Danger dans l'impression 3D sur une batterie lithium-ion

J'ai donc acheté un Lulzbot Mini il y a quelques mois et j'ai finalement téléchargé la version Ultimaker de Cura ... Boy ... ai-je manqué ...

Une fonctionnalité mise en œuvre par Ultimaker Cura que je cherchais est une fonction "pause à hauteur z" ("outil de post-traitement"). Je construis des prototypes d'un appareil électronique et créer deux pièces qui s'emboîtent semble bien pire que d'imprimer une seule pièce. Si je pouvais suspendre mon impression, insérer mon électronique et continuer à imprimer, mon appareil aurait l'air beaucoup plus professionnel (même si cela prenait plus de temps).

Ma seule préoccupation est la batterie lithium-ion. En ce moment, j'imprime en TPU. Avec un lit chauffé à 40 degrés Celsius et une extrudeuse chauffée à 240 degrés Celsius, il semble y avoir un risque important que la batterie au lithium-ion atteigne une température supérieure à 60 degrés Celsius (endommageant la cellule, provoquant une explosion potentielle). Certes, je ne sais pas ce que signifie réellement "60 degrés Celsius". Cela pourrait signifier qu'une seule partie de l'emballage doit atteindre cette température, ou cela pourrait signifier que la température interne de l'ensemble du LiPo devrait atteindre cette température. Dans les deux cas, les chiffres ne semblent pas bons.

D'un autre côté, le lit chauffant n'a sûrement pas besoin de rester chauffé au-delà des premières couches? De plus, je peux créer un "toit" pour la batterie LiIon sous laquelle je peux la glisser, fournissant du TPU isolant avant le reste de l'appareil. Je pense que l'impression se passerait en toute sécurité comme ça, mais évidemment, une explosion serait vraiment très mauvaise. Comme si ça brûlerait probablement ma maison et que je m'endormirais quand ça arriverait.

Quelqu'un at-il une expérience dans ce domaine? Existe-t-il un moyen d'éteindre le lit chauffant à mi-impression? Je suppose que je peux insérer une ligne de g-code pendant la pause? Cela affectera-t-il le reste de l'impression que vous pensez? Suis-je paranoïaque? L'extrudeuse peut-elle réellement faire passer la chaleur à travers un isolant de 1 à 2 mm et provoquer une explosion? Quelqu'un sait comment la chaleur se propage du matériau d'impression liquide initial à travers le reste de la structure?

Avez-vous d'autres conseils ou choses à considérer avant de poursuivre?

Un type de pause plus spécifique peut être utile, si quelqu'un en connaît.

Il y a une option pour insérer directement des commandes supplémentaires à une hauteur Z spécifique, pas besoin de les entrer manuellement.

Cela dit, c'est une mauvaise idée d'éteindre le lit chauffant pendant l'impression, car cela détachera souvent complètement l'objet du lit (c'est un peu le point d'avoir le lit chauffé en premier lieu: meilleure adhérence pendant l'impression, et retrait plus facile par la suite).

Je n'imprimerais pas sur une batterie pour l'enfermer, non seulement parce qu'elle est susceptible d'endommager la batterie, mais aussi de garder la batterie échangeable. Enfermer le reste de la conception dans un boîtier est possible, mais normalement il est plus facile d'imprimer deux pièces distinctes qui peuvent être vissées ensemble à travers un trou dans le PCB.

Donc, l'expérience: ça ne vaut généralement pas le coup.

Je devrais voir votre design pour commenter davantage, mais pourquoi ne pas simplement changer votre modèle avec le couvercle ou le dessus qui peut être fusionné plus tard ou attaché d'une autre manière?

Il est possible d'éteindre le lit chauffé après une certaine couche. Il semble qu'il y ait une discussion ici avec le code G: Cura peut-il désactiver un lit chauffé en cours d'impression?

J'éviterais personnellement d'exposer la batterie à la chaleur générée par le hotend ou la plaque de construction. Les imprimantes seules peuvent brûler votre maison. Pourquoi le combiner avec la puissance impressionnante d'une batterie lithium-ion?

Si votre lit chauffant est à 40 ° C et qu'il n'est pas dangereux jusqu'à 60 ° C, je ne m'inquiéterais pas.

Le lit chauffant est ce qui chauffe l'objet imprimé, pas la tête d'impression. Il va évidemment le chauffer un tout petit peu dans une petite zone locale lors de l'impression, mais la chaleur se dissipe rapidement, n'affectant que très peu la température de l'objet.

Si vous êtes inquiet, essayez d'obtenir un thermomètre laser et surveillez la température de surface de la batterie pendant un test d'impression. Ils sont comme 10 $, donc ce n'est pas un gros investissement pour l'essayer.

Alternativement, vous pouvez peut-être faire un test d'impression avec un stand-in pour la batterie, et intégrer une sonde de température dans le stand-in, et surveiller la température en temps réel pendant l'impression.

Bien que le lit ne puisse atteindre que 60 °, l'extrusion au-dessus de la batterie sera plus proche de 200 ° C. Certes, il y aura un flux de chaleur assez faible, mais cela provoquera toujours le vieillissement de la batterie. Au minimum, une isolation ou un emballage au-dessus de la batterie semblerait être une décision judicieuse. Cela pourrait être du matériel imprimé et vous pourriez imprimer par-dessus si vous voulez vraiment sceller la pièce.

Rappelez-vous également que lorsque les cellules LiPo vieillissent, elles génèrent du gaz (conçu pour être piégé dans la poche) et gonflent. Vous devriez essayer d'éviter tout risque de crevaison si cela se produit.

Bien. Première. Si jamais vous pensez, hmm, cela pourrait provoquer une explosion. NE LE FAITES PAS. SÉRIEUSEMENT. Modifiez le design pour pouvoir insérer la batterie.

Cela dit, la plupart des logiciels vous permettent de définir une température de chauffage par couche. J'ai le mien réglé via simplify 3d. J'utilise généralement ce paramètre pour l'extrémité chaude, car j'aime avoir la première couche chaude. Vous obtiendrez de mauvais résultats en faisant cela avec le lit, car vous provoquerez probablement une expansion ou un rétrécissement suffisant de l'impression. Il vaut mieux ne pas utiliser le lit chauffant pour l'impression plutôt que de l'éteindre. Regardez aussi dans les radeaux. C'est ainsi que makerbot aide à atténuer leurs lits sans chaleur. Un fan vous aidera également ..

ENCORE, n'essayez rien qui pourrait faire exploser quelque chose. Il y a beaucoup de variables que vous ne connaissez pas, telles que la conductivité du plastique et la quantité qui traversera le hotend jusqu'à la batterie. Ou comment les spécifications sont-elles pour cette batterie.

Déchargez complètement la batterie, il n'y a donc aucun risque d'inflammation si la membrane se casse. Les cellules de la batterie sont généralement protégées par du ruban Kapton (LiPo) ou peut-être même du métal (LiIon). Les deux résisteront à la température de 240 ° C. L'inconvénient est que les cellules sont endommagées après une décharge profonde. Vous devez ensuite jeter la batterie.

Ce à quoi je m'attendrais quand vous faites ça:

Une batterie profondément déchargée va gonfler car les solvants s'échappent. Cela se produira également si vous chauffez suffisamment la batterie (>> 60 degrés). Les gaz eux-mêmes peuvent être enflammés à nouveau, mais sont capturés dans notre enveloppe Kapton scellée à l'air :) L'allumage de ces gaz sera comparable à un bref éclair avec un vaporisateur.

La température n'est pas suffisante pour endommager l'enveloppe. Les solvants ne seront pas non plus très dangereux dans cette plage de température. En cas de panne mécanique de la membrane, il ne se passera plus rien.

De solvants et additifs :