Ljudisolerat skåp för 3D-skrivare av IKEA-möbler
Innehållsförteckning
-
Varför behövs ljudisolering för en 3D-skrivare?
-
Lösning för ljudisolering och vibrationsdämpning av 3D-skrivaren
-
Ventilation av skåpet och kylning av 3D-skrivarens elektronik
-
Mätning av buller från 3D-skrivaren efter åtgärderna för att minska ljudnivån
-
Optimering av utrymmet i 3D-skrivarens ljudisolerade skåp
-
Annan användbar information
Varför behövs ljudisolering för en 3D-skrivare?
Jag placerade en Bambu Lab A1 i ett skåp av vanliga köksmöbler från IKEA METOD, klädde det med billjudisolering och lade till tyst ventilation med Noctua-fläktar. Resultatet blev 36.5 dB(A) på 1 m avstånd vid utskrift med full hastighet, med ett bakgrundsljud i lägenheten på 35.3 dB(A). Som jämförelse anger tillverkaren 48 dB(A) i läget Silent utan skåp.
Bambu Lab A1 är en mycket snabb och samtidigt tyst skrivare (om inte den tystaste) jämfört med konkurrenterna och Bambu Labs större modeller. Tillverkaren anger en ljudnivå på 48 dB(A) efter kalibrering av skrivarens ljud och vibrationer och aktivering av läget Silent.
I mitt fall står skrivaren i ett bostadsrum, så tyst och snabb drift var avgörande för mitt köp.
Läget Silent minskar verkligen ljudet märkbart under utskrift, men sänker samtidigt utskriftshastigheten med 50%. En positiv effekt är bättre utskriftskvalitet.
Fläkten hörs också tydligt när stödstrukturer skrivs ut.
Men även i läget Silent var skrivarens ljud oacceptabelt högt för mig. Det störde mig när jag läste och tittade på tv.
En lösning kunde vara att skriva ut på natten bakom stängd dörr i läget Silent, men det är opraktiskt. Jag köpte inte en snabb skrivare för att skriva ut långsamt, så ljudproblemet behövde lösas.
Ytterligare fördelar med att använda en sluten låda för skrivaren är:
-
Den stoppar drag, som kan försämra utskriftskvaliteten genom sämre vidhäftning och skevning (warping).
-
Den bidrar också till att minska dammansamlingen på skrivaren, särskilt på extrudern. Med tiden kan dammet täppa till den och göra det nödvändigt att utföra den ganska besvärliga rengöringsmetoden cold-pull.
Lösning för ljudisolering och vibrationsdämpning av 3D-skrivaren
Lösningen för ljudisolering verkar enkel vid första anblicken: skrivaren behöver stå i ett separat skåp som är slutet på alla sidor. Haken var att jag bara övervägde standardmöbler från IKEA, eftersom ett specialbeställt skåp för skrivaren låg utanför min budget.
Jag ville också skapa en lösning som andra kan bygga likadant, så jag behövde använda så vanliga och lättillgängliga möbeldelar som möjligt.
Skåpet behövde dessutom vara kompakt eftersom jag har mycket begränsat utrymme i lägenheten.
Val av skåp
När jag gick igenom IKEAs sortiment visade det sig att inget av deras helt slutna skåp passade på grund av måtten (maximalt invändigt djup 53.5cm). Skrivarens byggplatta rör sig, och bakom skrivaren behövs dessutom plats för kablarna. Det fattades bokstavligen några centimeter. Att ställa skrivaren längs skåpet (vrida den 90 grader) skulle i sin tur göra den svårare att använda, och jag behövde också få plats med AMS Lite för flerfärgsutskrifter i närheten.
En sökning på Reddit ledde mig till ett inlägg med en mycket bra idé: att använda möbler ur IKEAs köksserie IKEA METOD som är lite djupare än vanliga skåp (för den amerikanska marknaden går det att använda den mycket liknande serien SEKTION, som är något smalare men har samma djup). Nackdelen med att använda ett golvstående köksskåp för det här ändamålet är att skåpen i serien IKEA METOD saknar ett ovanskydd. Tanken är att de ska få en gemensam, anpassad bänkskiva ovanpå, vilket både är dyrt och tar tid att specialbeställa.
Men skåpets mått (80x60x80cm, invändigt djup 58cm) passade perfekt för mitt ändamål, så jag använde det som grund för mitt framtida ljudisolerade skåp.
Till skåpet valde jag glasdörrar IKEA ENKÖPING (40x80cm) så att jag kan följa utskriften visuellt.
Till dörrarna köpte jag också 2 uppsättningar med 2 gångjärn vardera IKEA UTRUSTA 110° och 1 uppsättning med 2 stålhandtag IKEA KALLRÖR 213mm (monteras genom att borra i dörrarna).
För att få så bra ljudisolering som möjligt räckte det inte med enbart skåpet. Därför köpte jag också 6 ark (70x50cm) billjudisolering av butylgummi (Alubutyl), som jag klädde alla skåpets ytor med, även dörrarna, men inte glaset.
För att ytterligare minska lågfrekvent ljud och vibrationer lade jag en sandwich av två material med olika densitet under skrivaren: pressat gummi och skumgummi. Jag slog in den i tjock plastfilm eftersom gummit luktade.
För ljudisolering anses det effektivare att lägga sandwichen med den tätare sidan uppåt.
Jag löste frågan om skåpets 'tak' med en enkel, slät dörr IKEA VEDDINGE (60x80cm) som passade perfekt i storlek. Jag skruvade fast den med 4 skruvar (12-15mm) i skåpets metallskenor, som har hål för att fästa en bänkskiva.
Jag kompletterade skåpet med en hylla IKEA UTRUSTA (80x60cm) (säljs i ett set om 2) och monterade den ena lågt inne i skåpet. Det höjde upp skrivaren, gjorde den lättare att arbeta med och skapade ett fack för tillbehör och filament där jag också kunde dölja kablarna.
Den andra hyllan lade jag på golvet för att förbättra ljudisoleringen och höja hela skåpet lite.
Som ytterligare ljudisolering använde jag fiberduk IKEA STOPP FILT: ett lager på golvet, ett mellan hyllan på golvet och skåpet samt ett på den invändiga hyllan.
Jag lade dessutom 1 ark biljudisolering mellan hyllan på golvet och skåpet.
Jag vände skåpets bakstycke 180° (med de fyrkantiga öppningarna nedåt) för att dölja de två öppningarna bakom hyllan och använda dem för strömkabeln.
Ett annat ljudisolerande inslag är en gummilist från TESA med E-profil runt skåpets öppning vid dörrarna, för att täta springorna mellan dörrarna och skåpet. Jag använde 3 m dubbelprofil.
Vad finns i skåpet
På bilden nedan kan du, förutom Bambu Lab A1 och AMS Lite, se följande saker inne i skåpet:
-
En rektangulär vit plastram som AMS Lite står på (länk till modellen)
-
Ett lågt grått stativ för AMS Lite (länk till modellen) i stället för originalet.
-
En dry box för två spolar (den står under AMS Lite inne i ramen). Denna dry box är byggd av en behållare IKEA 365+ 10.6L (länk till modellen).
-
Till vänster om skrivaren sitter vita utskrivna paneler som är kompatibla med systemet och fastskruvade i skåpväggen med skruvar på 3.5x25mm IKEA SKADIS (länk till modellen). Två rader paneler med följande mått (bredd x höjd):
-
första raden: 3x7, 11x9, 11x9
-
andra raden: 6x11, 5x11, 7x11
-
-
Längst ned till vänster om skrivaren finns en kompakt behållare för utskriftsavfall som inte blockerar ventilationsöppningarna i höljet (länk till modellen)
-
Bakom skrivaren sitter en hylla (länk till modellen) med en dry box för 1 spole, byggd av en Vtopmart 4L behållare (länk till modellen). På hyllan kan man också ställa en aktiv tork Sunlu S2, eller ställa torken på skåpets huvudhylla framför dry boxen för 2 spolar.
-
Bakom skrivaren har jag också fäst en fyrkant av vit PTFE-film på väggen för att minska friktionen mellan skåpväggen och kabeln som förbinder skrivaren med hotbed.
-
Behållare för små tillbehör sitter på en panel som är kompatibel med IKEA SKADIS (länk till modellen).
-
Adaptrar till AMS Lite för spolar SUNLU/JAYO av två slag: för delbara och odelbara spolar.
-
Uppe till vänster på skåpdörrens glas sitter en termometer och en hygrometer från Xiaomi. Det är en mycket bra modell med mobilapp. Jag använder sådana hygrometrar i alla mina dry boxes och övervakar luftfuktigheten i appen Mi Home. Mätvärdena sparas så att förändringar över tid går att följa. Temperaturmätningarna visar att det under utskrift aldrig blev varmare än 39 °C i skåpet på sommaren och 31 °C på vintern. Den största skillnaden mellan temperaturen i rummet och i skåpet var 13 °C.
-
Belysningen består av en LED-list (4000K 90CRI) som är 40cm lång. Listen drivs av tre seriekopplade Li-Ion-batterier Liitokala 18650 med inbyggt BMS-skydd. Batterierna sitter i en hållare. Som alternativ ansluter jag ett paket med 4 AA-batterier och en modul som höjer spänningen till 12V (boost-modul). Ljuset tänds med en knapp som bryter kretsen mellan LED-listen och strömkällan. LED-listen sitter på två skenor som lutar 45° (länk till modellen). Skenorna skrev jag ut i PETG eftersom PLA mjuknar när temperaturen stiger. Jag behövde ändra originalmodellen för skenorna (till 12mm höjd och 12mm bredd) eftersom LED-listen passade för trångt i skenornas spår.
På utsidan av skåpet, till höger, monterade jag en hållare för byggplattor (länk till modellen).
Ovanpå skåpet (syns på den första bilden i början av artikeln) monterade jag 2 spolhållare med plats för 6 spolar var. Ytterligare 6 spolar kan placeras ovanpå var och en (länk till modellen).
Ventilation av skåpet och kylning av 3D-skrivarens elektronik
Trots att temperaturen i det ljudisolerade skåpet under utskrift (även utskrifter som varade mer än 9 timmar) inte översteg rumstemperaturen med mer än 13 °C, bestämde jag mig för att förbättra skåpets konstruktion med följande ändringar:
Fläktar
-
Jag monterade en fläkt Noctua NF-A6x25 (60x25mm 12V) över öppningen i skåpets nedre vänstra hörn, efter att först ha vidgat den. Fläkten sitter på en plattform (länk till modellen). Jag skruvade fast fläkten på plattformen med 2 skruvar M3x12mm. Jag använde 2 skruvar i stället för 4 för att kunna sätta plattformen tätt mot väggen utan luftspringor.
-
Jag monterade 3 fläktar Noctua NF-A4x20 (40x20mm 12V) vid ventilationsöppningarna i skrivarens hölje. En blåser in luft (till höger) och två blåser ut luft (till vänster). Ventilationsöppningarna till vänster är bredare, därför sitter 2 fläktar där. Jag placerade utblåsfläktarna just till vänster för att undvika att skräp från utskrifterna sugs in, eftersom avfallsbehållaren står där och munstycket rengörs där. Fläktarna skruvas fast (jag använde de självgängande skruvarna som följde med fläktarna) på en plattform (länk till modellen) som i sin tur fästs vid skrivaren. På fläkten som blåser in luft (till höger om skrivaren) satte jag ett skydd (länk till modellen) som sitter fast med 4 skruvar M3x10mm. För att få plats med två fläktar på vänster sida behövde jag minska storleken på avfallsbehållaren. Den ändrade modellen finns publicerad som en separat profil här.
Jag valde Noctua-fläktar för deras höga kapacitet och, minst lika viktigt, låg ljudnivå. Låg ljudnivå är avgörande i det här projektet för att ljudisolera skrivaren.
När fläktarna går på full effekt hörs Noctua NF-A4x20 inte alls med skåpdörrarna stängda och skrivaren igång, medan ljudet från Noctua NF-A6x25 går att uppfatta eftersom den blåser ut luft ur skåpet. För att minska ljudet från Noctua NF-A6x25 anslöt jag den via L.N.A.-adaptern (Low Noise Adapter) som följde med fläkten. L.N.A.-adaptern minskar effekten, varvtalet (och kapaciteten) med ungefär 1/3, men sänker ljudnivån märkbart. Därmed blev ljudnivån på 1 m avstånd från skåpet densamma som innan fläktarna installerades: 36.5 dB(A). På 2 m avstånd ökade ljudnivån bara med 0.4 dB(A) jämfört med utan fläktar, till 36.32 dB(A).
Strömförsörjning och automatisk start
Alla fläktarna är ihopkopplade med Y-adaptrar och en förlängningskabel. Alla nödvändiga kablar och adaptrar följde med fläktarna. Om du inte tänker använda Noctua-fläktar kan du behöva adaptrar och förlängningskablar.
Fläktarna får 12V ström från en AC-DC-adapter.
Jag använde också en DC 5521-adapterför att ansluta fläktarna till AC-DC-adaptern.
För att fläktarna ska starta när de behövs som mest, när temperaturen stiger, flyttade jag den termometer och hygrometer Xiaomi Mijia Bluetooth 2 som satt på skåpets glas till en plats mitt emot utblåsfläktarna. I appen Mi Home kopplade jag ihop den med ett smart uttag Xiaomi Smart Plug 2 Wi-Fi som den ovannämnda AC-DC-adaptern är ansluten till, med följande scenarier:
-
när temperaturen når 33 grader - slå på det smarta uttaget
-
när temperaturen når 32 grader - stäng av det smarta uttaget
Fläktarna startar alltså först när den inställda temperaturen nås, vilket sker när skrivaren arbetar. Tack vare avstängningsvillkoret behöver jag inte heller oroa mig för att de ska fortsätta gå efter utskriften när luften kring skrivaren har svalnat. Jag tog fram de angivna temperaturerna för start och stopp empiriskt utifrån mina förhållanden. I ditt fall kan andra värden behövas, beroende på skåpets värmeisolering, fläktarnas och termometerns placering, utskriftsförhållandena och termistorn i termometern.
Tack vare de omfattande inställningarna för Xiaomis smarta enheter kan man också skapa ett scenario som slår på och av enligt ett schema, styra på och av på distans och övervaka luftfuktighet och temperatur i appen Mi Home.
Fläktarnas uppmätta sammanlagda effekt vid 12V var 1.7W, varav:
-
Noctua NF-A4x20 - 0.4W x3
-
Noctua NF-A6x25 - 0.5W (ansluten via L.N.A.-adaptern för att sänka varvtalet och därmed ljudnivån)
Slutsatser om ventilationen:
-
När fläkten som blåser ut luft ur skåpet, Noctua NF-A6x25 körs med lägre effekt och lägre ljudnivå (L.N.A-adapter) sjunker den allmänna temperaturen inne i skåpet med 1.4 °C. Om fläktens ljud inte stör dig rekommenderar jag att använda den utan L.N.A-adapter. Det går inte att montera en större fläkt under hyllan; 60mm är max.
-
De 3 fläktarna Noctua NF-A4x20 sitter där för att kyla skrivarens moderkort genom att cirkulera luften. Det är motiverat att montera sådana fläktar eftersom luften som blåses ut är 9 °C varmare än luften inne i skåpet. Lösningen minskar definitivt risken för att skrivarens interna komponenter överhettas.
-
Slutsatserna om hur ljudnivån förändrades efter att fläktarna monterats finns nedan.
Mätning av buller från 3D-skrivaren efter åtgärderna för att minska ljudnivån
Jag mätte ljudet från skrivaren i drift med hjälp av en mätare UNI-T UT353BT. Varje mätning pågick i 10 minuter och medelvärdet registrerades. Under mätningarna befann jag mig i ett annat rum. Mätarens registrerade ljudnivåer överfördes via Bluetooth till en app i min mobil.
Mätresultat på 1 m avstånd:
-
utskriftsläge Standard: 36.5 dB(A)
-
utskriftsläge Standard med 4 fläktar igång: 36.5 dB(A) (oförändrad ljudnivå)
-
utskriftsläge Silent: 35.77 dB(A)
-
utskriftsläge Silent med 4 fläktar igång: 36.17 dB(A) (+0.4 dB(A))
Mätresultat på 2 m avstånd:
-
utskriftsläge Standard: 35.92 dB(A)
-
utskriftsläge Standard med 4 fläktar igång: 36.32 dB(A) (+0.4 dB(A))
-
utskriftsläge Silent: 35.59 dB(A)
-
utskriftsläge Silent med 4 fläktar igång: 36.17 dB(A) (+0.58 dB(A))
Bakgrundsljudet i lägenheten på natten är 35.30 dB(A).
De beskrivna åtgärderna för att minska ljudet från skrivaren gav alltså ett utmärkt resultat. Inne i det ljudisolerade skåpet kan Bambu Lab A1 skriva ut i läget Standard med full hastighet. Ljudisoleringen gör sitt jobb: från andra änden av rummet hörs det inte alltid ens om skrivaren är igång, så jag måste gå fram och kontrollera.
Optimering av utrymmet i 3D-skrivarens ljudisolerade skåp
Efter ett halvårs användning av det ljudisolerade skåpet kom jag fram till att utrymmet till höger om skrivaren inte användes optimalt. Det var också ganska besvärligt att byta de bortre filamentspolarna på AMS Lite (nummer 1 och 4).
Jag hittade en lämplig modell av ett roterbart fäste för AMS Lites moderkort och filamentmatningssystem. Jag skruvade fast fästet i skåpets tak med skruvar på 3.5x25mm och placerade filamentspolarna på paneler som är kompatibla med IKEA SKADIS.
Den placeringen gjorde att jag kunde ta bort den stora ramen som hade fungerat som stativ för AMS Lite.
Det frigjorda utrymmet gav plats för fler dry boxes (i mitt fall 1 låda för 2 spolar och 2 lådor för 1 spole var, som syns på bilden nedan), utöver den dry box som redan stod på hyllan bakom skrivaren. Senare gick jag över till att använda 4 lådor för 1 spole var.
Det blev betydligt enklare att sätta dit en ny spole och ansluta den till AMS Lite. Det roterande fästet i skåpets tak underlättar också underhåll och gör det enkelt att ta loss AMS Lite vid behov.
På SKADIS-panelerna monterade jag en PTFE-navorganisatör med kopplingar. Den håller ordning på rören och filamenttrådarna och kan vid behov även mata filament direkt från en dry box utan kontakt med luften.
Med lättavtagbara fästen för filamentspolarna på SKADIS-panelerna kan jag enkelt ändra och optimera inredningen framöver. Om du till exempel mest använder dry boxes och inte behöver alla 4 spolarna på SKADIS-panelen kan du sätta upp olika små hyllor för tillbehör på den lediga platsen.
Utskrivna modeller och material som jag använde för den här uppgraderingen:
-
På skåpets högra vägg sitter vita utskrivna paneler som är kompatibla med systemet, fastskruvade med skruvar på 3.5x25mm IKEA SKADIS (länk till modellen). Två rader paneler med följande mått (bredd x höjd):
-
första raden: 3x7, 11x9, 11x9
-
andra raden: 3x10, 11x10, 11x10
-
-
Dry box för två spolar, byggd av en behållare IKEA 365+ 10.6L (länk till modellen).
-
Dry box för 1 spole, byggd av en Vtopmart 4L behållare (länk till modellen).
-
PTFE-navorganisatör för 8 kopplingar (4 upptill och 4 nedtill) (länk till modellen).
-
Spolfäste för SKADIS-panel (parallellt med panelen) (länk till modellen).
-
Spolfäste för SKADIS-panel (vinkelrätt mot panelen) (länk till modellen).
-
Fäste för AMS Lite (länk till modellen). Du behöver M3-skruvar och muttrar, som finns här.
-
Tillsats till AMS Lite för att fästa PTFE-rör på filamentmatningens sida. (länk till modellen).
-
Styrningar för PTFE-rören mellan AMS Lite och skrivaren, som skyddar AMS Lite-mekanismen (länk till modellen).
-
Kulformade filamentstyrningar som gör det lätt att ordna filamentets väg (länk till modellen)
-
Hållare för sexkantsskruvmejslar (länk till modellen)
-
Hållare för hylsskruvmejslar (länk till modellen)
Den beskrivna optimeringen av utrymmet har gjort det betydligt enklare att arbeta med skrivaren och AMS Lite. Jag rekommenderar att du gör samma sak.
Annan användbar information
-
Jag rekommenderar sidan om 3D-utskrift. Där finns mycket relevant information och länkar till användbara artiklar, uppgraderingar av skrivaren och tillbehör.
-
Om du precis har börjat, öppna sidan "3D-utskrift. Snabbstart".
Du kan också ha nytta av den utförliga informationen om tekniker och standarder för snabbladdning via USB-port.