Готовые и самодельные термокамеры для 3D-принтеров

Некоторые пластики для 3D-печати просто требуют стабильных фоновых температур, но далеко на все 3D-принтеры, особенно бюджетные, оснащаются термокамерами. Это можно исправить самостоятельно. Делимся подборкой идей, доступных готовых вариантов и самодельных проектов.

Зачем нужны термокамеры? Дело в том, что абсолютно все полимеры усаживаются при охлаждении, но в разной степени. Например, в случае с полилактидом (REC PLA) или полиэтилентерефталатгликолем (REC Relax) усадка несущественна, а вот акрилонитрилбутадиенстирол (REC ABS) легко может деформироваться или даже растрескаться.

Отчасти с этой проблемой помогают подогреваемые столики, но оптимальные результаты и минимум головной боли можно получить с помощью термокамер, стабилизирующих фоновую температуру во время 3D-печати и защищающих от сквозняков.

Сразу поясним, что в некоторых случаях, например при работе с тем же полилактидом, термокамеры противопоказаны: ПЛА медленно застывает, так что ему наоборот требуется охлаждение.

Еще один момент, о котором необходимо помнить — чувствительность электроники и шаговых двигателей к нагреву, так что следите за температурой и при необходимости либо стравливайте горячий воздух вручную, либо выберите вариант термокамеры со встроенной вентиляционной системой.

Ну и наконец, не забывайте про пожарную безопасность. Речь ниже пойдет в основном о самодельных термокамерах, а используемые материалы могут быть горючими, так что оставляйте хорошие зазоры между стенками камер и 3D-принтерами, а чтобы наверняка — не поленитесь оборудовать рабочую станцию датчиком дыма и огнетушителем.

Ниже рассмотрим готовые варианты и DIY-проекты с использованием разных материалов.

Фотобоксы

Фотобоксы (они же «лайтбоксы», они же «световые кубы») — портативные фотостудии, используемые для бестеневой съемки различных предметов. Некоторые модели изготавливаются из белых тканей, рассеивающих свет, другие имеют отражающие внутренние покрытия, например из алюминированного майлара.

Такие покрытия будут помогать еще эффективнее удерживать тепло. Кубы доступны в разных размерах, так что подобрать подходящий для конкретного настольного FDM 3D-принтера не составит труда.

Creality Enclosure

Некоторые производители 3D-принтеров предлагают готовые решения, например та же компания Creality. Такие камеры очень похожи на упомянутые выше фотобоксы с двумя существенными отличиями. Первое и очевидное — заранее продуманный доступ к ключевым узлам. Второе — использование негорючих материалов, что очень кстати, особенно при работе оборудования без присмотра.

Мягкие термокамеры от Creality предлагаются в двух размерах. В большой вариант с объемом 700х700х900 мм втиснутся даже крупноформатные настольные аддитивные системы вроде CR-10 или аналогов от других производителей.

Пеноматериалы

Если мастерить термокамеры самостоятельно, нужно подыскать подходящий расходный материал, желательно легко поддающийся обработке и с хорошими теплоизоляционными свойствами. Один вариант — гимнастические коврики из вспененных эластомеров.

Особенно хорошо подойдут так называемые пазл-маты — мягкие напольные покрытия из секций со стыкующимися краями. По идее такие секции должны собираться в большой, плотный коврик, но ничто не мешает аналогичным образом собрать короб. Главное — подыскать секции подходящего размера.

Стоят такие коврики недорого, а сборка предельно проста. При необходимости можно легко вырезать отверстия под провода или подачу филамента по боуденовской трубке, а также соорудить переднюю дверцу. Есть и недостатки: коврики непрозрачны, для доступа к разным узлам короб придется разбирать и потом собирать заново, к тому же материалы могут быть горючими, так что такие во время работы оборудование лучше не оставлять без присмотра.

Если прочность и надежность такой конструкции вызывают сомнения, можно немного усложнить задачу и добавить металлический каркас вкупе с жесткой пеной, как в проекте на иллюстрации выше и по этой ссылке.

Картон

Более доступный материал сложно придумать, да и пустые коробки найдутся почти в любом домохозяйстве. Превратить старую упаковку в высокотехнологичный аксессуар можно с помощью обычного скотча — клейкую ленту можно использовать даже вместо шарниров для дверцы.

Теплоизоляционные свойства картона оставляют желать лучшего, зато по стоимости и доступности ему нет равных. Как минимум, картон поможет бороться со сквозняками, а это уже плюс, так как неравномерное остывание может приводить к разного рода деформациями и даже растрескиванию печатаемых изделий. Чтобы ни у кого не возникали вопросы, можно написать «Профессиональная термокамера» прямо на коробке. Примерная стоимость: бесплатно в чулане.

Пластиковые контейнеры

Еще одна очень доступная в финансовом плане альтернатива, при этом чуть более технологичная и намного более эффективная, чем картонные коробки. Самый простой вариант — накрыть 3D-принтер коробом подходящего размера. Эстетичность все еще будет оставлять желать лучшего, но очевидный плюс таких контейнеров в прозрачности, то есть можно будет наблюдать за процессом 3D-печати.

Если достаточно большого контейнера нет, можно смастерить составную камеру, как на иллюстрации выше, а заодно сделать необходимые прорези под кабели и для отвода избыточного тепла. Последний момент может быть важен по двум причинам: во-первых, это вопрос теплостойкости самого пластика, а во-вторых, как мы уже упоминали — возможного перегрева электроники и моторов. Проект выше доступен по этой ссылке.

Пластиковые канистры

Идея та же, что и с пластиковыми контейнерами, только с использованием других подручных материалов и на качественно более высоком технологическом уровне. Другими словами, тут уже придется немного повозиться.

Проект на иллюстрации выше выполнен самодельщиком под ником drac1d и выложен на сайте Instructables. Само собой, будут определенные ограничения по габаритам: в двадцатипятилитровую канистру влазит Prusa MK3, еще одна канистра выделена под катушку с филаментом на роликовой подставке. Верхняя и нижняя канистры, урезанные по высоте, вмещают вентиляционную и фильтрационную системы: в верхней располагается вентилятор вытяжки, а в нижней — фильтры из медицинских масок и силикагеля с дополнительными вентиляторами для принудительной прокачки воздуха.

Столики

Еще один максимально простой проект, требующий пары-тройки столиков вроде IKEA Lack или аналогов, плюс нескольких листов прозрачного акрила. Ставим пару столиков стопкой, соединяем вместе, навешиваем акриловые панели и получаем термокамеру. Добавляем еще один столик, и получаем отсек для филамента или всякой полезной всячины, например инструментов.

Соединения и крепления дверцы и панелей можно напечатать, примеры 3D-моделей можно найти по этой ссылке.

Акрил или оргстекло

Раз уж речь зашла про акрил, можно обойтись вообще без столиков и табуреток. С раскройкой придется немножко повозиться, зато камера будет полностью прозрачной и точно подогнанной под габариты 3D-принтера.

Один из вариантов можно найти по этой ссылке — конструкция минималистичная, но хорошо защищает от пыли, стабилизирует фоновую температуру и предохраняет от наматывания кошачьих хвостов на ШВП.

Другой вариант вместе с подробными инструкциям можно найти тут. Конструкция включает откидную крышку для удобства обслуживания и замены филамента.

ДВП и ДСП

Древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты входят в число самых популярных материалов, и оно понятно — просто, дешево и сердито, иногда даже симпатично.

Проект на иллюстрации выше можно найти по этой ссылке — там только один STL-файл, но его можно сконвертировать в DXF и выпилить все необходимое на станке с ЧПУ.

Как вариант, попробуйте вот этот проект — он посложнее, но здесь уже предусмотрена система вентиляции, посадочное место под кронштейн для катушки, съемный колпак и другие удобства.

Звукоизолированная камера

Многие 3D-принтеры довольно сильно шумят, и если вам жалуются соседи, кот или теща, термокамеру можно дополнительно оборудовать звукоизоляцией.

Взгляните на этот проект: несущая конструкция выполнена из ДВП, а изнутри обшита фольгой и пеной. Добавьте сюда широкие дверцы, и получается удобная и тихая, хоть и несколько громоздкая конструкция. Руководство по сборке доступно по этой ссылке.