Lydisolert skap til 3D-printer bygget av et IKEA-skap
Innholdsfortegnelse
-
Hvorfor trenger en 3D-printer lydisolering?
-
Løsning for lydisolering og vibrasjonsdemping av 3D-printeren
-
Ventilasjon av skapet og kjøling av 3D-printerens elektroniske komponenter
-
Måling av støy fra 3D-printeren etter støyreduserende tiltak
-
Bedre utnyttelse av plassen i 3D-printerens lydisolerende skap
-
Annen nyttig informasjon
Hvorfor trenger en 3D-printer lydisolering?
Jeg plasserte en Bambu Lab A1 i et skap av standard kjøkkenmøbler fra IKEA METOD, kledde det med lydisoleringsmateriale for bil og la til stillegående ventilasjon med Noctua-vifter. Resultatet var 36.5 dB(A) på 1 m avstand ved utskrift med full hastighet, med en bakgrunnsstøy i leiligheten på 35.3 dB(A). Til sammenligning oppgir produsenten 48 dB(A) i Silent-modus uten skap.
Bambu Lab A1 er en svært rask og samtidig stillegående printer (kanskje den mest stillegående) sammenlignet med konkurrentene og de større modellene fra Bambu Lab. Produsenten oppgir et støynivå på 48 dB(A) etter støy- og vibrasjonskalibrering av printeren og aktivering av Silent-modus.
Hos meg står printeren i stuen, så stillegående og rask drift var avgjørende for kjøpet.
Silent-modus reduserer faktisk støyen merkbart under utskrift, men reduserer samtidig utskriftshastigheten med 50%. En positiv virkning er bedre utskriftskvalitet.
Viften støyer også merkbart når det skrives ut støttestrukturer.
Men selv i Silent-modus var støyen fra printeren uakseptabelt høy for meg. Den forstyrrer lesing og TV-titting.
Jeg kunne ha skrevet ut om natten bak en lukket dør i Silent-modus, men det er upraktisk, og jeg kjøpte ikke en rask printer for å skrive ut sakte. Støyproblemet måtte derfor løses.
Et lukket kabinett for printeren har også disse fordelene:
-
Det hindrer trekk, som kan redusere vedheften og føre til skjevtrekking (warping), og dermed svekke utskriftskvaliteten
-
Det bidrar også til å redusere støvansamling på printeren, særlig på ekstruderen. Over tid kan støv føre til tilstopping og gjøre det nødvendig med en cold-pull, som ikke er den enkleste rengjøringsmetoden.
Løsning for lydisolering og vibrasjonsdemping av 3D-printeren
Ved første øyekast virker løsningen enkel: Sett printeren i et eget skap som er lukket på alle sider. Jeg vurderte imidlertid bare standardmøbler fra IKEA, siden et spesiallaget skap til printeren ville sprenge budsjettet.
Jeg ville også lage en løsning andre kunne gjenskape, og måtte derfor bruke mest mulig standardiserte og lett tilgjengelige møbeldeler.
Skapet måtte dessuten være kompakt, fordi jeg har svært begrenset ledig plass i leiligheten.
Valg av skap
Etter å ha gått gjennom IKEAs møbelkatalog fant jeg ut at ingen av de helt lukkede skapene passet. Den største innvendige dybden var 53.5cm, mens printerens skrivebord beveger seg og det i tillegg må være plass til kabler bak printeren. Det manglet bare noen få centimeter. Å snu printeren 90 grader og plassere den på langs i skapet ville gjøre den vanskeligere å bruke. Jeg trengte også plass i nærheten av AMS Lite-systemet for flerfarget utskrift.
Et søk på Reddit førte meg til et innlegg med en svært god idé om å bruke møbler fra kjøkkenserien IKEA METOD som er litt dypere enn vanlige skap (på det amerikanske markedet kan man bruke en svært lik serie SEKTION, som er litt smalere, men like dyp). Ulempen med å bruke et gulvstående kjøkkenskap til dette er at skapene i serien mangler et tak, IKEA METOD. Disse skapene er beregnet på en felles, spesialtilpasset benkeplate på toppen. Det er både dyrt og tidkrevende å få laget en slik plate på bestilling.
Men målene på skapet (80x60x80cm, innvendig dybde 58cm) passet perfekt til formålet mitt, så jeg brukte det som grunnlag for det lydisolerte skapet.
Jeg valgte glassdører IKEA ENKÖPING (40x80cm) til skapet, slik at jeg kan følge med på utskriften.
Til dørene kjøpte jeg også 2 sett med 2 hengsler IKEA UTRUSTA på 110° og 1 sett med 2 stålhåndtak IKEA KALLRÖR på 213mm (monteres ved å bore i døren).
For å oppnå best mulig lydisolering var ikke skapet alene nok. Derfor kjøpte jeg også 6 ark (70x50cm) med lydisolering for bil laget av butylgummi (Alubutyl), som jeg kledde alle skapflatene med, også dørene, men ikke glasset.
For å dempe lavfrekvent støy og vibrasjoner la jeg dessuten en sandwich av to materialer med ulik tetthet under printeren: presset gummi og skumgummi. Jeg pakket sandwichen inn i tykk plastfolie fordi gummien luktet.
Det regnes som mer effektivt for lydisoleringen å legge sandwichen med den tetteste delen opp.
Jeg løste problemet med skapets tak ved å bruke den enkleste, glatte døren IKEA VEDDINGE (60x80cm), som passet utmerket i størrelsen. Jeg festet den med 4 skruer (12-15mm) til skapets metallskinner, som hadde hull for montering av en topplate.
I tillegg kjøpte jeg en hylle IKEA UTRUSTA (80x60cm) (sett med 2) og monterte den ene nederst inne i skapet. Dermed kom printeren høyere opp og ble enklere å bruke, mens rommet under kunne brukes til tilbehør og filament og til å skjule kablene.
Den andre hyllen la jeg på gulvet for å forbedre lydisoleringen og løfte hele skapet litt.
Jeg brukte også et ikke-vevd materiale til lydisolering, IKEA STOPP FILT, med ett lag på gulvet, ett mellom hyllen på gulvet og skapet og ett på den innvendige hyllen.
I tillegg la jeg 1 ark med lydisolering for bil mellom hyllen på gulvet og skapet.
Jeg snudde skapets bakplate 180° (med de firkantede åpningene ned) for å skjule de to åpningene bak hyllen og bruke dem til strømkabelen.
Et annet lydisolerende element er en TESA-gummilist med E-profil langs kanten av skapet på dørsiden, slik at det ikke blir åpninger mellom dørene og skapet. Jeg brukte 3 m dobbelprofil.
Hva er inne i skapet
På bildet nedenfor kan du, i tillegg til Bambu Lab A1-printeren og AMS Lite, se følgende inne i skapet:
-
En rektangulær, hvit plastramme som AMS Lite står på (lenke til modellen)
-
Et lavt, grått stativ til AMS Lite (lenke til modellen) i stedet for originalstativet.
-
En dry box for to spoler (den står under AMS Lite inne i rammen). Dry box-en er laget av en beholder IKEA 365+ 10.6L (lenke til modellen).
-
Til venstre for printeren er det hvite paneler som er kompatible med systemet, 3D-printet og skrudd fast i skapveggen med skruer på 3.5x25mm IKEA SKADIS (lenke til modellen). To rader med paneler i følgende størrelser (bredde x høyde):
-
første rad: 3x7, 11x9, 11x9
-
andre rad: 6x11, 5x11, 7x11
-
-
Nederst til venstre for printeren er en kompakt beholder for utskriftsavfall som ikke dekker ventilasjonsåpningene i kabinettet (lenke til modellen)
-
Bak printeren er det montert en hylle (lenke til modellen) med en dry box for 1 spole laget av en Vtopmart 4L beholder (lenke til modellen). På denne hyllen kan man også sette en aktiv filamenttørker Sunlu S2, eller sette denne tørkeren på skapets hovedhylle foran dry box-en for 2 spoler.
-
Bak printeren har jeg også festet en firkant av hvit PTFE-film på skapveggen for å redusere friksjonen mellom veggen og kabelen som forbinder printeren med hotbed.
-
Beholdere for smått tilbehør er plassert på et panel som er kompatibelt med IKEA SKADIS (lenke til modellen).
-
Adaptere for AMS Lite til spoler SUNLU/JAYO av to typer: for demonterbare og ikke-demonterbare spoler.
-
Øverst til venstre på glasset i skapdøren har jeg montert et Xiaomi-termometer og hygrometer. Det er en svært god modell av høy kvalitet med mobilapp. Jeg bruker disse hygrometrene i alle dry box-ene mine og følger med på luftfuktigheten i Mi Home-appen. Appen lagrer målehistorikken, slik at jeg kan se utviklingen over tid. Temperaturmålinger viser at temperaturen i skapet under utskrift ikke oversteg 39 °C om sommeren og 31 °C om vinteren. Den største temperaturforskjellen mellom rommet og skapet var 13 °C.
-
Belysningen består av en LED-stripe (Auxmer 12V 4000K 90CRI) med lengde 40cm. Stripen drives av tre seriekoblede Li-Ion-batterier Liitokala 18650 med innebygd BMS-beskyttelse. Batteriene står i en batteriholder. Som et alternativ kobler jeg til en pakke med 4 AA-batterier og en modul som øker spenningen til 12V (boost-modul). Lyset slås på med en knapp som er koblet inn mellom LED-stripen og strømkilden. LED-stripen er montert på to skinner med 45° helning (lenke til modellen). Skinnene ble printet i PETG, siden PLA ikke egner seg fordi det mykner når temperaturen stiger. Jeg måtte endre den opprinnelige skinnemodellen (til 12mm høyde og 12mm bredde) fordi LED-stripen satt for trangt i sporene.
På utsiden av skapet, til høyre, monterte jeg en holder for byggeplater (lenke til modellen).
På toppen av skapet (synlig på det første bildet i begynnelsen av artikkelen) monterte jeg 2 spoleholdere, hver med plass til 6 spoler. Det er også plass til ytterligere 6 spoler oppå hver av dem (lenke til modellen).
Ventilasjon av skapet og kjøling av 3D-printerens elektroniske komponenter
Selv ved lange utskrifter på over 9 timer var temperaturen i det lydisolerte skapet høyst 13 °C høyere enn i rommet. Likevel bestemte jeg meg for å forbedre skapet med disse endringene:
Vifter
-
Jeg monterte en Noctua NF-A6x25 vifte, (60x25mm 12V) i åpningen nederst til venstre i skapet, etter først å ha utvidet åpningen. Viften er montert på en plattform (lenke til modellen). Jeg festet viften til plattformen med 2 bolter M3x12mm. Jeg brukte 2 bolter i stedet for 4 for å kunne plassere plattformen helt inntil veggen uten luftspalter.
-
Jeg monterte 3 vifter Noctua NF-A4x20 (40x20mm 12V) på printerkabinettet ved ventilasjonsåpningene. Én blåser luft inn (til høyre), og to blåser luft ut (til venstre). Åpningene på venstre side er bredere, derfor monterte jeg 2 vifter der. Jeg lot viftene blåse ut på venstre side for å unngå at utskriftsavfall ble sugd inn, siden avfallsbeholderen er der og dysen rengjøres der. Viftene skrus (jeg brukte skruene som fulgte med viftene) til en plattform (lenke til modellen) som igjen festes til printeren. På viften som blåser luft inn (til høyre for printeren), monterte jeg et beskyttelsesdeksel (lenke til modellen) som er festet med 4 bolter M3x10mm. De to viftene på venstre side krevde at jeg gjorde avfallsbeholderen mindre. Den endrede modellen er publisert i en egen profil her.
Jeg valgte Noctua-vifter fordi de har høy ytelse og samtidig, svært viktig her, et lavt støynivå. Lav støy er avgjørende for dette prosjektet med lydisolering av printeren.
Selv på full effekt er Noctua NF-A4x20 helt uhørbar når skapdørene er lukket og printeren går, mens lyden fra Noctua NF-A6x25 kan merkes fordi den blåser luft ut av skapet. For å dempe støyen fra Noctua NF-A6x25 koblet jeg den til via L.N.A.-adapteren (Low Noise Adapter) som følger med viften. L.N.A.-adapteren reduserer effekt, turtall (og ytelse) med omtrent 1/3, men reduserer støyen merkbart. Dermed holdt støynivået seg på samme nivå som før viftene ble installert, målt 1 m fra skapet: 36.5 dB(A). På 2 m avstand økte støyen bare med 0.4 dB(A) sammenlignet med uten vifter, til 36.32 dB(A).
Strømforsyning og automatisk innkobling
Alle viftene er koblet sammen med Y-adaptere og én skjøtekabel. Alle nødvendige kabler og adaptere fulgte med viftene. Hvis du ikke skal bruke Noctua-vifter, kan du trenge adaptere og skjøtekabler.
Viftene får 12V strøm fra en AC-DC-adapter.
Jeg brukte også en DC 5521-adapter for å koble viftene til AC-DC-adapteren.
For at viftene skal slå seg på når temperaturstigningen gjør det mest nødvendig, flyttet jeg termometeret og hygrometeret Xiaomi Mijia Bluetooth 2 fra skapglasset til et sted overfor viftene som blåser luft ut. I Mi Home-appen koblet jeg det til en smartstikkontakt Xiaomi Smart Plug 2 Wi-Fi som den nevnte AC-DC-adapteren er koblet til, med disse automatiseringene:
-
når temperaturen når 33 grader - slå på den smarte stikkontakten
-
når temperaturen når 32 grader - slå av den smarte stikkontakten
Dermed slås viftene bare på når den angitte temperaturen nås, noe som skjer mens printeren er i bruk. Av-funksjonen sørger også for at de slås av etter utskriften når luften ved printeren er avkjølt. Jeg fant disse temperaturgrensene empirisk for mine forhold. Hos deg kan verdiene være annerledes, siden de avhenger av skapets varmeisolering, plasseringen av viftene og termometeret, utskriftsforholdene og termistoren inne i termometeret.
Xiaomis omfattende automatisering av smarte enheter lar deg også planlegge når viftene skal slås på og av, styre dem eksternt og følge med på luftfuktighet og temperatur i Mi Home-appen.
Det målte samlede strømforbruket til viftene ved 12V var 1.7W, hvorav:
-
Noctua NF-A4x20 - 0.4W x3
-
Noctua NF-A6x25 - 0.5W (koblet via L.N.A.-adapter for å redusere turtallet og dermed støyen)
Konklusjoner om ventilasjonen:
-
Viften som blåser luft ut av skapet, Noctua NF-A6x25 ved redusert effekt og støynivå (L.N.A.-adapter) senker den generelle temperaturen inne i skapet med 1.4 °C. Hvis støyen fra viften ikke plager deg, anbefaler jeg å bruke den uten L.N.A.-adapter. Det er ikke plass til en større vifte under hyllen; 60mm er maksimum.
-
De tre viftene Noctua NF-A4x20 er montert for å kjøle printerens hovedkort ved å sirkulere luft. Dette er fornuftig fordi luften som blåses ut er 9 °C varmere enn luften inne i skapet. Løsningen reduserer definitivt risikoen for overoppheting av printerens interne komponenter.
-
Resultatene for endringen i støynivået etter installasjon av viftene er beskrevet nedenfor.
Måling av støy fra 3D-printeren etter støyreduserende tiltak
Jeg målte støyen fra printeren mens den var i drift med et UNI-T UT353BT. Jeg målte i intervaller på 10 minutter og registrerte gjennomsnittsverdien. Under målingene oppholdt jeg meg i et annet rom. Måleinstrumentet sendte de registrerte støynivåene via Bluetooth til en app på smarttelefonen.
Måleresultater på 1 m avstand:
-
utskriftsmodus Standard: 36.5 dB(A)
-
utskriftsmodus Standard med 4 vifter på: 36.5 dB(A) (uendret støynivå)
-
utskriftsmodus Silent: 35.77 dB(A)
-
utskriftsmodus Silent med 4 vifter på: 36.17 dB(A) (+0.4 dB(A))
Måleresultater på 2 m avstand:
-
utskriftsmodus Standard: 35.92 dB(A)
-
utskriftsmodus Standard med 4 vifter på: 36.32 dB(A) (+0.4 dB(A))
-
utskriftsmodus Silent: 35.59 dB(A)
-
utskriftsmodus Silent med 4 vifter på: 36.17 dB(A) (+0.58 dB(A))
Bakgrunnsstøyen i leiligheten om natten er 35.30 dB(A).
De beskrevne tiltakene mot støy fra printeren ga dermed et svært godt resultat. I det lydisolerte skapet kan Bambu Lab A1 skrive ut i Standard-modus med full hastighet. Lydisoleringen virker: Fra den andre enden av rommet er det ikke alltid mulig å høre om printeren går, så jeg må gå bort og sjekke.
Bedre utnyttelse av plassen i 3D-printerens lydisolerende skap
Etter et halvt års bruk av det lydisolerte skapet innså jeg at plassen til høyre for printeren ikke var godt nok utnyttet. Det var heller ikke særlig enkelt å bytte de bakerste filamentspolene på AMS Lite (nummer 1 og 4).
Jeg fant en passende modell med brakett for hovedkortet og et roterbart feste til AMS Lite-filamentmateren. Jeg skrudde braketten fast i taket på skapet med 3.5x25mm skruer og plasserte filamentspolene på paneler som er kompatible med IKEA SKADIS.
Med denne plasseringen kunne jeg fjerne den store rammen som AMS Lite tidligere sto på.
Den ledige plassen ga rom for flere dry box-er (hos meg 1 boks for 2 spoler + 2 bokser for 1 spole hver, som vist på bildet nedenfor), i tillegg til dry box-en som allerede sto på hyllen bak printeren. Senere gikk jeg over til 4 bokser for 1 spole hver.
Det ble betydelig enklere å sette inn en ny spole og koble den til AMS Lite. Det roterbare takfestet gjør også vedlikehold lettere og lar meg ta av AMS Lite ved behov.
På SKADIS-panelene monterte jeg en PTFE-hub-organisator med koblinger. Den holder orden på PTFE-rør og filamenttråder og kan ved behov mate filament direkte fra en dry box uten at det kommer i kontakt med luften.
Brakettene for filamentspoler på SKADIS-panelene er enkle å ta av og gir fleksibilitet ved senere omorganisering. Bruker du for eksempel hovedsakelig dry box-er og ikke trenger alle 4 spolene på SKADIS-panelet, kan du bruke den ledige plassen til små hyller for tilbehør.
3D-printede modeller og materialer brukt i denne oppgraderingen:
-
På høyre skapvegg monterte jeg hvite paneler som jeg printet og festet med 3.5x25mm skruer. Panelene er kompatible med IKEA SKADIS (lenke til modellen). To rader med paneler i følgende størrelser (bredde x høyde):
-
Første rad: 3x7, 11x9, 11x9
-
Andre rad: 3x10, 11x10, 11x10
-
-
Dry box for to spoler er laget av en beholder IKEA 365+ 10.6L (lenke til modellen).
-
Dry box for 1 spole er laget av en Vtopmart 4L beholder (lenke til modellen).
-
PTFE-hub-organisator med 8 koblinger (4 øverst og 4 nederst) (lenke til modellen).
-
Spolebrakett til SKADIS-panel (parallelt med panelet) (lenke til modellen).
-
Spolebrakett til SKADIS-panel (vinkelrett på panelet) (lenke til modellen).
-
Brakett til AMS Lite (lenke til modellen). Du trenger M3-bolter og muttere. Du finner dem her.
-
Feste på AMS Lite for PTFE-rør på filamentinntaket. (lenke til modellen).
-
Føringer for PTFE-rør mellom AMS Lite og printeren som beskytter AMS Lite-mekanismen (lenke til modellen).
-
Kuleføringer for filament som gjør det enkelt å organisere filamentbanen (lenke til modellen)
-
Holder for sekskantskrutrekkere (lenke til modellen)
-
Holder for pipenøkkelskrutrekkere (lenke til modellen)
Omorganiseringen av plassen som er beskrevet ovenfor, har gjort det betydelig enklere å bruke printeren og AMS Lite. Jeg anbefaler at du gjør det samme.
Annen nyttig informasjon
-
Jeg anbefaler deg å besøke siden om 3D-printing. Der finner du mye relevant informasjon og lenker til nyttige artikler, printeroppgraderinger og tilbehør.
-
Hvis du nettopp har begynt, åpne siden «3D-printing: hurtigstart».
Du kan også ha nytte av den omfattende informasjonen om teknologier og standarder for hurtiglading via USB-port.