Anycubic i3 MEGA アップグレード計画⑩ ベッドを断熱して昇温速度アップ

どもどもYanでっす。

本日のお題は「ベッドの昇温温度を速くする」でっす。

エンクロージャー型ではなく、オープンフレーム型の3DプリンタであるMEGAは、外気にベッドがさらされています。そして底面はベッドのヒーター部分がむき出し。

つまり加熱してもヒーター部分から熱が逃げてしまうということ。

今回はお手軽なカスタムで昇温時間を短くしたいと思います。

外に逃げる熱量を減らす

ベッド底面から熱が逃げてしまうことで、ベッドの昇温に使われる熱量が減ってしまうので、ベッドから逃げないようにすれば、ベッドの昇温に充てる熱量が増え、結果として指定温度に到達する時間が速くなるはずという考え方です。

グラスウールを貼るとか、コルクシートを貼るなど先人の知恵はネットでたくさん出てきます。僕もアップグレード計画で使っているMEGAとは別の最初に買ったMEGAはコルクシートを貼っています。本体購入と同じときにコルクシート買っていて、電源入れる前からコルクシート貼ってしまっていたので実際に効果があるのかは確認してないんですね。

アップグレード計画で使っているMEGAはベッドは何も手を入れていないのでベッドの底面は何も貼りつけていません。そこで昇温時間を調べてみました。

80℃までの時間です。開始は11℃。７分30秒あたりで昇温開始して、13分50秒あたりで80℃に到達しているので、かかった時間は６分20秒。これがPIDチューンをしただけの状態のMEGAの時間。

用意した断熱材

コルクシートにしようかとも思ったんですけど、要するに断熱できればいいんだから、ウレタンフォームはどうだろうと思いつき、買ってみました。

VORCOOL 吸音材 車用 防音シート 遮音シート 10mm 断熱 吸音 ウレタンフォーム 防音材 30×50cm

空気が多く含まれているので断熱効果はそれなりにあるはず。あとコルクよりも厚みがあって安い。

こんな感じでベッド固定のネジと配線部分を避けて貼り付けました。

スタート温度が15℃くらいなのは、ベッドが冷え切らなかったため。ただ11℃から15℃への昇温時間はさっきの素の状態のグラフを見ても５秒もかかってない感じです。今回は１分10秒くらいから昇温を開始して、80℃に到達したのは６分40秒くらい。５分30秒で到達している計算になります。スタート時点の温度を差し引いても40秒は速くなっているんじゃないかと。

効果はあるけれど、圧倒的ではない

断熱することで昇温時間の短縮に効果があることはハッキリしました。特に大きな改造をするわけでもなく、断熱材を貼りつけるだけで効果があるのでお手軽カスタムとしてはアリだとは思います。

でも、100℃まで３分というアップグレード計画の目標は達成できてないので、さらなるカスタムを考えないとなりません。

100℃まで３分で昇温させる方法として、考えられる方法は２つ。

①12Vのベッドのヒーターは使わず100V仕様のシリコンヒーターを取り付けて加熱する
②12Vのヒーターパターンに24Vを流して加熱する

①は100Vを取り扱うので、配線など失敗すると感電の恐れがありかなり危険な部類のカスタムです。

②はハンダ付けは必要ないですがベッドのパターンに想定よりも負荷をかけることになるのと、スイッチング電源を用意してどこかに取り付ける必要が出てきます。

どちらもリスクがあるのが悩みどころ。

もう一つの方法として３分は切れないかもしれないけれど、24V使用のヒーターパターンがベッド上面に配線されているPrusaタイプのベッドを購入してUltrabaseと入れ替えて24V電源で使うという、安全策もあります。

まとめ

ホットエンドのヒーター50W化で240℃まで２～３分で昇温できるようになっていて、現時点ではベッドの昇温時間がボトルネックになってるので今後も対策を考えていく予定です。

今回紹介した断熱材を使う方法は、配線部分をきちんと避けてあげれば発火の危険性も皆無といっていいので、安全かつ効果のあるお手軽カスタムでしょう。

発散してしまう熱を減らしているので、昇温だけでなくプリント中の消費電力も多少減っているはずなので、多少は電気代の節約にもなるかも？

機会があればコルクに変えてみてどれくらい断熱材の種類によって違いがあるのかも確認してみたいと思います。