Nyheder

Termisk løbsk?

ved Christian Sep 14, 2023

Thermal Runaway?

Der har været diskussioner på nettet, efter at Nero3D udførte nogle tests i sin nylige livestream om, hvordan termisk beskyttelse fungerer på vores printere. Vi takker ham for den detaljerede test, men vi tror, at der har været nogle misforståelser i denne sag.

  1. Der er beskyttelse mod termisk løbskhed i softwaren, og den virker.
  2. Først og fremmest er printeren sikker, selv hvis softwarebeskyttelsen fejler.

Og lad os forklare dette mere detaljeret.

Hardware passiv termisk løbsk beskyttelse ved design

I det mest ekstreme scenarie, hvor termistoren ikke kan aflæse en korrekt temperatur, f.eks. hvis den trækkes ud af hotenden, og softwarebeskyttelsen samtidig ikke slår til, vil det keramiske varmelegeme blive opvarmet til den højeste spænding, som er 24V, og temperaturen vil stige.

På grund af varmelegemets egenskaber, jo højere temperatur, jo højere modstand. Det er et konvergent system og fungerer som en passiv beskyttelse. Hotenden kan kun nå en maksimal temperatur på omkring 400 C, afhængigt af temperaturen i omgivelserne, og vil forblive på den værdi.

For printeren er den eneste konsekvens af dette, at filamentet i dysen bliver varmet op til det punkt, hvor det nedbrydes og udsender røg. Det er ikke varmt nok til at forårsage en brand, og printeren vil ikke få nogen permanent skade.

Bemærk venligst, at dette er et antaget ekstremt scenarie, som vi kun støder på i fejlinduktionsforsøg. Vi har softwarebeskyttelse, som forhindrer dette i at ske.

Beskyttelse mod termisk løbskhed i software

I virkeligheden er der flere softwarebeskyttelser på plads. Det nemmeste tilfælde er, når termistoren trækkes ud af forbindelseskortet; her vil MCU'en bemærke det med det samme og afbryde strømmen til varmelegemet efter 5 sekunder. Og HMS vil slå alarm og give dig løsninger.

1
Termistor frakoblet printet vil udløse beskyttelse efter 5 sekunder

Det sværeste tilfælde er, når termistoren stadig giver en aflæsning, men den ikke afspejler temperaturen i hotend'en (f.eks. hvis termistoren ikke er i hotend'en).

For at beskytte systemet mod falske aflæsninger overvåger MCU'en på værktøjshovedet varmeeffekten og temperaturaflæsningen og sammenligner den med en termisk modelforudsigelse. Hvis varmelegemet f.eks. varmer ved maksimal effekt, men temperaturaflæsningen ikke stiger tilsvarende, vil systemet betragte det som unormalt. Hvis denne unormalitet fortsætter længe nok (indstillet til 3 minutter nu), vil softwarebeskyttelsen træde i kraft og afbryde strømmen til varmelegemet.

Hvorfor indstiller vi det til 3 minutter i stedet for 3 sekunder?

Fordi en meget sofistikeret termisk tilstand i MCU'en er udfordrende, og det er svært for systemet at forstå eksterne usikkerheder. Måske er siliciumstrømpen midlertidigt blevet trukket af, eller brugeren piller ved hotenden og prøver måske at løsne den med noget metalværktøj, som dræner varme fra hotenden. Da systemet er sikkert, og der ikke er nogen brandfare, sætter vi beskyttelsen til 3 minutter for at undgå, at falske alarmer ødelægger et print.

Når du udfører et fejlinduktionseksperiment, som f.eks. at trække termistoren ud af hotenden, skal du vente i 3 minutter, så vil du bemærke, at beskyttelsen træder i kraft, og der vises en HMS-meddelelse på skærmen. Så den "manglende beskyttelse mod termisk løbskhed" er en simpel misforståelse.

1
En unormal dysetemperatur vil udløse beskyttelsen efter 3 minutter.

Vi har dobbelttjekket alt

Efter at vi så kommentarer på nettet om termisk løbskhed, satte vi eksperimenter op for at dobbelttjekke alle beskyttelser, og vi har bekræftet, at alle de passive og aktive beskyttelser fungerer som forventet.

Vi ved, at en rygende hotend er skræmmende, og vi bør undgå det, selv om det ikke fører til brand. Vi vil implementere en mere sofistikeret termisk model i softwaren og arbejde på at forkorte forsinkelsen, før beskyttelsen træder i kraft.

Vi takker alle, der har rapporteret dette problem, og vi er glade for at se al den feedback, der kommer fra fællesskabet, som hjælper os med at forbedre vores produkter. Det er dejligt at vide, at vi har en brugerbase, der bekymrer sig så meget om vores produkter og vores fællesskab. Vi vil altid byde konstruktive forslag og ideer fra vores community velkommen.