Alfawise U30 Pro – Leise Lüfter und andere Upgrades

Im ersten Bericht über dem U30 Pro hatte ich einige Upgrades am Drucker für erforderlich oder sinnvoll gehalten. Die meisten davon habe ich inzwischen umgesetzt und bin insbesondere dem Lärm durch die Lüfter zu Leibe gerückt. Eine der ersten Maßnahmen überhaupt.
Man kann natürlich noch jede Menge anders Zeugs an den Drucker basteln, aber lediglich dass hier vorgestellte hielt ich für mich wirklich wichtig.

Absolute Priorität: Lüftertausch!

Motherboard

Der erste Lüfter, den ich austauschte, war der am Motherboard. Das war am einfachsten. Ich baute einen Noctua NF-A4x10 FLX ein. Der war dann kaum noch zu hören.
Da der Noctua mit 12V läuft, der U30 Pro aber 24V Betriebsspannung hat, habe ich in die rote Zuleitung einen Vorwiderstand von 460 Ohm/5 Watt eingelötet. Da der Lüfter permanent auf Hochtouren läuft wäre ein sog. „Step Down Modul“ sinnvoller gewesen, hatte ich nur leider nicht. Die gelbe Zuleitung des Lüfters findet übrigens keine Verwendung.

Diese Maßnahme brachte schon mal ca. 8 – 9 dBA Geräuschminderung. Klingt wenig, ist aber deutlich hörbar.

Der Noctua ist kaum zu hören – doch ist der Luftdurchsatz auch groß genug? Links, im blauen Schrumpfschlauch, der 460 Ohm Vorwiderstand

Ich werde diesen Lüfter allerdings irgendwann noch durch einen Sunon MF40202V2-1000U-A99 Lüfter ersetzen. Der schaufelt mit 13.01 m³/h wesentlich mehr Luft und da er mit 24V läuft braucht er keinen Vorwiderstand. Die Maße von 40x40x20 mm sind unproblematisch und mit 21 dBA ist er vergleichbar laut.

Druckkopf
Nachdem ich den Lüfter am Motherboard ausgetauscht hatte stellte ich fest, dass jetzt die Lüfter am Druckkopf den meisten Lärm produzierten.
Da ich dort keinen 30×30 Lüfter mehr einsetzen wollte und zugleich die Bauteilkühlung verbessern wollte, entschloss ich mich auch gleich, das Druckkopfgehäuse auszutauschen. Bei Thingiverse fand ich zwei für meine Zwecke brauchbare Modelle. Die druckte ich ich zum Ausprobieren erst einmal in PLA aus. Später würde ich dann PETG benutzen.

Das erste Modell (Thingiverse 3664125) stammt wohl von Ric’s 3D und scheint dem Druckkopfgehäuse des Two Trees Sapphire nachempfunden. Es ist schön kompakt und kühlt das Bauteil mit zwei 40×40 Radiallüftern. Ich verwende Aibecy Creality 3D 4010 Brushless. Die sind mit 20 dBA hinreichend leise und laufen mit 24V.
Das Hotend wird mit einem 40×40 gekühlt. Da setze ich v.g. Sunon ein.

Die Radiallüfter schloss ich parallel an das vorhandene Lüfterkabel an. Da sich dadurch aber ihr Widerstand ca. halbierte und sie damit mehr Strom ziehen würden, lötete ich (zunächst) einen Vorwiderstand von 120 Ohm/4Watt in das gelbe Anschlusskabel (+) ein. Damit war der alte Widerstand von 240 Ohm wieder hergestellt und die Lüfter blieben regelbar.
Anmerkung: Diesen Vorwiderstand habe ich inzwischen wieder heraus genommen. Die Lüfter sind inzwischen direkt angeschlossen und alles funktioniert einwandfrei. Siehe auch unten.

Das Testmodell des ersten Druckkopfgehäuses

Das zweite Modell (Thingiverse 3457714) arbeitet mit nur zwei 40×40 Lüftern. Auch hier verwendete ich wieder die v.g. Sunons. Das sie 20 mm tief sind stört nicht. Allerdings musste ich die Displayhalterung ein wenig hochbiegen, damit die X-Achse problemlos auf Home fahren kann.

Alle bisher genannten Lüfter habe ich mit JST BEC Stecker / Buchse 2 Pin mit dem Drucker verbunden. So können Lüfter bei Bedarf leicht ohne Löten getauscht werden.

Netzteil
Jetzt waren die Druckergräuschen schon erträglich. Nur der Netzteillüfter rauschte noch stark. Da ich keine halben Sachen machen wollte tauschte ich ihn auch noch gegen einen 60x60x15 Sunon MF60152V21000UA99 aus. Der läuft mit 24V bei einer Lautstärke von gut hörbaren 29 dBA. Allerdings scheint das Lüftergitter des Netzteilgehäuses für reichlich Geräusch zu sorgen. Bei Gelegenheit werde ich es auch noch heraus schneiden.
Doch egal welchen man nimmt, gerade dieser Lüfter muss ordentlich Luft schaufeln können! Ihn lötete ich diesmal bei der Montage an die vorhandene Zuleitung und isolierte die Lötstellen mit Schrumpfschlauch.
Ganz wichtig!: Arbeiten am Netzteil sind lebensgefährlich und sollten vom Fachmann durchführt werden. Dabei ist der Drucker immer mit dem Stecker vom Netz zu trennen. Wer trotzdem an der Elektrik oder Elektronik arbeitet um meine Vorschläge umzusetzen tut dies vollkommen auf eigene Gefahr. Ich übernehme keinerlei Haftung für daraus entstandene Schäden.

Durch den Austausch der Lüfter konnte ich den Geräuschpegel des Druckers auf ca. 45 dBA senken. Das war jetzt ok und würde noch Fertigstellung der Einhausung noch einmal deutlich verringert werden.

Gedruckte-Mods

Meine Filamentrollen hängen inzwischen im kugelgelagerten „MMU Undershelf Spoolholder“ (Thingiverse 3248102, ohne Feder) unter dem Regalbrett über dem Drucker. Funktioniert prima!

Das Filament wird durch diesen Guide geführt, damit es nicht das Fett der Trapezspindel berührt (Thingiverse 3010366).

Kein Fummelkram mehr! Das Filament kann jetzt ganz leicht von vorn oder schräg oben eingeführt werden

Der Trapezspindel habe ich am freistehenden oberen Ende ein Lager mit Kugellager (8x22x7) spendiert (Thingiverse 3538736).

Ich mag es, wenn bewegliche Teile ordentlich gelagert sind

Ein Adapter für eine normale SD-Card (Thingiverse 3433613), von vorn nutzbar. Da kommt eine Verlängerung für den Slot der Micro-SD Card rein.

Die Micro-SD hinten am U30 ist totaler Unfug, an der Seite beim U30 Pro schon wesentlich besser, doch am besten ist eine normale SD-Card, die von vorn eingesteckt werden kann

Das Flachbandkabel der Verlängerung habe ich sauber mit Clips (Thingiverse 3437162) am 20×40 Profil befestigt.

Ich mag keine herumflatternden Leitungen

Die Zugentlastung für das Heizbettkabel scheint mir wichtig um Kabelbruch vorzubeugen (Thingiverse 3474117).

Diese Modell der Zugentlastung scheint mir sehr solide

Ebenso halte ich eine Fixierung des gleichen Kabels hinten am Y-Stepper für sinnvoll (Thingiverse 3595191).

Auch das Kabel am Druckkopf hat eine Entlastung erhalten (Thingiverse 3318572).

Damit der Kabelbaum nicht so in der Gegend herum hängt habe ich ihn am 20×40 Profil befestigt (Thingiverse 3539307).

Das Teil ist mit einer M3 Schraube und einer T-Mutter am Profil befestigt

Zum gleichen Zweck ist er noch einmal mit einem 2 mm Gummi an einer Halterung (Thingiverse 3414084)am Stepper des Feeders befestigt.

Die obere Befestigung des Kabelbaums am Stepper des Feeders. Zum Ausgleich der Bewegungen der X-Achse ist der Kabelbaum mit Gummi befestigt

Zu guter letzt stellte ich den die Beine des Druckers in selbst entworfene Füsse. Diese sind mit Evazote-Schaum gepolstert und dämpfen die Betriebsgeräusche sehr wirksam.

Keine Resonanzen mehr auf dem Regalbrett

Gekaufte Mods

Die bereits erwähnte Verlängerung für SD-Cards.

Isolierung für das Heizbett. Mal sehen, was es bringt.

Die Montage des Isolierung war kein Problem. Man stanzt vier Löcher für die Federn mit einem Locheisen hinein, macht einen kleinen Ausschnitt für den Y-Stepper, aufkleben, fertig!

Silikonsocke für den Heizblock. Gut gegen Verschmutzung und hält die Temperatur stabiler.

Heizblock und Snozzle sind übrigens MK 8

Der Plastikschutz der Kabelbäume ist sehr starr und kann am Rahmen hängen bleiben. Aufgrund seiner Starrheit kann ich nicht die komplette Bauraumhöhe von 23 mm nutzen. Bei ca. 200 mm ist Schluss. Ich werde also ab dem Abzweig für den Feeder das Plastikteil gegen einen Textilschlauch tauschen. Da der längs geschlitzt ist, wird der Austausch auch nachträglich problemlos zu machen sein.

Das wären alle Upgrades, die ich am U30 Pro für sinnvoll halte. Allerdings sind sie nicht für gute Druckergebnisse erforderlich. Die liefert der Drucker vom Hause aus. Hier zum Abschluss noch ein paar Beispiele mit RG-65 Bezug:

Edit 29.09.2019 – Druckkopfgehäuse und Pertinax-Druckplatte

Die erste größere Testphase liegt jetzt hinter mir und hat zwei wesentliche Ergebnisse gebracht:
Für den Druckkopf nehme ich das Gehäuse von Ric’s 3D. Es ist einfach kompakter und die Funktion scheint etwas besser als das andere zu sein. Ich hab es noch einmal neu und besser ausgedruckt und bin sehr zufrieden damit.

Funktioniert prima! Die Habel und JST-Kupplungen stören mich nicht. Der Vorwiderstand (blau, im Hintergrund) ist inzwischen ausgelötet

Die zweite Erkenntnis ist, dass es sich auf einer angeschliffenen 2 mm Pertinax-Platte erheblich besser druckt, als auf der mitgelieferten Dauerdruckplatte. Die habe ich einfach umgedreht, Pertinax drauf und mit etwas größeren Klammern befestigt. Wichtig ist, nie, nie, nie mit den Fingern auf die Platte fassen. Die Platte saugt sofort Fett von der Haut. Wenn das aber doch einmal passiert oder die Haftung einfach nachlässt, leicht mit 400er Schmirgel drüber. Reinigen mit Aceton oder Alkohol ist m.E. nicht nötig und wenn, dann nur die kalte Platte und auf beiden Seiten.
Ich habe jedoch den Eindruck, dass die Haftkraft gerade in den häufig genutzten Bereichen eher zu- als abnimmt.

Noch nie hatte ich eine bessere erste Lage

Als Alternative werde ich aber auch noch eine 2 mm FR4-Platte (Platinenplatte ohne Kupferbeschichtung) testen.
Auch wichtig: Zum Drucken wegen der zusätzlichen 2 mm mit 10 – 20 Grad höher anheizen, dann normal weiter.

Inzwischen wird die Druckqualität zunehmend besser. Hier die „Gimbal and Switch Protection“ (Thingiverse 2633010) für meine Fernsteuerung

Edit 02.10.2019 – Zwei Transistoren für leise Lüfter

Vor ein paar Tagen bin ich zufällig auf diesen Tipp bei YouTube gestoßen. Zwei in Reihe geschaltete Transistoren des Typs 2n 4401 sollen die Lüfter am U30 deutlich leiser machen.
Nun hatte ich ja schon einiges zum leiser machen unternommen. Ich wollte aber sehen, ob da nicht noch mehr ging. Flugs für ein paar Cent etliche Transistoren in der E-Bucht bestellt, ein paar Tage später die Dinger wie abgebildet zusammen gelötet, Schrumpfschlauch drüber und in die +-Zuleitungen der Lüfter eingeschleift.
Das Ergebnis ist schlicht erstaunlich. Beim Einschalten dachte ich erst, die Lüfter laufen nicht. Ich hörte nur das leise Gebrumme und Gepiepe der Stepper. Nachgeschaut, sie liefen! Die Drehzahl scheint allerdings durch den Spannungsabfall an den Transistoren etwas verringert und im Betrieb werden die Transistoren spürbar warm. Das scheint jedoch unkritisch, denn ich habe schon etliche Stunden ohne Probleme und in guter Qualität gedruckt.

So habe ich die beiden 2n 4401 zusammen gelötet. Die flache Seite liegt oben
Fertig zum Einbau

Warum das so funktioniert weiß ich nicht. Aber es funktioniert! Von meinem Drucker höre ich nur gaaaanz leise die Stepper und ein zartes Rauschen der Lüfter. Welch Wohltat im Vergleich zum Getöse am Beginn.
Einfach mal ausprobieren. Die Kosten sind ja nur minimal.
Bei den Bauteillüftern habe ich die Transistoren inzwischen aber wieder heraus gelötet. Sie sind auch so kaum hörbar, schaufelten mir nach meinem Gefühl zu wenig Luft. Sie sind jetzt direkt – auch ohne Vorwiderstand – angeschlossen und funktionieren bestens.

Werbeanzeigen

Kommentar verfassen

Trage deine Daten unten ein oder klicke ein Icon um dich einzuloggen:

WordPress.com-Logo

Du kommentierst mit Deinem WordPress.com-Konto. Abmelden /  Ändern )

Google Foto

Du kommentierst mit Deinem Google-Konto. Abmelden /  Ändern )

Twitter-Bild

Du kommentierst mit Deinem Twitter-Konto. Abmelden /  Ändern )

Facebook-Foto

Du kommentierst mit Deinem Facebook-Konto. Abmelden /  Ändern )

Verbinde mit %s