top of page

Звукоизолирующий шкаф для 3D принтера

 

Оглавление

​​
​
​
Зачем нужна звукоизоляция для 3D принтера?

 

Принтер Bambu Lab A1 является очень быстрым и в то же время тихим принтером (если не самым тихим) по сравнению с конкурентами и старшими моделями от Bambu Lab. Производитель заявляет об уровне 48дБ(А) после проведения шумовой и вибрационной калибровки принтера и включения режима Silent.

В моем случае принтер располагается в жилой комнате, поэтому его тихая и быстрая работа - ключевой фактор при покупке.

​

Действительно, Silent режим, заметно снижает шум во время печати, но при этом он замедляет и скорость печати на 50%, из положительного, стоит отметить улучшение качества печати.

Также, во время печати поддержек, вентилятор заметно шумит.

Но даже в Silent режиме шум принтера оказался для меня неприемлемо высоким, он отвлекает от чтения и просмотра телевизора.

Выходом из ситуации могла бы печать ночью за закрытой дверью в Silent режиме, но это не удобно и не для того покупался скоростной принтер, чтобы печатать медленно, а значит проблема шума требовала решения.

​

⇧ to the table of contents ⇧
Решение по звукоизоляции

 

Решение по обеспечению звукоизоляции на первый взгляд простое - необходимо разместить принтер в отдельном шкафу закрытому со всех сторон. Нюанс в том, что в качестве шкафа я рассматривал исключительно стандартную мебель IKEA т.к. инвестировать в сделанную под заказ мебель специально для принтера - выходило за рамки бюджета.

Также я хотел сделать решение которое мог бы повторить другой человек, а значит нужно было использовать максимально стандартные и доступные элементы мебели.

Также шкаф должен был быть компактным т.к. у меня в квартире очень ограниченное свободное пространство.

​

После изучения каталога мебели IKEA оказалось, что никакой из полностью закрытых шкафов IKEA не подходил из-за размеров (максимальная внутренняя глубина 53.5см) т.к. у принтера движется стол, а также необходимо предусмотреть дополнительное место позади принтера для подключения кабелей. Не хватало буквально несколько сантиметров. Расположение принтера вдоль шкафа, в свою очередь, создавало бы неудобства в работе с принтером, а также мне требовалось где-то рядом разместить AMS Lite систему для мультицветной печати.

​

Поиск на Reddit привел меня на статью с очень удачной идеей использования мебели из кухонной серии IKEA METOD которая как раз немного глубже стандартных шкафов. Из минусов использования напольной кухонной мебели для этой цели - шкафы серии IKEA METOD не имеют "потолка". Эти шкафы предполагают установку сверху кастомизированной общей рабочей поверхности-плиты, что не только дорого, но и долго (индивидуальное изготовление под заказ).

Но габариты шкафа (80x60x80, внутренняя глубина 58см) идеально подходили для моей цели и этот шкаф был взят за основу будущего звукоизолирующего шкафа.

Для шкафа я выбрал стеклянные двери IKEA ENKÖPING (40x80) для обеспечения визуального наблюдения за процессом печати.

К дверям были докуплены 2 набора по 2 дверных навеса IKEA UTRUSTA 110° и 1 набор с 2 стальными ручками IKEA KALLRÖR 213 mm (устанавливаются сверлением дверцы).

​

Для достижения успеха в создании максимальной шумоизоляции установки одного лишь шкафа мало, поэтому были дополнительно приобретены листы (6шт 70*50см) автомобильной шумоизоляции из бутилкаучука (Alubutyl), которыми были обклеены все поверхности шкафа включая двери.

Дополнительно, для снижения низкочастотных шумов и вибраций, был установлен под принтер сэндвич из двух материалов разной плотности: спрессованная резина и вспененная губка. Я обернул сэндвич в плотную пленку т.к. резина издавала запах.​

Считается более эффективным для целей шумоизоляции располагать сендвич более плотной частью вверх. 

​

​​

Вопрос с "крышей" шкафа был решен установкой самой простой двери без рельефа IKEA VEDDINGE (60x80), которая прекрасно подошла по габаритам. Я прикрутил её 4 шурупами (12-15мм) к металлическим рейкам шкафа которые содержали отверстия для прикручивания верхней плиты.

В дополнение к шкафу я взял полку IKEA UTRUSTA (80x60) (набор из 2х штук) и установил одну полку внутри шкафа снизу, тем самым подняв высоту расположения принтера, что не только повысило удобство работы с ним, но и позволило использовать образовавший отсек для хранения аксессуаров, пластика и скрыло кабели.

Вторую полку я положил на пол, в целях улучшения шумоизоляции и чтобы поднять немного весь шкаф.

Дополнительно для шумоизоляции я использовал нетканный материал IKEA STOPP FILT положив один слой на пол, еще слой между полкой (на полу) и шкафом, а также на внутреннюю полку.

Также я положил дополнительно 1 лист автошумоизоляции между полкой на полу и шкафом.

​

Заднюю стенку шкафа я повернул на 180градусов (квадратными щелями вниз), для того чтобы спрятать эти две квадратные щели за полку и использовать их для размещения силового кабеля.

​

​​

Еще один дополнительный элемент шумоизоляции - резиновая TESA прокладка в виде Е-профиля по периметру шкафа со стороны дверей, для того чтобы исключить зазоры между дверью и шкафом. Использовал 3 метра двойного профиля.

​

 

Внутри шкафа, помимо принтера Bambu Lab A1 и AMS Lite, на фотографии ниже, вы можете увидеть следующие объекты:

  • Прямоугольная белая пластиковая рама на которой стоит AMS Lite (ссылка на модель)

  • Низкопрофильная серая подставка для AMS Lite (ссылка на модель) вместо оригинальной.

  • DryBox на две катушки (он расположен под AMS Lite внутри рамы). DryBox сделан на основе контейнера IKEA 365+ 10.6L (ссылка на модель).

  • Слева от принтера распечатанные и прикрученные к стенке шкафа белые панели совместимые с системой IKEA SKADIS (ссылка на модель)

  • Слева от принтера внизу - компактная корзина для сбора отходов печати не закрывающая вентилляционные отверстия в корпусе (ссылка на модель)

  • За принтером установлена полка (ссылка на модель) на которой стоит DryBox на 1 катушку на основе Vtopmart 4L контейнера (ссылка на модель). Также на эту полку можно установить активную сушку Sunlu S2, либо эту сушку можно поставить на основную полку шкафа перед драйбоксом на 2 катушки.

  • Также за принтером наклеен на стенку квадрат из белой PTFE пленки для цели снижения трения о стенку шкафа кабеля соединяющего принтер и hotbed.

  • Контейнеры для мелких аксессуаров размещенных IKEA SKADIS-совместимой панели (ссылка на модель).

  • Переходники для AMS Lite на катушки SUNLU/JAYO (два вида: разборная катушка и неразборная)

  • На стекле дверцы шкафа в левом верхнем углу установлен термометр-гигрометр Xiaomi. Отличная качественная модель с мобильным приложением. Я устанавливаю эти гигрометры во всех своих DryBox и контролирую влажность через приложение MI Home, сохранятся история значений, можно смотреть изменение в динамике. Замеры температуры показывают, что внутри шкафа, во время печати, температура не поднималась выше 39 градусов летом и 31 градус зимой. Максимальная разница между температурой в комнате и шкафу составляла 13 градусов.

  • Освещение выполнено с помощью установки светодиодной (LED) ленты (Auxmer 12V 4000K 95CRI 14.4W/метр) длинной 40см. Заявленная мощность ленты соответствует действительности и 40см ленты требуют 6W при 12V и 4W при 11V. Питание ленты осуществляется тремя последовательно соединенными Li-Ion аккумуляторами Liitokala 18650 c встроенной защитой BMS. Аккумуляторы установленны в холдер. В качестве альтернативы подключаю сборку из 4х аккумляторов формата АА с повышающим до 12V (boost) модулем. Включение света происходит по нажатию кнопки (кнопка подключена в разрыв цепи между LED лентой и источником питания. LED лента установлена на двух рейках с наклоном 45градусов (ссылка на модель). Рейки печатались PETG пластиком т.к. PLA не подходит из-за размягчения при росте температуры. Оригинальную модель реек пришлось модифицировать (установил высоту 12мм и ширину 12мм) т.к. LED лента слишком туго входила в пазы рейки.

 

Снаружи шкафа(справа) установил держатель ковриков для печати. (ссылка на модель)​

На шкафу (видно на первой фотографии в начале статьи) установлены 2 холдера катушек рассчитанные на 6 катушек каждый, также можно на них сверху еще по 6 катушек разместить (ссылка на модель).

​

⇧ to the table of contents ⇧
Вентиляция шкафа и охлаждение электронных компонентов принтера

​

Несмотря на то, что температура в звукоизолирующем шкафу во время печати (в том числе длительной более 9ти часов) не поднималась выше 13 градусов в сравнении с температурой в комнате, я принял решение улучшить дизайн шкафа и добавить следующие изменения:

  • установлен Noctua NF-A6x25 (60х25мм 12V) вентилятора на отверстие в левом нижнем углу шкафа (предварительно расширив его). Вентилятор установлен на платформу (ссылка на модель). Вентилятор прикрутил к платформе 2-мя болтами M3x12mm. Использовал 2 болта вместо 4-х, чтобы разместить платформу вплотную к стенке без воздушных зазоров.

  • установлены 3х Noctua NF-A4x20 (40х20мм 12V) вентиляторов на корпус принтера в районе вентиляционных отверстий. Один на вдув (справа) и два на отвод воздуха (слева). Вентиляционные отверстия слева шире, потому там установлено 2 вентилятора. Установка вентиляторов на выдув именно слева сделано с целью избежать возможного засасывания мусора печати т.к. именно слева находится корзина для мусора и происходит очистка сопла. Вентиляторы прикручиваются (использовал саморезы из коробок с вентиляторами) к платформе (ссылка на модель) которая, в свою очередь, крепится к принтеру. Вентилятор который используется на вдув воздуха (справа от принтера) установил защитную крышку (ссылка на модель) которая прикручена 4мя болтами M3x10mm. Установка двух вентиляторов с левой стороны потребовала уменьшение корзины для мусора. Соответствующая измененная модель опубликована отдельным профилем здесь.​

Выбор вентиляторов Noctua обусловлен их высокой производительностью и при этом, что очень важно, низким шумом, а низкий шум является решающим фактором для этого проекта по звукоизоляции принтера.

 

При работе на полной мощности звук работы Noctua NF-A4x20 при закрытых дверях шкафа и работающем принтере, совершенно не слышен, а звук от Noctua NF-A6x25 можно заметить. т.к. он выдувает воздух за пределы шкафа. Для снижения шума от Noctua NF-A6x25 я подключил его через L.N.A.-адаптер (Low Noise Adapter) идущий в комплекте с вентилятором. L.N.A.-адаптер уменьшает мощность, обороты (и производительность) примерно на 1/3, но заметно снижает уровень шума, что позволило остаться на том же шумовом уровне как и до установки вентиляторов при расстоянии в 1 метр от шкафа - 36.5дБ(А), в 2-х метрах рост шума только на 0.4дБ(А) по сравнению с вариантом без вентиляторов - 36.32дБ(А). 

​​

​

Все вентиляторы соединены между собой Y-образными переходниками и одним удлинителем. Все необходимые кабели и переходники шли в наборе с вентиляторами. Если Вы не планируете использовать Noctua вентиляторы, тогда вам могут понадобиться адаптеры и удлиннители. 

Питание с напряжением 12V вентиляторы получают от AC-DC адаптера.

Я также использовал DC 5521 адаптер​, чтобы соединить вентиляторы с AC-DC адаптером.

​​

Для того чтобы обеспечить включение вентиляторов в момент когда это наиболее необходимо при росте температуры, я переместил установленный на стекле шкафа термометр-гигрометр Xiaomi Mijia Bluetooth 2 напротив вентиляторов выдува воздуха и связал в приложени Mi Home с умной розеткой Xiaomi Smart Plug 2 Wi-Fi к которой подключен упомянутый выше AC-DC адаптер питания следующими сценариями:

  • при достижении температуры 33 градуса - включить розетку

  • при достижении температуры 32 градуса - выключить розетку

Таким образом, вентиляторы включаются только при достижении установленной температуры, что происходит во время работы принтера, а благодаря условию на отключение можно не беспокоиться о их отключении после окончания печати и остывания принтера. Указанные значения температуры включения и отключения я определил эмпирическим путем конкретно для моих условий. В вашем случае могут быть другие значения т.к. это зависит от теплоизоляции шкафа, размещения вентиляторов, термометра, условий печати и термистора внутри термометра.

​

Также благодаря развитым возможностям настройки сценариев для "умных устройств" Xiaomi, можно создать сценарий с условием на включение/отключение по расписанию, а также удаленно управлять включением/отключением и контролировать значения влажности и температуры из приложения Mi Home.

​

Зарегистрированная общая мощность вентиляторов при 12V составила 1.7W из которых:

​

​​​

Выводы по вентиляции:​

  • Работа вентилятора на выдув воздуха из шкафа Noctua NF-A6x25 в режиме сниженной мощности и сниженным шумом (L.N.A-адаптер) приводит к понижению общей температуры внутри шкафа на 1.4 градуса. Если Вас издаваемый вентилятором шум не будет беспокоить, рекомендую использовать его без L.N.A-адаптера. Установить большего размера вентилятор под полкой не получится, 60мм это максимум.

  • 3 вентилятора Noctua NF-A4x20 установлены с целью охлаждения материнской платы принтера обеспечивая циркуляцию воздуха. Установка таких вентиляторов имеет смысл т.к. температура выдуваемого воздуха на 9 градусов выше, чем температура воздуха внутри шкафа. Такое решение определенно снижает риск перегрева внутренних компонентов принтера.

  • Выводы по изменению шума в результате установки вентиляторов описаны ниже.

​

⇧ to the table of contents ⇧
Измерение шума 

​

Я провел измерения шума работающего принтера с помощью прибора UNI-T UT353BT. Измерения проводились интервалами по 10минут и фиксировалось среднее значение. Во время измерений я находился в другом помещении. Значения величины шума зафиксированное измерительным прибором и передавалось по Bluetooth в приложение на смартфоне.

​

Результаты измерения на расстоянии 1 метр:

  • режим печати Standart: 36.5дБ(А)

  • режим печати Standart c включенными 4 вентиляторами: 36.5дБ(А) (уровень шума без изменений)

  • режим печати Silent: 35.77дБ(А)

  • режим печати Silent c включенными 4 вентиляторами: 36.17дБ(А) (+0.6дБ(А))

Результаты измерения на расстоянии 2 метра:

  • режим печати Standart: 35.92дБ(А)

  • режим печати Standart c включенными 4 вентиляторами: 36.32дБ(А) (+0.4дБ(А))

  • режим печати Silent: 35.59дБ(А)

  • режим печати Silent c включенными 4 вентиляторами: 36.17дБ(А) (+0.58дБ(А))

​Значение фонового шума в квартире, ночью составляет 35.30дБ(А).

​​​

​​​

Таким образом, описанные выше средства по снижению шума от работающего принтера дали прекрасный результат. Находясь в таком шумоизолирующем шкафу принтер Bambu Lab A1 может печатать в режиме Standart на полной скорости. Шумоизоляция выполняет свою функцию и не всегда даже слышно c другого конца комнаты работает ли принтер вообще и нужно подходить к нему и проверять.

​

⇧ to the table of contents ⇧
Другая полезная информация

​

  • Рекомендую посетить страницу о 3D печати, там много полезной информации и ссылок на полезные статьи, апгрейды принтера и аксессуары.

  • ​3D ДрукАрмия - Международное волонтерское сообщество владельцев 3D-принтеров, которые хотят помочь украинским военным защитить свой дом от российского вторжения, печатая учебное, медицинское оборудование и (если волонтер захочет) также изделия, связанные с военной тематикой. 

  • Если Вам пригодилась подготовленная мной информация на этой странице, прошу меня поддержать, перейдя по ссылке на сайт Amazon и заказать себе все что угодно, цены на товары при этом для Вас не изменятся. Огромное Вам спасибо!

​

⇧ to the table of contents ⇧
bottom of page