如何升级您的 Ender-3 3D 打印机并解决安全问题

最初的 Creality Ender-3 提高了预算 3D 打印机的标准,尽管它比十卷 PLA 细丝便宜。但是为了实现这一壮举,角落显然被削减了。

无论您拥有原始的 Ender-3、Ender-3 Pro 还是较新的 Ender-3 V2 模型,这些廉价的 3D 打印机都在设计、工程甚至安全等基本方面做出妥协。

继续阅读以了解您可以进行哪些关键升级来避免潜在问题,从可靠性和打印质量不佳到防止房屋火灾和躲避致命的神经毒剂。

Ender-3 健康和安全升级

虽然您可以立即使用 Ender-3 系列开始打印,但考虑到与 Creality 积极的成本削减措施相关的健康和安全风险,这样做并不理想。能够熔化塑料的设备具有潜在的火灾危险。当它的制造成本低廉时,这种潜力甚至更大。

安装引导套圈

Ender-3 控制器板处理将电源从 350 瓦电源单元 (PSU) 重新定向到耗电组件(例如加热床和喷嘴)的精细任务,这些组件通过连接到主板螺钉端子的电线。

与在我们家的墙壁内发现的实心铜线不同,3D 打印机布线由几根细小的铜线组成,以提高灵活性。杂散股线使相邻端子短路的风险使得将绞合线安全地插入螺钉端子变得困难。

鞋带套圈压接电线末端是解决这个问题的理想方法。

相反,Creality 用焊锡将这些电线的末端镀锡。虽然这听起来像是一个廉价的修复方法,但在螺钉端子的夹紧压力下,焊料往往会逐渐变形。电线随后变得松散,这会增加导体电阻并最终产生足够的热量来点燃附近的易燃材料。

切断镀锡线末端并将鞋带套圈压在它们上面对于 Ender-3 的长期操作安全绝对至关重要:

真正的 XT60 连接器

众所周知,Ender-3 和 Pro 型号会因假冒 XT60 连接器而自燃,该连接器充当 PSU 和加热床之间的快速断开连接。火灾危险归因于电气接触不良和塑料连接器外壳的耐火性可疑。

虽然正品XT60 连接器相对便宜,但更换程序仍然需要基本的焊接技巧。

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抛弃库存 PTFE 管

3D 打印机通过将灯丝推过加热的喷嘴来铺设塑料层。仅将热量限制在喷嘴上是很困难的,其中一些热量总是会转移到热断路器,这是一根金属管,将冷灯丝带入加热的喷嘴。

事实上,灯丝在热断裂中过早熔化是造成堵塞和堵塞的最常见原因之一。

所有热端设计均采用主动冷却散热器来缓解此问题,但仅此一项还不足以防止灯丝堵塞。

Creality 的解决方案包括使用耐热 PTFE 衬里对灯丝进行绝缘,该衬里穿过加热块并紧贴喷嘴。不幸的是,这也会使 PTFE 管暴露在超过 500°F 的温度下(打印 ABS 等材料需要)。

这是一个坏主意,因为 PTFE 在低至 395°F 的温度下会释放出对宠物鸟致命的有毒化学物质杜邦自己的研究表明,该材料在 464°F 时会释放对人体有害的有毒颗粒。进一步加热,您将接触到低剂量的化学战剂,例如 PFIB 和二战时期的神经毒气光气。

对于按规格制造的 PTFE 管来说,这一切都是正确的——更便宜的 PTFE 管在更低的温度下也很容易降解。

昂贵的 3D 打印机通过“全金属”热端组件解决了这个问题,该组件将 PTFE 管与加热器块和喷嘴物理分离。

通过使隔热层更薄,可以进一步减轻热蠕变,从而减少其热质量以阻止热传导。这也需要使用导热率低的昂贵材料,例如不锈钢和钛。

如果您负担不起全金属热端升级,最好坚持打印 PLA。但是,您仍然可以通过用 Capricorn 品牌的管子替换便宜的 PTFE 管子来安全地打印 PETG。

这是一种方便的插入式替代品,配有可防止过早热劣化的添加剂。由于更严格的公差和减少的摩擦, Capricorn PTFE 管还提高了回缩质量。

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Ender-3 打印质量和可靠性升级

现在我们确定您的 Ender-3 不会在您睡觉时杀死您,让我们继续升级以提高打印质量和整体可靠性。尽管 Ender-3 系列的设计和工程失败源于 Creality 积极的成本削减措施,但幸运的是,这些修复中的大多数都是 3D 可打印的或相当便宜。

3D 打印 Z 轴步进电机安装座

许多 Ender-3 打印机都存在 Z 轴步进电机安装不对齐的问题。这会导致从 3D 打印中明显的 Z 带伪影到 Z 轴步进电机的灾难性绑定等问题。

该解决方案相当简单,涉及为您的 Ender-3 版本打印合适的可调步进电机支架。可调节类型对于解决现有的框架错位问题特别方便。

聚四氟乙烯联轴器

PTFE 管不仅将灯丝带入加热的喷嘴,而且还确保它不会在到达那里的途中过早熔化。这使得这些接头很重要,因为它们将 PTFE 管牢固地固定到位,并防止它在缩回运动期间被推出。

库存的 Ender-3 接头在这方面不是很好,并且随着时间的推移往往会失去抓地力,这导致 PTFE 管被推出热端。在没有耐热聚四氟乙烯内衬的情况下,灯丝在到达喷嘴之前就熔化了——这就是你遇到令人讨厌的堵塞和堵塞的原因。

优质的 PTFE 接头只需几美元,但可以节省与灯丝堵塞相关的时间、精力和金钱。

双驱动齿轮挤出机

3D 打印机需要两个主要组件:用于熔化细丝的加热喷嘴,以及将熔化的细丝精确地移出(有时又移回)喷嘴的挤出机。原料挤出机组件通过将细丝夹在轴承和直切小齿轮之间来移动细丝。

不幸的是,后者压碎了灯丝,频繁回缩会加剧损坏。更糟糕的是,这种挤出机设计无法提供足够的挤出抓地力,因为只有小齿轮可以主动推动灯丝。随之而来的挤出机打滑导致​​打印质量不佳。

双驱动齿轮挤出机是一种相对便宜的解决方案,它采用一对啮合齿轮从两侧推动长丝。这些小齿轮不像普通齿轮那样是直切的,而是经过滚齿加工以牢牢抓住灯丝而不会压碎灯丝。

滚齿是一种以独特的半圆形轮廓将齿切入齿轮的加工工艺,该轮廓符合灯丝的自然圆柱形状。这确保了精确的长丝挤出,提供一致和准确的 3D 打印。

床弹簧和柔性磁性构建板

移动(或平整)构建表面对于 3D 打印的成功绝对至关重要。这是一个劳动密集型过程,可以通过敲打顽固地粘在构建板上的 3D 打印件来轻松取消。

有两种主要方法可以解决这个问题。第一个涉及使用更硬的售后弹簧升级库存弹簧,通过上述滥用更好地保持对齐。

更昂贵的解决方案涉及将库存构建表面升级为灵活的磁性表面。粘贴在可拆卸弹簧钢板上的成品 3D 打印件可以方便地与粘在床上的磁性板分开。

分离打印件是弯曲柔性板的简单问题,然后可以将其直接拍回床上而不会影响对齐。

蜘蛛轴联轴器

Ender-3 的喷嘴沿 Z 轴移动,这要归功于 8 毫米丝杠精确控制容纳喷嘴的 X 门架的上下运动。丝杠由 Z 轴步进电机提供动力,刚性联轴器将两者机械连接。

即使有最轻微的错位,联轴器的刚性特性也会很快成为一种负担。

几乎不可能找到没有摆动的完美直线丝杠——不精确的 Z 轴步进电机安装进一步加剧了这个问题。这种错位表现为 Z 带人工制品的形式,几乎困扰着野外的每一个 Ender-3。

蜘蛛式联轴器可以很好地解决这个问题。

与刚性联轴器不同,星形联轴器由三部分组成:轮毂的上半部分和下半部分,将星形联轴器夹在中间。后者由半柔性弹性体制成,旨在吸收轻微的丝杠摆动并防止轻微错位影响打印质量。

然而,星形联轴器的最大好处是它倾向于在喷嘴发生碰撞时将丝杠与步进电机分离。此类事故并不少见,星形联轴器可作为故障保护装置,保护喷嘴、床身和其他热端部件免受损坏。

这些联轴器可以立即弹回,而不会在发生事故后失去任何功能。

记得调整你的升级速度

所有这些升级都应该解决影响 Ender-3 系列的主要安全、质量和可靠性问题。避免一次应用多个升级,否则当出现问题时,故障排除将是一场噩梦。

我们故意省略了昂贵且复杂的修改,例如BLTouch自动床调平系统和双 Z 轴升级。一开始就采用这些快速修复方法不利于掌握在打印机中手动拨号的基本技能。

当您深入研究 3D 打印兔子洞时,您甚至可以使用功能丰富的售后市场升级来更换库存控制器板。但是,与您为打印机本身支付的费用相比,在升级上花费更多的钱是很容易的。到那时——就像这个古老的思想实验假设的那样——那甚至是 Ender-3 了吗?