Welk voltage te kiezen:12 V of 24 V?

Veel 3D-printercomponenten zijn er in twee opties:12 V en 24 V, en dat geldt ook voor 3D-printers zelf . Dit kenmerk moet in gedachten worden gehouden wanneer er upgrades aan de 3D-printer worden uitgevoerd, zoals het vervangen van de extruders, hotends of andere componenten hiervoor. Maar wat betekent dat allemaal voor de gebruiker?

12 V en 24 V zijn voltages, en ze komen het meest voor in deze twee opties. Meer specifiek zijn het uitgangsspanningen en ze hebben te maken met de voeding (PSU) van de 3D-printer . Een voeding is een apparaat dat tot taak heeft elektrische stroom te leveren aan een elektrische belasting, een apparaat dat elektrische stroom opneemt en omzet in andere vormen van energie zoals warmte of licht. In 3D-printers , levert de PSU stroom aan alle essentiële componenten zoals ventilatoren, het heatbed of de hotend. Zonder de minimaal benodigde stroomvoorziening of met een overmatige stroomvoorziening kunnen die elementen van de 3D-printer mogelijk niet goed functioneren.

Afbeelding 1:De specificatie van de uitgangsspanning op een stappenmotor. Bron:Dyze Design.

Een PSU krijgt 110 tot 240 V uit het stopcontact en, met behulp van een transformator , zet het om naar 12 tot 24 V , een spanning die meer geschikt is voor apparaten. Bovendien heeft de PSU ook een gelijkrichterschakeling , een element dat verantwoordelijk is voor het omzetten van de wisselstroom van het stopcontact naar de gelijkstroom die een 3D-printer nodig heeft.

Afbeelding 2:AC-ingang en DC-uitgang draadpoorten op een PSU. Bron:Dyze Design.

Een 3D-printer voeding heeft meestal de volgende specificaties:

De nominale spanning(en) :deze waarden geven aan welke AC-ingangsspanning de PSU uit het stopcontact haalt - 110 V @ 60 Hz of 240 V @ 50 Hz (zoals te zien in de afbeelding hierboven). Normaal gesproken kan dit worden gewijzigd door een schakelaar aan de zijkant van de PSU om te zetten.

De uitgangsspanning :deze waarde specificeert de spanning van de gelijkstroom die de PSU kan leveren na het omzetten van de wisselstroom. Deze waarde varieert tussen PSU's, maar één PSU kan slechts één specifiek voltage ondersteunen:12 V of 24 V . Dit is cruciaal, net als de componenten van een 3D-printer zijn ook geschikt voor een specifiek voltage en moeten overeenkomen met het uitgangsvoltage van de PSU . Gebruik van een 12 V-component met een 24 V-apparaat zorgt ervoor dat het onderdeel twee keer zo snel werkt als waarvoor het is ontworpen, wat kan leiden tot oververhitting, rookvorming, verbranding van het moederbord en zelfs een explosie of brand kan veroorzaken . Een ander probleem doet zich voor in het geval van kortsluiting. De PSU kan al dat overtollige vermogen in het onderdeel ontladen en schade veroorzaken. Dat kan met elke PSU gebeuren, maar met een lager vermogen (12 V) wordt er minder energie ontladen in de aangesloten component dan met een 24 V PSU. Het is raadzaam om een DC-DC-converter te gebruiken om de spanning van 24 V naar 12 V te verlagen om dat te voorkomen. Omgekeerd 24 V-componenten gebruiken met een 12 V 3D-printer resulteert in een mislukte prestatie omdat de componenten niet genoeg spanning krijgen om op te werken. In dit geval moet de gebruiker zijn toevlucht nemen tot een spanningsbooster dat zet de 12 V die door de PSU wordt geleverd om in de vereiste 24 V.

De uitgangsstroom (amperage) :dit is het hoogste aantal ampère dat de PSU kan leveren. In het geval van de PSU in de bovenstaande afbeelding is deze waarde 30 A. De specificatie van de uitgangsstroom bepaalt hoeveel verwarmers een 3D-printer kan hebben en hoe heet een warmtebed kan worden.

Het totale wattage :deze waarde geeft aan hoeveel stroom de PSU per seconde kan leveren. Het wordt berekend door de uitgangsspanning en de uitgangsstroom (amperage) te vermenigvuldigen. Een voeding van 12 V met een maximale stroom van 30 A kan dus 360 W aan vermogen leveren.

Het doel van de PSU is voornamelijk om stroom te ontvangen, om te zetten en te leveren, maar heeft ook enkele andere taken presteren. De PSU is ook verantwoordelijk voor het beperken van de ontvangen stroom tot veilige niveaus, met behulp van de elektrische belasting, en voor het afsluiten van de stroom in geval van een elektrische storing.

Een andere taak van de PSU is het voorkomen dat elektronische ruis of spanningspieken de elektrische belasting bereiken, en het opslaan van energie zodat de PSU bij een tijdelijke stroomonderbreking de elektrische belasting kan blijven voeden.

Welk voltage is beter?

Als het gaat om het kiezen van de spanning van een component voor een 3D-printer, zoals een verwarmingspatroon, een hotend, een extruder of een ventilator, moet de spanning van die componenten altijd overeenkomen met de uitgangsspanning van de 3D-printer , of er moet een DC-DC-converter of een spanningsversterker worden gebruikt.

Wat betreft het kiezen van een nieuwe PSU voor een 3D-printer , zijn er enkele factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Een 24 V PSU heeft slechts de helft van de hoeveelheid bedrading nodig, minder dan een 12 V PSU . De reden hiervoor is dat hoe hoger de spanning, hoe minder stroom er door de PSU vloeit (om hetzelfde vermogen te krijgen, is slechts de helft van de stroom nodig), waardoor de draaddikte kleiner kan worden. Dit betekent op zijn beurt een verlaging van de kosten van de draad en in de hoeveelheid koper die moet worden gewonnen om het te produceren.

Afbeelding 3:Een 12 V (boven) en een 24 V (onder) draad. Bron:Dyze Design.

Enkele merkbare voordelen van het gebruik van een 24 V PSU bij 3D-printen zijn dat:

Het heatbed en hot end hebben minder tijd nodig om op te warmen.

Er is meer koppel van steppers, wat erg duidelijk is op de extruder.

De steppers produceren minder geluid.

Als het gaat om 12 V PSU's , ze zijn handig om apparaten rechtstreeks op batterijen te laten werken . Het nadeel van een 12 V-voeding is dat deze een spanningsversterker nodig heeft om 24 V-apparaten te laten werken , en de bedrading ervan is duurder omdat er meer koper nodig is .

De voeding van de 3D-printer controleren

Bij het kopen van een 3D-printer, of deze nu nieuw of tweedehands is, moet de gebruiker ervoor zorgen dat hij de werkelijke voedingsspanning van de 3D-printer weet . Soms is het niet voldoende om het technische gegevensblad te inspecteren, omdat de PSU mogelijk door de fabrikant is gewijzigd en het technische gegevensblad niet is bijgewerkt. Wat tweedehands 3D-printers betreft, kan de vorige eigenaar de PSU hebben aangepast zonder dit duidelijk te maken. Daarom is het het beste om altijd de PSU van de 3D-printer rechtstreeks op de printer te controleren voordat u upgradecomponenten koopt of installeert . Als er een nieuwe PSU wordt gekocht, moet er ook voor worden gezorgd dat deze goed werkt voordat deze in de 3D-printer wordt geïnstalleerd.

De PSU is meestal een grote zilveren rechthoekige doos. Sommige voedingen zijn afzonderlijk op zichzelf staand apparaten, zoals in de Creality CR-10 V3 3D-printer, terwijl andere printers ze ingebouwd in de hoofdstructuur hebben , zoals de Anycubic Vyper 3D-printer of de Artillery Genius 3D-printer.

Afbeelding 4:Van links naar rechts, de PSU op een Creality CR-10 V3, Anycubic Vyper en Artillery Genius 3D-printers. Bron:Creality, Anycubic en Artillery.

Eerst moet de uitgangsspanning van de PSU worden gecontroleerd door naar het label op de PSU te kijken, zoals in de onderstaande afbeelding.

Afbeelding 5:De uitgangsspanningsspecificatie op een PSU. Bron:E3D.

Als de PSU geen informatie heeft over de uitgangsspanning , het kan worden gecontroleerd met behulp van een voltmeter of multimeter . Houd er rekening mee dat elektronische apparatuur altijd met de grootst mogelijke zorg en veiligheidsmaatregelen moet worden behandeld. The correct detecting of the output voltage of a 3D printer is demonstrated in a tutorial video by Anycubic

Video 1:A tutorial on how to detect and replace a PSU. Source:Anycubic.

This process can be resumed in the following 3 steps :

Before touching the PSU or disconnecting any wires, the printer should be disconnected from the outlet . If there are no ESD safety measures in place, such as a grounding mat, grounding can be done by touching anything that is metal, for example a radiator. The accumulated current will go into the metal because the metal is a better conductor of electricity.

Then, after 30 seconds, the PSU of the 3D printer can be touched safely . It’s crucial to make sure to avoid ESD events near the 3D printer. Even if the discharage goes unnoticed, is felt upon discharge, it can still damage the printer’s electronic components. The 30 second period is crucial as some cheaper boards/PSUs are not equipped with bleed resistors to quickly discharge capacitors.

The third step is to check the voltage in all the output terminals , being very careful not to touch or short the input AC power terminals. The reading on the voltmeter should be nearly the same as the indicated output voltage . A slightly higher voltage will help with an underpowered heatbed, other components may be overpowered.

Knowing the output voltage of the PSU and the 3D printer is crucial to correctly choosing the printer’s components and avoiding dangerous consequences of underpowering or overpowering the components and the 3D printer. While 3D printers can operate on both 12 V and 24 V PSUs, or even have the option to switch between voltages, the more advantageous option is a 24 V PSU, as it requires less power to produce the same amount of current, its wiring is smaller, and it offers some benefits to the performance of the 3D printer.

Problemen met hechting van het buildplatform oplossen Hoe de biocompatibiliteit van een materiaal te behouden bij de verwerking ervan

3d printen

Productieproces

3d printen

Automatisering Besturingssysteem

Industriële technologie

AWS DevOps-certificering versus Azure DevOps-certificering:welke te kiezen?
Top 10 clouddatabases in 2020:welke te kiezen
Serie Batterijen
Spanningsdeler
Thermo-elektriciteit
Potentiometrische voltmeter
Aardappelbatterij
Faseverschuiving
Spanningsregelaar
Gebruikte of ongebruikte elektromotoren - welke te kiezen?
Injection Molding vs 3D Printing:welke te kiezen?