuurkolom in de nieuwe tabel.

5. De tabel invullen

Stel in de oude tabel de hot-end in op de temperatuurwaarde en meet vervolgens de nauwkeurige temperatuurmeting op de multimeter. Kopieer de meetwaarden naar de weerstandswaarde op de nieuwe tabel die overeenkomt met de waarde op de oude tabel en herhaal de stappen voor alle weerstandswaarden.

6. Vervang de tabel

Verwijder de oude thermistortabel en vervang deze door de nieuwe nadat u de gewenste temperatuur voor de weerstandswaarden hebt gevonden.

Factoren die kunnen leiden tot een fout in het temperatuurbereik

Ondanks alle gegevensberekeningen en berekeningen met betrekking tot thermistors, vertonen thermistormetingen nog steeds abnormaal hoge foutenmarges van meer dan de acceptabele marge van 1% in 3D-printers. Deze fouten kunnen worden toegeschreven aan:

De volgende zijn verschillende factoren die dergelijke fouten kunnen veroorzaken:

1. Schijnbare thermistorstoring

Thermistordraden zijn behoorlijk kwetsbaar. Ze kunnen gemakkelijk bederven bij het vervangen van het mondstuk. De beschadigde thermistor kan leiden tot een extreem lage temperatuurmeting. Dit kan op zijn beurt rampzalig zijn voor de printer, aangezien de gerapporteerde metingen niet de werkelijke temperatuur zijn. In enkele zeldzame gevallen kan dit leiden tot het uitbreken van brand.

2. Drift in de loop van de tijd

Thermistors slijten na verloop van tijd als gevolg van voortdurende blootstelling aan hoge temperaturen. De blootstelling aan hoge temperaturen leidt tot een stijging van de weerstand, wat zich kan vertalen in abnormaal lagere temperatuurmetingen, wat echt zo is.

Deze blootstelling is een extra factor naast de normale afwijking in de verwachte tijd in een machine of onderdeel van een machine als gevolg van degradatie.

3. Onnauwkeurige kalibratiegegevens

Onjuiste kalibratiegegevens kunnen fouten in thermistoren veroorzaken. Daarom zal, naast fouten veroorzaakt door tolerantie, de foutenmarge hier veel hoger zijn dan verwacht.

4. Tolerantie

Thermistors zijn relatief consistent in prestaties, maar hun toleranties nemen af ​​naarmate de temperatuur stijgt.

De afwijking voor thermistoren die in sommige hot-ends van 3D-printers worden gebruikt, hoeft niet noodzakelijkerwijs nauwkeurig te zijn op 1%. Het kan hoger zijn, zoals 2%, en zelfs hoger dan dit tijdens het afdrukken.

5. Moederbordcircuit

Sommige componenten op het moederbord van de printer of een abnormaal hoge weerstand in verbindingskabels kunnen leesfouten van de thermistortemperatuur veroorzaken. Deze incidenten kunnen in de loop van de tijd veranderen en afdrijven.

6. Slechte PID-afstemming

Een slechte PID-afstemming kan ervoor zorgen dat de temperatuur van het verwarmde bed of de broeinest van een printer terugloopt en in sommige gevallen ten onrechte wordt gerapporteerd.

Een thermistor kopen

De belangrijkste reden om een ​​thermistor te kopen, is als degene die ze hebben defect is geraakt.

Ten tweede zou men een nieuwe kunnen kopen als ze hun printer willen aanpassen om op een hogere temperatuur af te drukken dan waarvoor ze gewoonlijk zijn ontworpen.

Je moet ook overwegen om bij een erkende dealer te kopen, zodat alles wat je koopt echt is.

Conclusie

Een thermistor is een klein onderdeel in een 3D-printer, maar speelt toch een cruciale rol bij het printen. De status van de thermistor mag niet over het hoofd worden gezien, omdat deze alles tot stilstand kan brengen.