Grundläggande 3D-utskrift: Thermal Runaway Protection

Termiskt flyktskydd är precis vad det låter som. Det är ett skyddssystem mot en situation där din skrivare värms upp okontrollerat. För att förstå denna risk är det användbart att förstå hur en 3D-skrivare ska hantera sin temperatur. Vi rekommenderar starkt att du testar om termiskt flyktskydd är aktiverat och fungerar på din skrivare.

När en 3D-skrivare värms upp för användning skickar styrkortet en instruktion till värmeelementet att värma upp. Värmeelementet stängs av igen när en termistor registrerar värmepatronen för att nå önskad temperatur. Tyvärr, om det finns ett problem med termistorn, fungerar inte denna process.

Såvida det inte finns ett felsäkert skyddssystem kommer värmeelementet att fortsätta att värmas upp okontrollerat. Så småningom kommer något att smälta och i allmänhet fatta eld eller på annat sätt orsaka brand. Detta är vad det termiska flyktskyddet förhindrar.

Smart skydd

Skrivaren vet ungefär hur lång tid det ska ta för värmeelementet att nå önskad temperatur. Om termistorn inte registrerar att värmeblocket når denna temperatur inom den förväntade tidsramen. Då utlöses det termiska flyktskyddet. Lite extra takhöjd finns kvar för svagare värmare.

När det utlöses bryter det termiska runaway-skyddet all ström till värmeelementet och slutar skriva ut. Ett meddelande visas också på en skärm, om det finns, för att förklara orsaken till avstängningen. För att fortsätta efter en avstängning av termiskt flyktskydd måste du starta om och återställa skrivaren.

En skrivarskärm som visar ett termiskt flyktskyddsmeddelande. Bildkälla: www.phaser3d.com

Obs : En termistor är ett motstånd där motståndet varierar beroende på dess temperatur. Genom att mäta motståndet kan temperaturen beräknas. Denna process kommer att hanteras automatiskt av moderkortet.

Vad orsakar termisk runaway?

Orsaken till termisk rusning är nästan alltid ett problem med skrivarens hårdvara. Själva termistorn kan vara defekt eller inte fungera eller någon kontakt med värmeblocket. Felaktiga eller delvis trasiga kontakter eller ledningar kan också vara skyldiga. Slutligen kan din värmepatron i sig också vara på fel ställe eller ha ramlat ut.

Om någon av dessa saker händer kommer värmeelementet att fortsätta att drivas tills något förändras. Helst slår det termiska flyktskyddet in. Om inte kommer värmeelementet att fortsätta att bli varmare tills det går sönder. Medan nikromtråden i värmeelementet smälter vid cirka 1 400 °C, smälter värmeblockets aluminium långt innan dess vid cirka 660 °C. Du har då otroligt varmt aluminium som faller på vad som troligen åtminstone är ett partiellt tryck som kommer att brinna. Visst kan viss plast i närheten smälta eller antändas redan innan detta.

Vad bör du göra?

Det är en utmärkt idé att planera för vad man ska göra i händelse av en brand innan risken blir ett problem. Du bör investera i ordentlig brandsäkerhetsutrustning. Kontrollera att termiskt flyktskydd är på. Åtminstone när du hanterar brandrisker som en 3D-skrivare bör du se till att du har lämpliga brandförberedelser.

Du bör se till att din skrivare är placerad så att den inte blockerar några utgångar, att du har installerat en rökdetektor direkt ovanför den. Se också till att du har installerat en CO2-brandsläckare inom räckhåll för dörren till rummet.

Resultatet av att en skrivare inte använder ett termiskt flyktskyddssystem. Bildkälla : thissmarthouse.net via Hackaday.

För att aktivera termiskt runaway-skydd för din skrivare måste du gå in i skrivarens konfigurationsfiler. Även om den exakta platsen kommer att variera mellan firmware-leverantörer och versioner, måste du leta efter avsnittet om termiskt runaway-skydd. Kontrollera att inställningarna är de som rekommenderas av firmwareleverantören.

Många skrivartillverkare och tredjepartsfirmware-leverantörer aktiverar nu termiskt runaway-skydd som standard. Vissa versioner innehåller dock inte eller inte ens alternativet. För verifieringssteget är det användbart om du kontrollerar längden på skyddstimern. Om du inte kontrollerar detta vet du inte hur länge du ska vänta på att systemet ska aktiveras.

Testar Thermal Runaway Protection

När du väl vet att det är på finns det två relativt enkla sätt att verifiera att skyddet är funktionellt. Du kan koppla bort strömkablarna till värmeelementet. Instruera sedan skrivaren att värma upp tills den termiska flyktskyddsmekanismen utlöses. Alternativt kan du instruera skrivaren att värma upp normalt och sedan avsiktligt kyla värmepatronen tills skyddssystemet utlöser en avstängning.

Om du vill koppla bort elementet, se till att skrivaren är kall och urkopplad innan du kopplar bort eller återansluter något. För kylningsmetoden behöver du en hel del kylkraft. En hårtork med värmeavstängd eller tryckluft kan fungera bra. I båda fallen måste du ge skrivaren tid att inse att något är fel och stängas av automatiskt. Om detta händer fungerar det termiska flyktskyddet som avsett.

Om din skrivare inte stängs av automatiskt, stöder antingen inte din skrivares firmware skyddssystemet eller så är något annat fel. Försök att söka efter och installera den senaste versionen av firmware. Att använda en tredjeparts firmwarelösning som erbjuder funktionen är också ett alternativ. Beroende på ditt förtroende för att diagnostisera problemet kan du också försöka reparera det själv. Om problemet kvarstår kanske du vill byta ut skrivaren eller reparera den.

Slutsats

Säkerheten är alltid viktig, speciellt när man arbetar med kokande komponenter som kan starta bränder. Har du några tips för att testa det termiska runaway-skyddet hos en 3D-skrivare? Låt oss veta nedan.