Итак, первый и основной пункт технического задания – сушилка пластика должна быть бесшумной. Второй пункт, возможность запрограммировать не только время сушки, но и время включения сушки. В-третьих – сушилка должна уметь работать, как минимум, с двумя сортами пластика PLA и PETG, больший ассортимент приветствуется.
Для сушки филамента используют, как правило, конвекционные аппараты (сушка горячей массой подвижного воздуха). Их разделяют на два типа – сушилки с принудительной конвекцией (ПК) и естественной конвекцией (ЕК).
Сушилка ПК имеет вентилятор, который гонит воздух, нагретый термоэлементом, через объём шкафа с предметами для сушки. Сушилка ЕК вентилятора не имеет, и устроена по типу дымовой трубы. Холодный воздух с низу шкафа разогревается термоэлементом, естественным образом начинает двигаться вверх и выходит в отверстие в верхней крышке. По пути он подсушивает всё, что встречает на своём пути. Бесшумным из этих типов является ЕК, и, как не трудно догадаться, он и был выбран для проекта.
Температура сушки заявленных пластиков PLA: +53°С, а PETG: +65°C. Это значит, что сушилка мечты должна уметь работать на температурах не ниже +70°С. Если же посмотреть на сводные таблицы температур, которые кочуют в сети интернета, то мы увидим, что самый горячий пластик должен сушиться при +130°С.
Я не знал наперед, какую максимальную температуру получится выжать из сушилки и решил ориентироваться на то, что конструктив горячей камеры должен выдерживать до +150°С. Для корпуса была выбрана фанера (выдерживает до +400°С), которая склеивалась эпоксидным клеем (+200°С).
Внешние стены камеры, где температура ниже, планировалось термоизолировать панелями из пироплиты. Она более высокотемпературная, в отличие от других популярных пенопластов, и не поддерживает горение.
В качестве термоэлемента был выбран ШКН-200. Шкафный Конвекционный Нагреватель мощностью 200Вт/ч. Он мне понравился тем, что имел встроенный ограничитель температуры , что делало его более безопасным в эксплуатации.
Для терморегулятора была приобретена плата STL0052 фирмы Smartmodulе и термометр DS18B20. Питание - стабилизатор для светодиодов – APV-12-12. Сама плата STL0052 имеет силовое электромеханическое реле, но я решил заменить его электронным - HHG1-1/032F-38-30Z.
Сушилка ЕК в отличии от ПК имеет более выраженный температурный градиент. Разница температур между низом и верхом камеры может достигать 10°С. Чтобы снизить влияние этого перепада на катушку с пластиком, было решено разместить бобину на ось, которая бы медленно вращалась двигателем и, как шашлык на вертеле, прогревалась более равномерно. В качестве «повара шашлыка» нанят мотор-редуктор 50KTYZ со скоростью вращения аж 1об/мин.
Первый прототип для испытаний, который еще не был обшит термоплитами и не имел таймера, показал весьма скромные достижения. Камера нагревалась, максимум, до 60° в течении целого часа и дальше расти отказывалась. Дельта же температур в 9° (под потолком 51°) делала возможным жарить только пластик PLA, что не слишком рационально. С мотором-редуктором, тоже была незадача. При непрерывной работе через полчаса он сильно разогревался, на грани терпения пальцев руки, если прикоснуться к его верхней части.
В общем, требовались доработки.
(продолжение) - (предыдущая статья)