چگونه مشکل “فرار حرارتی” در چاپگر سه‌بعدی را برطرف کنیم؟

اگر تاکنون با مشکلی مواجه شده‌اید که در آن چاپگر سه‌بعدی شما بیش از حد داغ می‌شود، صدای غیرعادی تولید می‌کند و ناگهان متوقف می‌شود، یا المنت‌های گرمایشی آن علائم خرابی نشان می‌دهند، به احتمال زیاد دچار مشکل فرار حرارتی (Thermal Runaway) شده‌اید. برخی چاپگرهای سه‌بعدی مانند Ender 3 حتی خطای “Thermal Runaway: Printer halted, please reset” را روی صفحه‌نمایش نمایش می‌دهند که نشان‌دهنده یک مشکل بحرانی در سیستم کنترل دمای چاپگر است.

فرار حرارتی چیست و چگونه رخ می‌دهد؟

فرار حرارتی می‌تواند به دلایل مختلفی رخ دهد که یکی از مهم‌ترین آن‌ها خرابی یا جدا شدن ترمیستور است. ترمیستور که در تمامی چاپگرهای سه‌بعدی وجود دارد، نقشی کلیدی در کنترل و حفظ دمای ثابت ایفا می‌کند. این قطعه با ارسال بازخورد دمایی به برد کنترل، موجب تنظیم میزان گرما در چاپگر می‌شود.

به این صورت که اگر ترمیستور تشخیص دهد که دما از حد مجاز بالاتر رفته است، برد کنترل مقدار انرژی ورودی به المنت‌های گرمایشی را کاهش داده یا به‌طور کامل قطع می‌کند. اما اگر ترمیستور دچار مشکل شود، ممکن است دمای چاپگر از حد مجاز فراتر رود، بدون اینکه سیگنال هشدار به برد کنترل ارسال شود. این وضعیت می‌تواند منجر به فرار حرارتی شود که علاوه بر خرابی چاپگر، ممکن است خطرات ایمنی نیز به همراه داشته باشد.

خدمات پرینت سه بعدی با رزین

عوامل دیگر مؤثر در فرار حرارتی

علاوه بر خرابی ترمیستور، چندین عامل دیگر نیز می‌توانند باعث بروز این مشکل شوند:

• خرابی یا آسیب‌دیدگی سیم‌های مرتبط با سیستم گرمایشی
• مشکلات نرم‌افزاری یا اختلال در سیستم عامل (Firmware) چاپگر سه‌بعدی
• نصب نادرست یا عملکرد نامناسب فن‌های خنک‌کننده

چگونه مشکل فرار حرارتی را برطرف کنیم؟

مانند هر مشکل دیگر در چاپ سه‌بعدی، فرار حرارتی نیز قابل برطرف شدن است. در ادامه، روش‌های اصولی و تخصصی برای حل این مشکل را بررسی خواهیم کرد تا بتوانید بدون نگرانی از چاپگر سه‌بعدی خود استفاده کنید.

۱. بررسی ترمیستور و اطمینان از عدم شل شدن یا آسیب‌دیدگی آن

اولین و مهم‌ترین مرحله در رفع مشکل فرار حرارتی، بررسی ترمیستور است. ترمیستور مسئول اندازه‌گیری دقیق دمای نازل یا بلوک گرمایشی بوده و اگر به درستی در جای خود قرار نداشته باشد یا اتصال مناسبی به برد کنترل (مادربرد) نداشته باشد، اطلاعات دمایی نادرستی به سیستم ارسال می‌کند. این وضعیت می‌تواند باعث گرمایش بیش از حد و در نهایت بروز فرار حرارتی شود.

اگر اخیراً هات‌ اند جدیدی نصب کرده‌اید یا تغییراتی در سیستم گرمایشی چاپگر سه‌بعدی خود اعمال کرده‌اید، لازم است یک خودتنظیم PID Auto-Tune را انجام دهید. این فرآیند به شما کمک می‌کند تا مقادیر PID را در فریمور (Firmware) به‌طور دقیق کالیبره کنید. نتیجه این کار، پایداری بهتر دما و جلوگیری از نوسانات حرارتی خواهد بود؛ عاملی که می‌تواند در پیشگیری از فرار حرارتی (Thermal Runaway) بسیار مؤثر باشد. شما می‌توانید مراحل زیر را برای انجام تعویض دنبال کنید.

1. چاپگر سه‌بعدی خود را خاموش کرده، آن را از منبع تغذیه جدا کنید و اطمینان حاصل کنید که قسمت داغ به اندازه کافی خنک شده است.

2. برای دسترسی به بلوک حرارتی که ترمیستور در آن قرار دارد، پوشش اکسترودر را باز کنید.

برای سایر چاپگرهای سه‌بعدی، بلوک حرارتی ممکن است نمایان باشد و نیازی به برداشتن پوشش اکسترودر نباشد. همچنین می‌توانید تصمیم بگیرید که کل اکسترودر را از فریم باز کنید تا راحت‌تر کار کنید.

3. سیم‌ها را از بلوک حرارتی جدا کنید و ترمیستور (سفید رنگ) را خواهید دید.

4. پوشش مارپیچی اطراف ترمیستور را بردارید تا سیم‌ها نمایان شوند. سپس، آن‌ها را بررسی کنید تا از سلامت و اتصال صحیح آن‌ها اطمینان حاصل کنید. ترمیستور را با دقت از قسمت داغ جدا کرده و بیرون بکشید؛ در انتهای آن یک سنسور خواهید دید.

5. سیم ترمیستور را دنبال کنید تا به میکروکنترلر چاپگر سه‌بعدی برسید و آن را بررسی کنید که آیا ممکن است قطع یا آسیب دیده باشد، قبل از جدا کردن آن.

موقعیت دقیق آن بستگی به نوع چاپگر سه‌بعدی شما دارد. پس از جدا کردن آن، می‌توانید جایگزین آن را خریداری کنید.

2. اطمینان حاصل کنید که حفاظت در برابر فرار حرارتی در فریم‌ور فعال است

بیشتر چاپگرهای سه‌بعدی از فریم‌ور مارلین استفاده می‌کنند و ویژگی فرار حرارتی معمولاً به طور پیش‌فرض فعال است. شما می‌توانید بررسی کنید که این ویژگی به درستی عمل می‌کند یا نه، با جدا کردن ترمیستور از چاپگر سه‌بعدی و سپس گرم کردن قسمت داغ چاپگر به دمای استاندارد. پس از رسیدن دما به مقدار استاندارد، چند دقیقه صبر کنید و سپس خطای فرار حرارتی را روی صفحه نمایش مشاهده خواهید کرد یا چاپگر متوقف خواهد شد. اما اگر چاپگر متوقف نشود و خطایی روی صفحه نمایش نشان داده نشود، به این معنی است که این ویژگی فعال نیست. شما باید آن را در فریم‌ور فعال کنید یا می‌توانید آن را به طور کامل تغییر دهید.

خدمات پرینت سه بعدی پروجت

3. بررسی کارتریج هیتر

کارتریج هیتر یک قطعه لوله‌ای شکل است که در قسمت داغ چاپگر سه‌بعدی شما قرار دارد. زمانی که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، برق را به گرما تبدیل می‌کند و دمای قسمت داغ را به مقدار دلخواه می‌رساند. این فرآیند کمک می‌کند تا دمای صحیح در نازل حفظ شود.

یکی از مشکلات رایج، اتصالات شل بین کارتریج هیتر و برد کنترل است که باعث می‌شود گرمایش یا تنظیم دما در نازل به درستی انجام نشود یا به طور کامل از کار بیافتد. همچنین، اگر کارتریج هیتر از قسمت داغ جدا شود، ممکن است نتواند به طور مؤثر نازل را گرم کند که این می‌تواند باعث نادرست بودن قرائت‌های ترمیستور شود. از طرف دیگر، سیستم کنترل به طور مداوم برق را به هیتر ارسال می‌کند تا به دمای مورد نظر برسد، که این می‌تواند باعث شود کارتریج هیتر داغ شود. بنابراین، باید آن را بررسی کرده و اطمینان حاصل کنید که همه چیز محکم است و اتصالات الکتریکی پایدار هستند. همچنین می‌توانید علائم سایش یا سوختگی را بررسی کنید؛ اگر آن‌ها را مشاهده کردید، باید آن‌ها را تعویض کنید.

خواندن مقاله “7 مشکل رایج پرینت سه بعدی با راه حل‌ها” فرصتی عالی برای آشنایی با چالش‌های متداول و راهکارهای تخصصی جهت بهبود عملکرد چاپگرهای سه‌بعدی است.

4. بررسی فن خنک‌کننده

از آنجا که کارتریج هیتر دماهای بسیار بالایی تولید می‌کند تا به نازل و بلوک حرارتی منتقل شود، سایر قسمت‌های بخش داغ باید دمای مناسبی را حفظ کنند. فن موجود در بخش داغ تضمین می‌کند که دمای ایجاد شده توسط کارتریج هیتر کنترل شده و به مناطق ناخواسته پخش نشود.

علاوه بر فن، باید از تنظیم صحیح بخش جداکننده حرارتی، یک لوله فلزی کوچک که بلوک حرارتی را به هیت‌ سینک وصل می‌کند، اطمینان حاصل کنید. این امر به جلوگیری از نفوذ گرما یا انتقال بیش از حد آن به هیت‌ سینک کمک می‌کند، که در نهایت می‌تواند موجب فرار حرارتی شود.

اگر فن خنک‌کننده از کار بیافتد یا جریان هوا مسدود شود، گرمای تولید شده توسط کارتریج هیتر ممکن است در بخش داغ تجمع یابد. بدون خنک‌کنندگی مناسب، هیت‌ سینک قادر نخواهد بود انرژی حرارتی اضافی را به طور مؤثر دفع کند، که این امر منجر به افزایش کلی دما در سراسر مجموعه بخش داغ شده و فرار حرارتی را فعال می‌کند. این مشکل می‌تواند حتی بر قرائت‌های ترمیستور تأثیر بگذارد و باعث شود که قادر به تنظیم صحیح دما نباشد.

5. مشکلات منبع تغذیه

کارتریج هیتر ممکن است در حفظ دمای ثابت مشکل داشته باشد اگر تأمین برق ناپایدار باشد. این می‌تواند باعث شود که هیتر برای رسیدن به دمای مورد نظر سخت‌تر کار کند، که نتیجه آن ممکن است گرم شدن بیش از حد یا سرمایش غیرمنتظره باشد، که سیستم کنترل چاپگر را مختل کرده و باعث می‌شود ترمیستور به درستی عمل نکند.

توان ناپایدار همچنین می‌تواند بر فن خنک‌کننده در هد چاپ تأثیر بگذارد، به طوری که ممکن است نتواند دما را به درستی تنظیم کند و در نتیجه گرما در قسمت داغ جمع شود. بنابراین، باید اطمینان حاصل کنید که تأمین برق پایدار و قابل اعتمادی وجود دارد تا کنترل دمای مناسب حفظ شود و از مشکلات فرار حرارتی جلوگیری شود.

6. بررسی سیم‌کشی

اگر سیم‌ها خراب یا شل باشند، می‌توانند به تأمین ناپایدار برق به عناصر گرمایی کمک کنند که منجر به اتصال کوتاه یا نوسانات دما و احتمال فرار حرارتی می‌شود. بنابراین، باید تمام سیم‌ها را به دقت بررسی کرده و علائم آسیب، اتصالات شل یا حتی خوردگی را جستجو کنید. به سیم‌کشی متصل به قسمت داغ و ترمیستور و اتصال آن‌ها به برد کنترل توجه کنید و اطمینان حاصل کنید که به درستی محکم شده‌اند و هیچ‌گونه علامت آسیبی وجود ندارد؛ اگر هرگونه آسیب مشاهده کردید، باید آن‌ها را تعویض یا به درستی محکم کنید.

علاوه بر سیم‌های قابل مشاهده، می‌توانید سیم‌کشی داخلی چاپگر سه‌بعدی خود را نیز بررسی کرده و اطمینان حاصل کنید که هیچ‌کدام شل یا آسیب‌دیده نیستند. اگر سیم‌ها به درستی به برد کنترل متصل نباشند، ارتباط درستی بین عناصر گرمایی و برد کنترل برقرار نخواهد شد و آن‌ها ممکن است بدون تنظیم دما به گرمایش ادامه دهند.