Termistor de impresora 3D. ¿Qué hace en una impresora 3D?

¿Qué es un termistor de impresora 3D?

Un termistor es una resistencia cuya resistencia varía rápidamente y de forma predictiva con los cambios de temperatura.

Los termistores están hechos de semiconductores, principalmente germanio y silicio, y su valor de resistencia depende de la magnitud en su rango de temperatura.

¿Qué hace un termistor en una impresora 3D?

Los termistores se utilizan en impresoras 3D como sensores de temperatura. Se fijan en puntos sensibles a la temperatura, como la cama de calor y el extremo caliente. En estos puntos, monitorean la temperatura y envían los datos al microcontrolador.

Para controlar la temperatura de la impresora, el microcontrolador de la impresora utiliza los datos relacionados para regular la temperatura de la impresora.

Cuando se calientan, el firmware de la impresora detecta su cambio de resistencia y lo compara con los datos de calibración para calcular los cambios de temperatura.

Tipos de termistores

Hay dos tipos de termistores:

a) Coeficiente de temperatura negativo (NTC)

Este es el tipo de termistor más utilizado en las impresoras 3D. El termistor NTC ofrece resistencia variable dependiendo de la temperatura. Cuando la temperatura sube, la resistencia va de mayor a menor y permite el paso de la corriente.

En el encendido, NTC ofrece una serie adicional de resistencia cuando se usa para mitigar la corriente de entrada. La resistencia cae a una cantidad insignificante durante temperaturas normales cuando el termistor se calienta con una corriente, lo que permite un flujo de corriente normal.

b) Coeficiente de temperatura positivo (PTC)

El termistor PTC también ofrece resistencia variable dependiendo de la temperatura. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia aumenta de menor a mayor y evita la sobrecorriente.

Los termistores PTC se utilizan en ciertos escenarios en lugar de los termistores NTC. Estos son:en condiciones de temperatura extrema, en equipos con tiempo de reinicio casi cero como termómetros digitales (ver en Amazon) , o en un sistema que experimenta disparos frecuentes.

¿Por qué los termistores son buenos sensores?

Los termistores son ventajosos para su uso en muchas aplicaciones como sensores debido a su alta durabilidad y facilidad de uso, ya que su comportamiento es bastante predecible. Destaca su uso en aplicaciones de medición y control de temperatura.

Evidentemente, un cambio en la resistencia eléctrica de un termistor debido a un cambio de temperatura correspondiente es notable independientemente de si la temperatura del cuerpo del termistor se altera debido a la radiación o la conducción del entorno circundante o debido al "autocalentamiento" causado por la disipación de energía dentro del ambiente. dispositivo.

La temperatura del cuerpo del termistor dependerá de la conductividad térmica de su entorno y también de su temperatura cuando se usa un termistor en un circuito donde la energía disipada dentro del dispositivo es suficiente para causar un "autocalentamiento".

Los termistores se "autocalientan" para su uso en aplicaciones tales como detección de flujo de aire, detección de nivel de líquido o mediciones de conductividad térmica

¿Cómo cambio el termistor en la cama térmica de mi impresora 3D?

Se pueden usar los siguientes pasos para reemplazar el termistor y el tubo de calentamiento.

Necesitará las siguientes herramientas:

• Un termistor
• Tubo de calentamiento
• Un par de tijeras
• Pinzas
• Destornillador de doble propósito
• Llave hexagonal de 1,5 mm
• Sujetacables (ver en Amazon)

Paso 1:Desalojar el ventilador junto a la boquilla

En primer lugar, asegúrese de que la boquilla se enfríe a temperatura ambiente para evitar lesiones. Separe las dos cubiertas laterales con un destornillador, luego afloje los dos tornillos al lado del ventilador.

Desconecte el conector del ventilador usando pinzas para sujetar el puerto y luego saque el ventilador.

Paso 2:Extracción del termistor y el tubo de calefacción antiguo 

Ahora, usando las pinzas, desconecte los conectores del tubo de calentamiento y el termistor viejos, luego corte el tubo de calentamiento y el termistor viejos.

Después de cortar, use la llave hexagonal de 1,5 mm para aflojar el tornillo del bloque de calor y extraiga el tubo de calentamiento y el termistor viejos.

Paso 3:Instalación del termistor y el nuevo tubo calefactor

Ate el nuevo tubo de calentamiento y el termistor con una brida para cables, luego inserte el nuevo tubo de calentamiento y el termistor en el bloque de calor. Parte del tubo de calentamiento debe extenderse desde el otro lado del bloque de calor.

Asegúrese de que el termistor esté dentro del bloque de calor, luego apriete el tornillo y coloque el nuevo tubo de calentamiento y el termistor a través del módulo. Enchufe los conectores en los puertos.

El tubo de calentamiento y el termistor no pueden llegar al extremo caliente.

Paso 4:Instalación del ventilador

Enchufe el conector del ventilador en la interfaz y luego conéctelo al módulo.

Paso 5:Montaje de las piezas

Instale las dos cubiertas laterales.

Paso 6:Prueba del termistor

Conecte el módulo al controlador y luego enciéndalo. Cargue el filamento de la impresora, calibre la cama caliente y comience una impresión corta para probar.

Compruebe si puede haber problemas mientras se imprime.

¿Cómo pruebo la resistencia de un sensor de temperatura?

Hay varias formas de comprobar la resistencia. Para esta discusión, consideraremos verificar la resistencia usando un multímetro.

La resistencia no es un valor que se pueda medir directamente. Para encontrar la resistencia del termistor, deberá inferir el flujo de corriente en el termistor y luego medir la resistencia resultante.

La lectura variará según la temperatura, ya que es un termistor. Es preferible llevar su lectura a la resistencia a temperatura ambiente (25℃)

Pasos para comprobar la resistencia:

Para comprobar la resistencia a la temperatura necesitaremos; multímetro y sondas multimétricas

Paso 1 :Retire el aislamiento de fibra de vidrio del par de cables que conectan el termistor.

Paso 2 :Ajuste el rango del multímetro a la resistencia nominal del termistor, p. 100k.

Paso 3: Aplique las sondas del multímetro a los dos cables. El multímetro debe mostrar la resistencia a la temperatura.

¿Cómo puedo saber si un termistor está dañado?

La mayoría de los termistores de impresión 3D tienen una resistencia a la temperatura de 100k a temperatura ambiente. Varios síntomas de un termistor defectuoso en una impresora 3D incluyen:

• Cuando las temperaturas de impresión son más altas de lo normal

Los materiales de la impresora normalmente tienen temperaturas de impresión recomendadas. Si la impresora requiere una temperatura más alta para extruir los materiales que la temperatura nominal, el termistor puede estar dañado.

• Fugitivo térmico

Una fuga térmica es una situación en la que una impresora 3D se calienta a temperaturas extremadamente altas y no puede detenerse. Cuando esto sucede, ¡la impresora puede incendiarse!

La fuga térmica puede deberse a una variedad de razones. Sin embargo, la causa más probable es que el termistor no esté correctamente alineado.

Debido a la mala alineación, el firmware aumentará continuamente el calor para que alcance el objetivo.

Para evitar la fuga térmica, debe instalar la protección contra fugas térmicas en el firmware de la impresora. El firmware por sí solo no evita la fuga térmica. Solo intenta detener el sobrecalentamiento de la impresora en seco.

• Error al imprimir por la impresora, o muchos errores de impresión debido a problemas de temperatura
• Lecturas de variaciones de temperatura anormales en el monitor de la impresora

Cómo calibrar su termistor 3d

Hay diferentes formas de calibrar un termistor 3D. Vamos a aprender a calibrar con un multímetro.

1. Prueba del termopar

Prueba si el termopar del multímetro es preciso. Hierva una pequeña cantidad de agua, luego sumerja el termopar en el agua. Una lectura de 100 ℃ indica que el termopar es preciso

2. Identificación del extremo caliente

Ahora abra el firmware de la impresora. Compruebe para identificar el extremo caliente. Por lo general, hay un archivo en el archivo de programa de la impresora que controla el extremo caliente. El manual del propietario puede indicar la ubicación del archivo para su impresora.

3. Conexión del extremo caliente al multímetro

Una el termopar del multímetro al extremo caliente. Una forma adecuada es encontrar un espacio entre el extremo caliente y la boquilla y pegarlo.

4. Tabla de copia

Abra la tabla de temperatura, en el firmware. La tabla contiene los valores de la resistencia del termistor frente a la temperatura. Para determinar la temperatura a partir de la resistencia medida, la impresora utiliza este archivo. Ahora copie la tabla, luego elimine la columna de temperatura en la nueva tabla.

5. Llenar la tabla

En la tabla anterior, configure el extremo caliente al valor de temperatura, luego mida la lectura de temperatura precisa en el multímetro. Copie las lecturas al valor de resistencia en la nueva tabla que coincida con el valor en la tabla anterior, luego repita los pasos para todos los valores de resistencia.

6. Reemplace la Mesa

Elimine la tabla de termistor anterior y reemplácela con la nueva después de haber encontrado la temperatura deseada para los valores de resistencia.

Factores que pueden conducir a un error en el rango de temperatura

A pesar de todo el cálculo de datos y los cálculos relacionados con los termistores, las medidas de los termistores aún muestran márgenes de error anormalmente altos por encima del margen aceptable del 1 % en las impresoras 3D. Estos errores se pueden atribuir a:

Los siguientes son varios factores que causarán tales errores:

1. Fallo aparente del termistor

Los cables del termistor son bastante frágiles. Se pueden estropear fácilmente al cambiar la boquilla. El termistor dañado podría conducir a una lectura de temperatura extremadamente baja. Esto, a su vez, podría ser desastroso para la impresora, ya que las lecturas notificadas no son la temperatura real. En algunos casos raros, puede provocar un incendio.

2. Deriva en el tiempo

Los termistores se desgastan con el tiempo como resultado de la exposición continua a altas temperaturas. La exposición a altas temperaturas conduce a un aumento de la resistencia, lo que puede traducirse en lecturas de temperatura anormalmente más bajas que realmente son.

Esta exposición es un factor adicional a la deriva normal en el tiempo esperado en cualquier máquina o componente de una máquina debido a la degradación.

3. Datos de calibración inexactos

Los datos de calibración incorrectos pueden causar errores en los termistores. Por lo tanto, además de los errores causados ​​por la tolerancia, el margen de error aquí será mucho más alto de lo esperado.

4. Tolerancia

Los termistores tienen un rendimiento relativamente consistente, sin embargo, sus tolerancias disminuyen con el aumento de la temperatura.

La desviación de los termistores utilizados en algunos puntos calientes de impresoras 3D puede no ser necesariamente precisa al 1 %. Puede ser superior al 2 % e incluso superior durante la impresión.

5. Circuito de placa base

Algunos componentes de la placa base de la impresora o una resistencia anormalmente alta en los cables de conexión pueden provocar errores de lectura de la temperatura del termistor. Estos incidentes pueden cambiar y derivar con el tiempo.

6. Mala sintonización de PID

Una mala sintonización de PID puede hacer que las temperaturas de la cama caliente o caliente de una impresora cambien y, en algunos casos, se informen incorrectamente.

Comprar un termistor

La razón principal por la que uno debería comprar un termistor es si el que tienen está defectuoso.

En segundo lugar, uno podría comprar uno nuevo si desea modificar su impresora para imprimir a una temperatura más alta que la que normalmente está diseñada.

También debe considerar comprar a un distribuidor reconocido para que todo lo que compre sea genuino.

Conclusión

Un termistor es un componente pequeño en una impresora 3D, pero juega un papel fundamental en la impresión. El estado del termistor no debe pasarse por alto, ya que podría detenerlo todo.