Scelta e manutenzione dell’alimentatore della stampante 3D

L’alimentatore è sicuramente il componente più importante della stampante 3D. Infatti è grazie a questo componente se l’elettronica della stampante riceve corrente elettrica per funzionare. Sopratutto nelle stampanti 3D autocostruite, la scelta dell’alimentatore potrà risolvere molti problemi in futuro.

I parametri dell’alimentatore da verificare

Prima di procurarci un alimentatore, dobbiamo capire su quali parametri dobbiamo basare la nostra scelta. Fondamentalmente dobbiamo basarci sul Voltaggio (sia in ingresso che in uscita) e sulla potenza.

Il voltaggio in ingresso deve corrispondere al voltaggio che abbiamo in casa (circa 230V in Italia), mentre il voltaggio in uscita deve corrispondere a quello richiesto dalla scheda della stampante (solitamente 12V).

La potenza è sicuramente la più difficile da valutare, in quanto dipende da molti fattori e sopratutto non può essere trovata nelle specifiche tecniche della stampante 3D. Viene misurata in Watt, ma noi utilizzeremo una sua unità correlata: l’Ampere (A).

La potenza (W o A)

Questo parametro è importantissimo. Un alimentatore poco potente infatti non sarà in grado di fornire abbastanza corrente alla stampante e andrà in modalità protezione, cioè non erogherà corrente. Non confondere la modalità protezione con l’interruzione di corrente.

Normalmente una stampante 3D con letto riscaldato può consumare circa 15A di corrente, che a 12V corrispondono a 180W. Normalmente però si utilizza un margine di sicurezza, questo per compensare eventuali sbalzi che portano la stampante a chiedere più potenza per un breve periodo di tempo.

Questo margine è normalmente del 200%, quindi dovremo comprarne uno da almeno 30A, tipo questo.

Il voltaggio (V)

Come abbiamo detto prima, il voltaggio abbiamo detto prima che deve corrispondere a 230V in entrata e solitamente 12V in uscita. Potete verificare il secondo parametro nelle specifiche tecniche della scheda di controllo della vostra stampante 3D.

Tutti gli alimentatori possono avere una piccola discrepanza tra il voltaggio nominale e quello effettivo. Il nostro compito una volta effettuato l’acquisto è quello di fare delle semplici regolazioni per portare il voltaggio effettivo il più vicino possibile a quello nominale.

Per fare queste regolazioni dobbiamo utilizzare un potenziometro che si trova sull’alimentatore, solitamente a fianco dei morsetti per i cavi e segnalato con la sigla V ADJ (Voltage Adjust). Avremo bisogno di un multimetro e di un cacciavite. Del multimetro abbiamo già parlato nell’articolo su come regolare la vref dei driver, ma ne parleremo nuovamente qui.

 

ATTENZIONE

Il comportamento illustrato di seguito potrebbe essere pericoloso se effettauto scorrettamente. Sebbene gli alimentatori moderni siano dotati di sistemi di sicurezza anti-shok per evitare scosse elettriche è consigliabile usare molta attenzione durante le operazioni seguenti.

 

Per misurare il voltaggio erogato dall’alimentatore:

• Regola il multimetro in modo che da leggere un voltaggio di almeno 12V
• Posiziona il puntale negativo (nero) del multimetro sul morsetto dell’uscita negativa dell’alimentatore (V – oppure COM)
• Posiziona il puntale positivo (rosso) del multimetro sul morsetto dell’uscita positiva dell’alimentatore (V +)

Quindi leggi il valore mostrato sullo schermo. Se è troppo diverso da 12, muovi la vite in corrispondenza di V ADJ in modo da ottenere 12V più precisi possibile.

Adesso hai regolato correttamente il voltaggio dell’alimentatore.

Se l’alimentatore si surriscalda

L’alimentatore funziona in linea di principio prendendo i 230V della linea di casa e facendo uscire solamente 12V. Questo processo funziona eliminandno i 218V di corrente in eccesso, ma per il primo principio della termodinamica, questa energia non può seplicemente scomparire, ma deve essere trasformata in qualcosa.

I nostri alimentatori, come tutti gli altri, trasformano questo surplus di energia in calore. L’effetto principale è che l’alimentatore tende a scaldarsi, e tanta più energia sarà richiesta tanto più calore sarà generato. Un alimentatore progettato per grandi potenze sarà in grado di dissipare meglio questo calore, rimanendo quindi ad una temperatura più bassa.

Come risolvere quindi il problema del surriscaldamento?

Innanzitutto se il problema si verifica quando l’alimentatore è stato acquistato da un pò, ma non si verificava prima, potrebbe essere colpa della polvere. I dissipatori passivi infatti non sono in grado di lavorare correttamente se ricoperti di polvere o materiale simile, possiamo risolvereme semplicemente soffiandoci sopra per rimuovere i depositi di polvere.

Se il surriscaldamento avviene anche quando l’alimentatore è nuovo, allora potrebbe essere un problema di sottodimensionamento, ovvero l’alimentatore non è in grado di fornire abbastanza potenza alla stampante 3D e si surriscalda.

Se il problema è lieve possiamo risolvere con un sistema di raffreddamento attivo invece che passivo (come questa ventola), oppure comprando un alimentatore più potente e dotato di ventola di raffreddamento (come questo da 40A).

La manutenzione dell’alimentatore

L’alimentatore è una parte della stampante che non necessita di molta manutenzione, ma ogni tanto potrebbe essere necessario dargli una controllata. Cosa verificare?

Tra le cose fondamentali è bene effettuare una nuova regolazione del voltaggio, per assicurarsi che sia ancora tarato correttamente e nel caso procedere come spiegato prima.

E’ bene anche considerare che gli alimentatori tendono a generare calore, infatti la corrente in entrata a 230V viene ridotta a 12V. Questo processo funziona trasformando la corrente in eccesso. Gli alimentatori sono dotati di sistemi di raffreddamento passivi che eliminano il calore, ma questi diventano inefficaci se della polvere vi si deposita sopra.

Quindi tra le opere di manutenzione ordinaria possiamo collocare la pulizia dell’alimentatore per rimuovere la polvere, tenendo in considerazione che questo non deve mai essere smontato, in quanto contiene corrente elettrica anche quando non è collegato alla presa. Inoltre l’aperta farà automaticamente scadere la garanzia.

I consumi dell’alimentatore

Prima abbiamo parlato di prendere sistemi di alimentazioni più potenti del necessario, addirittura raddoppiando la potenza. A questo punto in molti si preoccuperanno per la propria bolletta. Niente da temere!

Alimentatore più potente non significa maggiori consumi! Infatti sarà generata solo la corrente richiesta dalla stampante. Ciò significa che un sistema da 400W non consumerà mai 400W, ma solo quelli richiesti della stampante in quel momento.

In conclusione un alimentatore da 400W se collegato alla stessa stampante richiederà la stessa quantità di corrente elettrica di uno da 1000W, in quanto non vengono utilizzati al massimo della loro potenza.

Ma esiste un modo per capire quali sono gli esatti consumi dell’alimentatore? E magari capire anche quanta corrente elettrica è stata consumata anche per una singola stampa? La risposta è si, la misura può essere fatta da chiunque con questo semplicissimo strumento del quale abbiamo parlato nell’articolo sul consumo energetico della stampante 3D.