FDM 3D 打印機的主要功耗是什么？
時間：2023-08-08 09:57 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：任何3D打印機最重要、最昂貴的部件之一就是電源。電源位于墻壁插座（交流電源）和機器其余部分（通常是直流電源）之間，是打印機內部整個電氣系統的支柱。然而，并非打印機的每個部分都是“耗電大戶”。那么機器的哪些部分需要最多的能量呢？
加熱元件
加熱是FDM打印機的重要組成部分，加熱元件通常是整個系統中最大的電力消耗者。在大多數打印機中，有兩個主要的加熱子系統，分別是：
●擠出機加熱器：擠出機的加熱元件負責將熱端加熱到熔化細絲的正確溫度。保持適當的溫度至關重要，因為材料太冷或太熱都可能導致打印失敗。一般來說，擠出機加熱器是歐姆量級的電阻元件。根據歐姆定律 (P=IV) 汲取功率，由 12V 供電的標準擠出機加熱器可以輕松地自行汲取 50W 以上的功率。
●加熱床：許多 FDM 打印機都配有加熱床，以確保第一層的正確粘合并最大限度地減少翹曲。這些系統通常也通過電阻加熱器實現，例如PCB加熱器或硅膠加熱器。由于加熱床的表面積比擠出機大得多，因此加熱床通常需要更多的功率才能將其適當加熱到溫度。
△帶有硅加熱器的 3D 打印機加熱床
電機和機械部件
除了加熱器之外，3D 打印機中最大的電力消耗者通常是機械部件：
●步進電機：打印機中的步進電機用于控制擠出機和構建平臺的運動。步進電機需要專門的驅動電路，將電能轉換為磁能，磁能又轉換為電機的動能。步進電機的功耗很大程度上取決于其移動的負載及其移動速度。因此，打印機電機的功耗將取決于電機的功能和機器的機械結構。
●風扇：3D打印機使用風扇在整個系統中傳遞熱量，無論是將熱量從最近擠出的材料層中移走、在加熱室內循環空氣，還是通過 HEPA 過濾器過濾顆粒，風扇都是這些系統的重要一環，一般采用直流供電，風扇的供電電壓往往高達24V，功耗可達1W或以上。由于它們在打印過程中連續運行，因此對整體功耗做出了重大貢獻。
△3D 打印機步進電機的電流波形。
電子產品和控制器
最后介紹的是打印機內的電子設備。盡管本文討論的大多數項目都屬于電子設備，但在本文中，“電子設備”指的是系統內的處理、顯示和控制電子設備。
●主板、處理器和微控制器：主板、處理器和微控制器用于管理打印機的所有操作，包括溫度控制、運動和用戶界面。盡管它們消耗的功率不如加熱元件或電機那么多，但它們仍然有助于整體能源使用。
●顯示器和用戶界面：用于用戶交互的觸摸屏或 LCD 顯示器也會消耗電力。其中，液晶顯示器的背光通常是最大的耗電量。與本文介紹的其余部分相比，顯示器的耗電量總很小。
了解 FDM 3D 打印機內的功耗動態可以讓用戶深入了解機器如何使用電力。總體而言，加熱元件、電機、機械部件以及電子設備和控制器是整體能源使用的關鍵貢獻者。擠出機加熱器和加熱床占據了最大份額，步進電機和風扇緊隨其后。雖然主板、處理器、微控制器和顯示接口的功耗不如上述組件那么重要，但它仍然是能源消耗的組成部分。隨著技術的進步，在運行效率和功耗之間取得平衡將繼續成為增材制造行業工程師和設計師的一項關鍵任務。
加熱元件
加熱是FDM打印機的重要組成部分，加熱元件通常是整個系統中最大的電力消耗者。在大多數打印機中，有兩個主要的加熱子系統，分別是：
●擠出機加熱器：擠出機的加熱元件負責將熱端加熱到熔化細絲的正確溫度。保持適當的溫度至關重要，因為材料太冷或太熱都可能導致打印失敗。一般來說，擠出機加熱器是歐姆量級的電阻元件。根據歐姆定律 (P=IV) 汲取功率，由 12V 供電的標準擠出機加熱器可以輕松地自行汲取 50W 以上的功率。
●加熱床：許多 FDM 打印機都配有加熱床，以確保第一層的正確粘合并最大限度地減少翹曲。這些系統通常也通過電阻加熱器實現，例如PCB加熱器或硅膠加熱器。由于加熱床的表面積比擠出機大得多，因此加熱床通常需要更多的功率才能將其適當加熱到溫度。
△帶有硅加熱器的 3D 打印機加熱床
電機和機械部件
除了加熱器之外，3D 打印機中最大的電力消耗者通常是機械部件：
●步進電機：打印機中的步進電機用于控制擠出機和構建平臺的運動。步進電機需要專門的驅動電路，將電能轉換為磁能，磁能又轉換為電機的動能。步進電機的功耗很大程度上取決于其移動的負載及其移動速度。因此，打印機電機的功耗將取決于電機的功能和機器的機械結構。
●風扇：3D打印機使用風扇在整個系統中傳遞熱量，無論是將熱量從最近擠出的材料層中移走、在加熱室內循環空氣，還是通過 HEPA 過濾器過濾顆粒，風扇都是這些系統的重要一環，一般采用直流供電，風扇的供電電壓往往高達24V，功耗可達1W或以上。由于它們在打印過程中連續運行，因此對整體功耗做出了重大貢獻。
△3D 打印機步進電機的電流波形。
電子產品和控制器
最后介紹的是打印機內的電子設備。盡管本文討論的大多數項目都屬于電子設備，但在本文中，“電子設備”指的是系統內的處理、顯示和控制電子設備。
●主板、處理器和微控制器：主板、處理器和微控制器用于管理打印機的所有操作，包括溫度控制、運動和用戶界面。盡管它們消耗的功率不如加熱元件或電機那么多，但它們仍然有助于整體能源使用。
●顯示器和用戶界面：用于用戶交互的觸摸屏或 LCD 顯示器也會消耗電力。其中，液晶顯示器的背光通常是最大的耗電量。與本文介紹的其余部分相比，顯示器的耗電量總很小。
了解 FDM 3D 打印機內的功耗動態可以讓用戶深入了解機器如何使用電力。總體而言，加熱元件、電機、機械部件以及電子設備和控制器是整體能源使用的關鍵貢獻者。擠出機加熱器和加熱床占據了最大份額，步進電機和風扇緊隨其后。雖然主板、處理器、微控制器和顯示接口的功耗不如上述組件那么重要，但它仍然是能源消耗的組成部分。隨著技術的進步，在運行效率和功耗之間取得平衡將繼續成為增材制造行業工程師和設計師的一項關鍵任務。
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