Thermistance d'imprimante 3D. Que fait-il dans une imprimante 3D ?

Qu'est-ce qu'une thermistance d'imprimante 3D ?

Une thermistance est une résistance dont la résistance varie rapidement et de manière prédictive avec les changements de température.

Les thermistances sont fabriquées à partir de semi-conducteurs, principalement du germanium et du silicium, et leur valeur de résistance dépend de l'amplitude de leur plage de température.

Que fait une thermistance dans une imprimante 3D ?

Les thermistances sont utilisées dans les imprimantes 3D comme capteurs de température. Ils sont fixés dans des points sensibles à la température tels que le lit chauffant et la partie chaude. Dans ces points, ils surveillent la température et envoient les données au microcontrôleur.

Pour contrôler la température de l'imprimante, le microcontrôleur de l'imprimante utilise les données associées pour réguler la température de l'imprimante.

Lorsqu'ils chauffent, leur changement de résistance est détecté et mappé par rapport aux données d'étalonnage par le micrologiciel de l'imprimante pour calculer les changements de température.

Types de thermistances

Il existe deux types de thermistances :

a) Coefficient de température négatif (NTC)

C'est le type de thermistance le plus couramment utilisé dans les imprimantes 3D. La thermistance NTC offre une résistance variable en fonction de la température. Lorsque la température monte, la résistance passe de haut en bas et laisse passer le courant.

À la mise sous tension, NTC offre une série supplémentaire de résistances lorsqu'il est utilisé pour atténuer le courant d'appel. La résistance chute à une quantité négligeable à des températures normales lorsque la thermistance s'auto-chauffe avec un courant, permettant un flux de courant normal.

b) Coefficient de température positif (PTC)

La thermistance PTC offre également une résistance variable en fonction de la température. Lorsque la température augmente, la résistance augmente de bas en haut et empêche la surintensité.

Les thermistances PTC sont utilisées dans certains scénarios plutôt que les thermistances NTC. Ce sont :dans des conditions de température extrêmes, dans des équipements avec un temps de réinitialisation presque nul, tels que les thermomètres numériques (vérifiez sur Amazon) , ou dans un système qui subit des tirs fréquents.

Pourquoi les thermistances sont-elles de bons capteurs ?

Les thermistances sont avantageuses pour une utilisation dans de nombreuses applications en tant que capteurs en raison de leur grande durabilité et de leur facilité d'utilisation puisque leur comportement est tout à fait prévisible. Leur utilisation dans les applications de mesure et de contrôle de la température est exceptionnelle.

De toute évidence, une modification de la résistance électrique d'une thermistance due à une variation de température correspondante est notable, que la température corporelle de la thermistance soit modifiée en raison du rayonnement ou de la conduction de l'environnement environnant ou en raison de «l'auto-échauffement» causé par la dissipation de puissance dans le appareil.

La température corporelle de la thermistance dépendra de la conductivité thermique de son environnement et également de sa température lorsqu'une thermistance est utilisée dans un circuit où la puissance dissipée dans l'appareil est suffisante pour provoquer un "auto-échauffement".

Les thermistances sont "auto-chauffées" pour une utilisation dans des applications telles que la détection de débit d'air, la détection de niveau de liquide ou les mesures de conductivité thermique

Comment puis-je changer la thermistance sur le lit chauffant de mon imprimante 3D ?

Les étapes suivantes peuvent être utilisées pour remplacer la thermistance et le tube chauffant.

Vous aurez besoin des outils suivants :

• Une thermistance
• Tube chauffant
• Une paire de ciseaux
• Pinces
• Tournevis à double usage
• Clé hexagonale de 1,5 mm
• Attache de câble (vérifier sur Amazon)

Étape 1 :Déloger le ventilateur à côté de la buse

Tout d'abord, assurez-vous que la buse est refroidie à température ambiante, pour éviter les blessures. Détachez les deux capots latéraux à l'aide d'un tournevis, puis desserrez les deux vis à côté du ventilateur.

Débranchez le connecteur du ventilateur à l'aide d'une pincette pour maintenir le port enfoncé, puis délogez le ventilateur.

Étape 2 :Retrait de la thermistance et de l'ancien tube chauffant 

Maintenant, à l'aide de la pince à épiler, débranchez les connecteurs de l'ancien tube chauffant et de la thermistance, puis coupez l'ancien tube chauffant et la thermistance.

Après la coupe, utilisez la clé hexagonale de 1,5 mm pour desserrer la vis du bloc chauffant et extrayez l'ancien tube chauffant et la thermistance.

Étape 3 :Installation de la thermistance et du nouveau tube chauffant

Attachez le nouveau tube chauffant et la thermistance avec un serre-câble, puis insérez le nouveau tube chauffant et la thermistance dans le bloc chauffant. Une partie du tube chauffant doit s'étendre de l'autre côté du bloc chauffant.

Assurez-vous que la thermistance se trouve dans le bloc chauffant, puis serrez la vis et placez le nouveau tube chauffant et la thermistance à travers le module. Branchez les connecteurs dans les ports.

Le tube chauffant et la thermistance ne peuvent pas atteindre l'extrémité chaude.

Étape 4 :Installation du ventilateur

Branchez le connecteur du ventilateur dans l'interface puis fixez-le au module.

Étape 5 :Assemblage des pièces

Installez les deux capots latéraux.

Étape 6 :Test de la thermistance

Connectez le module au contrôleur, puis mettez sous tension. Chargez le filament de l'imprimante, calibrez le lit chauffant et lancez une courte impression pour tester.

Vérifiez s'il pourrait y avoir des problèmes lors de l'impression.

Comment tester la résistance d'un capteur de température ?

Il existe différentes manières de vérifier la résistance. Pour cette discussion, nous envisagerons de vérifier la résistance à l'aide d'un multimètre.

La résistance n'est pas une valeur que vous pouvez mesurer directement. Pour trouver la résistance de la thermistance, vous devrez déduire le flux de courant dans la thermistance, puis mesurer la résistance qui en résulte.

La lecture variera selon les températures puisqu'il s'agit d'une thermistance. Il est préférable de prendre votre lecture à la résistance à température ambiante (25℃)

Étapes pour vérifier la résistance :

Pour vérifier la résistance à la température, nous aurons besoin de; multimètre et sondes multimètre

Étape 1 :Retirez l'isolation en fibre de verre sur la paire de fils reliant la thermistance.

Étape 2 :Réglez la plage du multimètre sur la résistance nominale de la thermistance, par ex. 100k.

Étape 3 : Appliquez les sondes du multimètre aux deux fils. Le multimètre doit afficher la résistance à la température.

Comment savoir si une thermistance est défectueuse ?

La plupart des thermistances d'impression 3D ont une résistance à la température de 100k à température ambiante. Les divers symptômes d'une mauvaise thermistance dans une imprimante 3D incluent :

• Lorsque les températures d'impression sont supérieures à la normale

Les matériaux d'impression ont normalement des températures d'impression recommandées. Si l'imprimante nécessite une température plus élevée pour extruder les matériaux que la température nominale, la thermistance peut être défectueuse.

• Emballement thermique

Un emballement thermique est une situation dans laquelle une imprimante 3D chauffe à des températures extrêmement élevées et ne peut pas s'arrêter. Lorsque cela se produit, l'imprimante peut prendre feu !

L'emballement thermique peut être dû à diverses raisons. Cependant, la cause la plus probable est lorsque la thermistance n'est pas correctement alignée.

En raison du mauvais alignement, le micrologiciel augmentera continuellement la chaleur pour atteindre la cible.

Pour éviter l'emballement thermique, vous devez installer une protection contre l'emballement thermique dans le micrologiciel de l'imprimante. Le firmware seul n'empêche pas l'emballement thermique. Il essaie seulement d'arrêter la surchauffe de l'imprimante dans son élan.

• Échec de l'impression par l'imprimante ou nombreuses erreurs d'impression dues à des problèmes de température
• Lectures anormales de variations de température sur le moniteur de l'imprimante

Comment calibrer votre thermistance 3d

Il existe différentes manières d'étalonner une thermistance 3D. Nous allons apprendre à calibrer à l'aide d'un multimètre.

1. Test du thermocouple

Vérifiez si le thermocouple du multimètre est précis. Faire bouillir une petite quantité d'eau, puis plonger le thermocouple dans l'eau. Une lecture de 100℃ indique que le thermocouple est précis

2. Identification de l'extrémité chaude

Ouvrez maintenant le firmware de l'imprimante. Vérifiez pour identifier l'extrémité chaude. Il existe généralement un fichier dans le fichier programme de l'imprimante contrôlant l'extrémité chaude. Le manuel du propriétaire peut indiquer l'emplacement du fichier pour votre imprimante.

3. Connexion de l'extrémité chaude au multimètre

Connectez le thermocouple du multimètre à l'extrémité chaude. Un moyen approprié consiste à trouver un espace entre l'extrémité chaude et la buse et à le coller.

4. Copier le tableau

Ouvrez le tableau des températures, dans le firmware. Le tableau contient les valeurs de résistance de la thermistance en fonction de la température. Pour déterminer la température à partir de la résistance mesurée, l'imprimante utilise ce fichier. Copiez maintenant le tableau, puis supprimez la colonne de température dans le nouveau tableau.

5. Remplir le tableau

Dans l'ancien tableau, réglez l'extrémité chaude sur la valeur de température, puis mesurez la lecture précise de la température sur le multimètre. Copiez les lectures dans la valeur de résistance du nouveau tableau correspondant à la valeur de l'ancien tableau, puis répétez les étapes pour toutes les valeurs de résistance.

6. Remplacer le tableau

Supprimez l'ancien tableau de thermistances et remplacez-le par le nouveau après avoir trouvé la température souhaitée pour les valeurs de résistance.

Facteurs pouvant entraîner une erreur de plage de température

Malgré tous les calculs de données et les calculs relatifs aux thermistances, les mesures de thermistances affichent toujours des marges d'erreur anormalement élevées supérieures à la marge acceptable de 1 % dans les imprimantes 3D. Ces erreurs peuvent être attribuées à :

Voici plusieurs facteurs qui causeront de telles erreurs :

1. Défaillance apparente de la thermistance

Les fils de thermistance sont assez fragiles. Ils peuvent facilement être gâtés lors du changement de buse. La thermistance endommagée pourrait conduire à une lecture de température extrêmement basse. Cela pourrait à son tour être désastreux pour l'imprimante car les lectures rapportées ne correspondent pas à la température réelle. Dans de rares cas, cela peut entraîner des incendies.

2. Dérive dans le temps

Les thermistances s'usent avec le temps en raison d'une exposition continue à des températures élevées. L'exposition à des températures élevées entraîne une augmentation de la résistance, ce qui peut se traduire par des lectures de température anormalement basses, ce qui est vraiment le cas.

Cette exposition est un facteur supplémentaire à la dérive normale du temps attendue dans toute machine ou composant d'une machine en raison de la dégradation.

3. Données d'étalonnage inexactes

Des données d'étalonnage incorrectes peuvent entraîner des erreurs dans les thermistances. Par conséquent, en plus des erreurs causées par la tolérance, la marge d'erreur ici sera beaucoup plus élevée que prévu.

4. Tolérance

Les thermistances ont des performances relativement constantes, cependant, leurs tolérances diminuent avec une augmentation de la température.

L'écart des thermistances utilisées dans certaines extrémités chaudes d'imprimantes 3D n'est pas nécessairement précis à 1 %. Il peut être supérieur à 2 %, voire supérieur lors de l'impression.

5. Circuit de la carte mère

Certains composants de la carte mère de l'imprimante ou une résistance anormalement élevée des câbles de connexion peuvent entraîner des erreurs de lecture de la température de la thermistance. Ces incidents peuvent changer et dériver avec le temps.

6. Mauvais réglage PID

Un mauvais réglage PID peut faire reculer les températures du lit chauffant ou du lit chauffant d'une imprimante et, dans certains cas, être signalé à tort.

Acheter une thermistance

La principale raison pour laquelle on devrait acheter une thermistance est si celle qu'ils ont est devenue défectueuse.

Deuxièmement, on peut en acheter une nouvelle si l'on souhaite modifier son imprimante pour imprimer à une température plus élevée que celle pour laquelle elle est habituellement conçue.

Vous devriez également envisager d'acheter auprès d'un revendeur reconnu afin que tout ce que vous achetez soit authentique.

Conclusion

Une thermistance est un petit composant dans une imprimante 3D, mais joue un rôle central dans l'impression. L'état de la thermistance ne doit pas être négligé car il pourrait tout paralyser.