Потребление электроэнергии 3D-принтером во время работы

Любой 3D-принтер во время работы использует электроэнергию. Потребляемая мощность принтера будет зависеть от многих факторов. Рассмотрим расход электроэнергии различными видами 3D-принтеров, как производится расчет мощности, от чего будет зависеть эта величина и можно ли каким-либо образом сократить потребление электроэнергии.

Потребляемая мощность 3D-принтера

Номинальная потребляемая мощность 3D-принтера показывает фактическое энергопотребление устройства во время работы. Этот показатель напрямую связан с характеристиками принтера, в особенности с его производительностью.

В зависимости от принципа создания заготовок выделяют пять видов 3D-принтеров с конкретной технологией печати: SLA, SLS, FDM, DLP, MJM.

По количеству потребляемой мощности наиболее затратными считаются принтеры с лазерной стереолитографией ( SLA ) или с технологией цифрового проецирования ( DLP ), так как для печати по этим технологиям принтер сначала должен нагреть фотополимер, а после засветить напечатанную заготовку ультрафиолетовым лазером. Также многие принтеры оснащаются подогреваемым столом, который дополнительно затрачивает электроэнергию на нагрев рабочей поверхности. В самых производительных моделях, работающих по технологиям SLA и DLP, потребляемая мощность обычно не превышает величины 3 кВт.

фото1

Менее энергопотребляющими являются модели, работающие по методу селективного лазерного спекания (SLS), технологии многоструйной укладки полимера (MJM) и методу последовательного наплавления ( FDM ). Такие 3D-принтеры во время печати заготовок требуют подачи электроэнергии только для нагрева экструдера. Некоторые модели могут дополнительно оснащаться подогреваемым столом.

3D-принтеры, печатающие изделия по технологиям SLS, MJM или FDM, потребляют не более 1 кВт электроэнергии.

фото2

Сколько потребляет ватт в час?

Как рассчитать мощность?

Для расчета потребляемой мощности необходимо использовать электросчетчик, ваттметр или амперметр. При использовании последнего прибора полученные данные необходимо будет перевести в ватты.

фото3

Необходимо измерить расход электроэнергии экструдером, столом (если он имеет подогрев), электронными датчиками и контролерами, двигателями в режиме простоя и во время работы. Замеры нужно выполнять в течение часа.

Важно! При выполнении замеров принтера в целом, а не его отдельных частей, в расчетах может возникнуть погрешность. Так как экструдер и подогрев стола работают во время печати не постоянно, а около 50–60 % от всего времени печати изделия. Поэтому от полученных показателей потребления электроэнергии столом и экструдером необходимо вычесть 40–50 % величины.

После полученные данные складываются. Итоговая цифра покажет номинальную мощность принтера.

От чего зависит мощность?

Потребляемая мощность 3D-принтера напрямую зависит от его технических характеристик. Наличие подогреваемого стола и нескольких экструдеров увеличат энергопотребление.

фото4

Также на мощность устройства повлияет наличие или отсутствие теплоизоляции на столе. Установленная теплоизоляция позволит поддерживать необходимую для работы постоянную температуру поверхности при снижении температуры воздуха в помещении и не тратить электроэнергию на дополнительный подогрев стола.

Пример расчета потребления электроэнергии

При проведении замера электроэнергии, потребляемой 3D-принтером Prusa I3, был использован ваттметр.

фото5

В результате эксперимента были получены следующие показатели энергопотребления:

экструдер — 37 Вт (37 Вт – 40 % = 22,2 Вт);
стол с подогревом — 150 Вт (150 Вт – 50 % = 75 Вт);
двигатели в режиме работы — 10 Вт;
двигатели в режиме простоя — 2 Вт;
электронные датчики и контролеры — 5 Вт.

Сложив все полученные показатели, мы получаем примерную потребляемую мощность 3D-принтера — 114,2 Вт.

Можно ли снизить энергопотребление?

Снизить энергопотребление 3D-принтера возможно не используя подогрев стола и нескольких экструдеров. Также более экономичное энергопотребление обеспечит выставление более низкой температуры экструдера при печати и снижение температуры рабочей поверхности стола.

Помимо этого, рекомендуется включать принтер прямо перед началом печати, а не оставлять его просто включенным. В режиме простоя двигатели все так же продолжают работать, пусть и потребляя мало электроэнергии.

Подводя итоги, следует отметить, что 3D-печать – это не энергозатратная технология. Даже самые мощные 3D-принтеры не потребляют много электричества. Поэтому при расчете себестоимости напечатанного трехмерного изделия обычно затратами на электроэнергию пренебрегают, а учитывают только стоимость филамента.

Рекомендуем посмотреть