Сколько электроэнергии потребляет 3D-принтер?

Хотя 3D-печать, безусловно, является забавным хобби, нет никаких сомнений в том, что она также может стать довольно дорогой. Не считая стоимости принтера и пластиковых нитей, вы легко можете потратить несколько сотен долларов только для начала. Еще одна повторяющаяся стоимость, которую мы не должны игнорировать, – это стоимость электроэнергии, потребляемой 3D-принтером.

Независимо от того, печатаете ли вы 3D для развлечения или для бизнеса, деньги, которые вы тратите на электроэнергию, – это то, что вам нужно. иметь в виду. Сколько электроэнергии потребляет 3D-принтер и что вы можете сделать, чтобы снизить расходы на электроэнергию?

Первый шаг: проверьте номинальную мощность вашего принтера

Как и любое электрическое устройство, ваш 3D-принтер должен иметь номинальную мощность. Например, 3D-принтер, для которого требуется 30 А 12 В, потребляет до 360 Вт мощности (мощность = ток x напряжение). Это очень высокий показатель, но только потому, что это максимальная мощность, которую может потреблять этот конкретный 3D-принтер.

Может быть очень значительная разница в потребляемой мощности, если вы печатаете при высоких температурах. , настройки высоких скоростей или с подогревом кровати. Однако между разными моделями вы можете ожидать, что принтеры с более крупными платформами будут потреблять больше энергии, а также принтеры, которые могут печатать при более высоких температурах.

Какие факторы влияют на то, сколько энергии потребляет 3D-печать?

Если вас интересует конкретное определение мощности ваш 3D-принтер требует, то лучший способ – использовать инструмент для мониторинга потребления электроэнергии. Эти инструменты действуют как интерфейс между вашим 3D-принтером и электрической розеткой, давая вам точное измерение вольт, ампер и мощности, потребляемых 3D-принтером. Хорошим примером является Kill A Watt Electricity Usage Monitor от P3.

Было бы невозможно изолировать какую-либо отдельную часть процесса 3D-печати и проверить, как она влияет на энергопотребление принтера. Вместо этого мы можем подвести итоги этих факторов и сделать вывод, сколько электроэнергии они потребляют.

Отопление на горячем конце

Один из самых энергоемких Сливные части 3D-принтера – это горячий конец, в частности, та часть сопла, которая плавит нить. Сколько энергии потребляет этот процесс, зависит от установленной вами температуры, а также от типа нити, с которой вы работаете. Если вы работаете с большим количеством высокотемпературных волокон, таких как нейлон или АБС, то вы, вероятно, потребляете много электроэнергии только на эту часть.

Нагрев печатной платформы

Температура печатной платформы зависит от температуры сопла. Это мера, которая улучшает адгезию к слою и предотвращает коробление, которое является одной из постоянных проблем при работе с высокотемпературными волокнами.

При оценке энергопотребления нагревателя необходимо учитывать два фактора. кровать – установка температуры и размер кровати. Температура также зависит от типа нити, с которой вы печатаете. Размер кровати зависит от вашего 3D-принтера. Чем больше размер кровати, тем больше энергии потребуется для поддержания заданной температуры.

Тепловые потери

Компоненты 3D-принтера могут нагреваться до температур выше 200 ° С. Они также должны оставаться при этой температуре, поэтому любые потери тепла в окружающую среду должны быть компенсированы нагревательным элементом. Это еще одна проблема для высокотемпературной 3D-печати, поскольку более горячее сопло и печатный стол неизбежно будут иметь более высокие тепловые потери. Если есть способ минимизировать тепловые потери, вы можете значительно сэкономить на расходах на электроэнергию.

Шаговые двигатели

Есть два важных набора шаговых двигателей в одном 3D-принтер: те, которые управляют шестернями экструдера, и те, которые управляют движением сопла. Хотя эти двигатели очень малы и потребляют небольшую мощность, они также должны постоянно работать в течение нескольких часов, необходимых для завершения одного проекта 3D-печати. ​​

Плата управления

Плата управления или «мозг» 3D-принтера состоит из нескольких электрических компонентов, которые помогают контролировать температуру принтера, расположение сопла, работу шестерен экструдера и различные другие тривиальные задачи. Несмотря на важность этой функции, плата управления на самом деле не потребляет много энергии.

Вывод, который мы можем сделать из этого небольшого упражнения, заключается в том, что большая часть энергии, потребляемой 3D-принтером, идет в сторону нагрева сопла и печатной платформы. Хотя это не удивительно, этот факт также дает нам представление о том, как мы можем снизить энергопотребление наших проектов 3D-печати. ​​

Сравнение энергопотребления различных моделей 3D-принтеров

Поскольку невозможно определить точное энергопотребление 3D-принтера без указания модели, мы посмотрим, сколько энергии потребляют различные модели 3D-принтеров и как это влияет на затраты.

Начнем с Monoprice Mini Delta, очень маленького и недорогого устройства типа Delta. 3D-принтер, который оказался довольно популярным среди новичков. Среди его отличительных характеристик – небольшая платформа для сборки и печатающая головка, управляемая тремя шаговыми двигателями. По имеющимся данным, Monoprice Mini Delta потребляет всего до 45 Вт во время предварительного нагрева станины и сопла. Энергопотребление во время печати немного увеличивается до 60 Вт, вероятно, из-за действия шаговых двигателей.

Чтобы обеспечить контраст, давайте посмотрим на энергопотребление Flashforge Creator Pro. Это гораздо более дорогой 3D-принтер с большей печатной платформой, жестким металлическим каркасом и встроенным корпусом. Для предварительного нагрева большой печатной платформы потребовались ошеломляющие 300 Вт мощности, в то время как для сопла требовалось немного меньше 280 Вт. Корпус оказался очень полезным для снижения потерь тепла и стабилизации мощности принтера до 250 Вт во время печати. ​​

Два 3D-принтера, на которые мы ссылались здесь, дают нам полезный диапазон значений того, как много электроэнергии могут потреблять модели разного уровня сложности – от 60 Вт до 250 Вт при печати. В переводе на кВтч этот диапазон соответствует 0,07–0,24 кВтч.

Это также позволяет нам сравнивать энергопотребление 3D-принтеров с другими устройствами, которые есть у нас в доме. Например, типичный настольный компьютер потребляет около 1,05 кВтч, что более чем в четыре раза превышает энергопотребление Flashforge Creator Pro.

Согласно данным о тарифах на электроэнергию с апреля 2020 года, средний потребитель из США платит 13,31 цента за кВтч. Это означает, что вы будете платить примерно 3,2 цента за каждый час использования Flashforge Creator Pro. Цифры для Monoprice Mini Delta еще более приятно удивляют – вы платите менее 1 цента за каждый час использования.

Эти цифры, вероятно, станут облегчением для энтузиастов 3D-печати, особенно для тех, кто оставляют свои принтеры работающими часами напролет. Хотя это не оправдание бессмысленной трате электроэнергии, все же приятно осознавать, что вы не сильно пострадали от своих текущих расходов только потому, что занялись 3D-печатью.

Советы по сокращению затрат Энергопотребление 3D-принтера

Несмотря на то, что вы примирились с тем фактом, что вы вряд ли добавите огромную сумму в свой счет за электроэнергию только потому, что используете 3D-принтер, многие из вас, вероятно, все равно ценим любые советы о том, как можно снизить энергопотребление.

1. Используйте принтер с корпусом

Как показал наш анализ Flashforge Creator Pro, наличие корпуса печатного стола может значительно снизить энергопотребление 3D-принтера в процессе печати. Это становится еще более выраженным, если вы печатаете нитью, требующей высоких температур как для сопла, так и для печатной платформы. Если вы используете недорогой принтер без встроенного корпуса, вы можете просто сделать его самостоятельно, используя пару пластиковых листов и деревянных рамок. В Интернете есть множество руководств по корпусам для самодельных 3D-принтеров.

2. Сократите время печати

Время – это фактор, о котором мы особо не говорили, но он, безусловно, один из самых важных при определении того, сколько энергии потребляет 3D-принтер. Если вы можете сократить время печати вашего проекта, вы можете значительно снизить затраты на электроэнергию.

Есть несколько способов достичь этой цели, но есть два, которые особенно эффективны: увеличение скорость печати и печать с более толстыми слоями. Очевидно, что это не тот совет, который можно принимать в вакууме. При внесении таких корректировок вам необходимо учитывать другие факторы, такие как температура печати, тип нити и уровень качества готового продукта..

3. Печатайте с использованием высокотемпературных волокон только в случае необходимости

Эксперименты с различными типами волокнистых материалов – естественная часть 3D-печати, но использование тех, для которых требуются очень высокие температуры печати, может обойтись довольно дорого в долгосрочной перспективе. . Для этого требуется не только большее количество тепла в сопле, но и более горячая печатная платформа. Разница от 30 до 40 ° C может показаться не такой уж большой, но каждая мелочь имеет значение – по крайней мере, в зависимости от того, с какой точки зрения вы придерживаетесь.

Ваш 3D-принтер без надобности, тогда вы можете придерживаться низкотемпературных волокон, таких как PLA, если вы печатаете просто для удовольствия. PLA не только экономит электроэнергию, но и является более экологически безопасным выбором из-за своей биоразлагаемой природы.

Заключительные мысли

Подумайте, сколько питание каждого из наших электрических устройств, регулярно потребляемых нами, – это лишь часть того, чтобы быть ответственным потребителем. Тот же принцип применим к 3D-принтерам. Поскольку 3D-печать быстро становится хобби для все большего числа людей, сейчас идеальное время, чтобы лучше осознавать, сколько энергии потребляют 3D-принтеры.

Приятно узнать, насколько энергоэффективны 3D-принтеры, особенно по сравнению с компьютерами и телевизорами, которые мы обычно имеем дома. Тем не менее, это не оправдание, чтобы не прилагать никаких усилий для снижения энергопотребления наших 3D-принтеров. При ответственном использовании мы можем снизить затраты на электроэнергию, выполняя свои обязанности как ответственные граждане.