長絲烘乾機外殼和主動加熱室¶
外殼定義了設備保持溫度的均勻程度、加熱器和電子設備的位置安全性,以及烘乾機的維護便利性。此頁面解釋了長絲烘乾機、主動室和類似加熱模塊的外殼設計原則。
設備外殼不只是圍繞組件的盒子。
它必須安全地保持:
- 加熱器;
- 風扇;
- 感應器;
- 電源供應器;
- 控制器;
- 端子;
- 電線;
- 連接器;
- 顯示或按鈕;
- 機械零件。
對於加熱設備,不佳的外殼即使有好的電子設備也可能造成問題:阻擋氣流、過熱控制器、摩擦電線或把塑膠放置得太靠近熱零件。
從組件佈局開始¶
在建模外殼之前,佈局真實組件:
- 控制器板;
- 電源供應器或 DC-DC 轉換器;
- 風扇;
- 加熱器;
- 溫度感應器;
- 端子;
- 保險絲;
- 電線;
- 連接器;
- 按鈕、顯示、RFID 或其他模塊。
外殼是根據實際零件尺寸設計的,而不是「大約這個尺寸」。
檢查:
- 連接器的位置在哪裡;
- USB 從哪裡退出;
- 重設按鈕按在哪裡;
- 蓋板如何移除;
- 風扇如何更換;
- 電源線如何運行;
- 板如何安裝。
分隔區域¶
在加熱設備中,按區域思考很有用:
- 熱區;
- 電子設備區;
- 電源配線區;
- 使用者區;
- 維護區。
熱區是加熱器、熱氣流、溫度感應器和附近零件。
電子設備區是控制器、顯示、低電壓感應器、邏輯電線。
電源配線區是電源供應器、SSR、MOSFET、端子、保險絲、如有則為主輸入。
使用者區是由手觸摸的所有東西:按鈕、把手、蓋板、顯示、RFID 讀取器位置。
這些區域不應隨意相交。
不要將電子設備放置在加熱器的正右邊¶
控制器、顯示、DC-DC 和電線不喜歡過熱。
保留:
- 到加熱器的距離;
- 氣隙;
- 屏障或分隔符(如果需要);
- 電子設備的通風;
- 組裝後檢查溫度的存取。
如果電子設備坐在沒有通風的密閉口袋中,即使沒有與加熱器直接接觸,它們也可能過熱。
空氣必須流向需要的地方¶
風扇本身不能保證氣流。
外殼必須引導空氣:
- 通過加熱器;
- 通過線軸或工作區;
- 通過過濾器(如果有);
- 經過感應器,在正確的點;
- 向外或按設計循環。
不佳的設計可能導致不錯的風扇和幾乎零的有用流量。空氣將沿著最小阻力路徑,通過間隙、繞過過濾器或經過加熱器。
對於風道,避免:
- 銳利變窄;
- 不必要的彎曲;
- 細長通道;
- 開放區域小的格柵;
- 沒有足夠靜壓風扇的過濾器。
為真實螺釘製作安裝座¶
不要指望自攻螺釘在薄柱上永久存在。
對於將被拆卸的外殼,最好使用:
- 黃銞热插入件;
- 口袋中的螺帽;
- 合適的板支腳;
- 標準尺寸螺釘;
- 塑膠可以凹陷的墊圈。
對於列印支腳,重要:
- 充分的直徑;
- 圓形基座;
- 沒有薄牆;
- 正確的列印方向;
- 孔周圍的材料間隙。
如果蓋板經常打開,裸露塑膠螺紋很快磨損。
電線不得摩擦¶
外殼中的電線必須固定。
您需要:
- 纜線通道;
- 綁帶空間;
- 纜線進入應力消除;
- 半徑而非銳邊;
- 與風扇的間隙;
- 與加熱器的間隙;
- 防止被蓋板夾住。
不好的情況:使用者拉外部纜線,力直接進入端子或板引腳。
更好的是纜線首先由外殼固定,然後到達連接器或端子。
不要混合主線和低電壓¶
如果設備有 110-230V AC,外殼的設計必須更加嚴格。
最低邏輯:
- 主輸入分隔;
- 保險絲可存取但受保護;
- 主端子蓋住;
- 低電壓電線不與主電線混合;
- 使用者無法觸摸主電部分;
- 在張力下電線不能從端子拉出;
- 塑膠不接觸熱端子和電源組件;
- 存在接地(如果需要)。
不要靠「圖片」發明主線安全。對於主線部分,您需要合適的端子、絕緣、應力消除、保險絲和對安全要求的理解。
預留維護存取¶
設備將需要維護。
預留存取:
- 保險絲;
- 端子;
- 控制器;
- USB 或維護連接器;
- 溫度感應器;
- 風扇;
- 過濾器;
- 加熱器;
- 安裝螺釘。
如果更換風扇需要拆焊電線或移除加熱器,設計將不會得到良好維護。
在真實溫度下驗證¶
組裝後,您需要的不僅是檢查一切配合。
驗證:
- 延長運行後電子設備溫度;
- 靠近加熱器的牆溫度;
- 塑膠是否軟化;
- 風道是否翹曲;
- 端子是否變熱;
- 與熱零件的間隙是否改變;
- 塑膠是否有氣味;
- 電線是否接觸熱表面。
首次測試最好在監督下進行,具有快速切斷電源的能力。
列印外殼前的檢查清單¶
列印之前,檢查:
- 所有真實組件都被測量了。
- 板、連接器和纜線周圍有間隙。
- 熱區與電子設備分隔。
- 氣流有清晰的路徑。
- 風扇能被更換。
- 過濾器能被更換。
- 溫度感應器能被檢查和重新安裝。
- 電線不通過銳邊。
- 有綁帶或夾子的位置。
- 主線從低電壓分隔。
- 蓋板不夾擠纜線。
- 螺釘和插入件周圍有足夠塑膠。
- 材料適合工作溫度。
- 零件變形不會使設備不安全。
常見錯誤¶
- 首先設計一個漂亮的盒子,然後試著裝配電線;
- 不為連接器預留空間;
- 阻擋電源供應器通風;
- 把控制器放在熱角落;
- 運行主線和信號電線在一起;
- 不提供纜線應力消除;
- 使用薄支腳用於螺釘;
- 忘記過濾器和風扇需要維護;
- 為熱區從 PLA 列印外殼;
- 不在延長加熱後驗證外殼。
關鍵要點¶
- 外殼根據真實組件和電線設計。
- 熱區、電子設備、電源配線和使用者區必須分隔。
- 空氣必須沿著有用的路徑流,而不是「只是某處吹」。
- 電線必須固定和保護免受銳邊、熱和張力。
- 主線無法與低電壓邏輯混合。
- 維護必須在列印前計劃,而不是組裝後。
參考資源¶
- Protolabs 網絡:3D 列印外殼設計 - 牆、間隙、凸台、肋骨和支架的實用規則。
- Prusa 知識庫:外殼導柱 - 外殼為何影響溫度、塵埃、氣味、對熱零件的存取和電源供應器放置在溫暖室外。
- FRC 設計:3D 列印設計 - 電子設備外殼、端口存取、通風和熱插入件的技巧。
- 3D 按需求:3D 列印外殼指南 - 圍繞內部組件、牆厚、夾子和散熱設計。
- 3DSearch:自訂電子設備外殼 - 通風、板支腳、螺紋插入件、間隙和 FDM 的實用尺寸。