Hyperon Pro Druckbett Hallo zusammen, ich möchte euch mein aktuelles Heizbettprojekt vorstellen und zur Diskussion stellen. Vorsicht: Dies ist eine lange Mail! Hintergrund ist der folgende: Ich habe gerade ein Upscaling eines Hadron-Pro gemacht und den Druckraum auf ca. 400 x 400 x 300 mm vergrößert. Warum, weshalb, wieso soll nicht Thema sein. Dazu brauche ich nun auch ein größeres Heizbett. Ich realisiere es gerne über eine Platine (PCB-Heizbett). Dazu habe ich auch ein klein wenig Benchmarking gemacht und ein paar Berechnungen angestellt (dazu unten mehr). Hier die geplanten Kenndaten: Heizbett Hyperon Pro (ja, einen Namen habe ich auch schon dafür:):-)) Maße: 400 x 400 mm² = 160.000 mm2 Dicke: 2,5 mm FR4, einseitig mit 70 µm Cu Mehrere Stromkreise, die separat angesteuert werden können. Zur Verteilung der Leistung jeder Stromkreis unterteilt in parallele Segmente (wie z. B. beim MK3 auch). Vorteile: Wenig Energieverluste, wenn kleinere Teile gedruckt werden Nachteile: Kompizierter zu regeln Mindestens zwei Thermofühler notwendig Eventuell Spannungen im Bettmaterial und ungleichmäßige Temperaturverteilung (Falls dies auch bei 2.5 mm FR4 Material der Fall sein sollte, so wird rückseitig eine 1 – 1.5 mm dicke Carbonplatte angeklebt) Alternative 1: Drei getrennte Stromkreise: K1: Innenkreis erwärmt Fläche 200 x 200 mm² (40.000 cm²) K2: Aussenkreis I erwärmt die umgebende Fläche bis 300 x 300 mm² (50.000 cm²) K3: Aussenkreis II erwärmt die gesamte Aussenfläche 400 x 400 mm² (70.000 cm²) Alternative 2: Zwei Stromkreise: K1: Innenkreis erwärmt Fläche 200 x 200 mm² (40.000 mm²) K2: Aussenkreis erwärmt die umgebende Fläche Aussenfläche 400 x 400 mm² (120.000 cm²) Alternative 3: Zwei Stromkreise: K1: Innenkreis erwärmt Fläche 300 x 300 mm² (90.000 cm²) K2: Aussenkreis erwärmt die umgebende Fläche Aussenfläche 400 x 400 mm² (70.000 cm²) Alternative 4: Zwei Stromkreise mit annähernd identischer Fläche K1: Innenkreis erwärmt Fläche 280 x 280 mm² (78.400 mm²) K2: Aussenkreis erwärmt die umgebende Fläche Aussenfläche 400 x 400 mm² (81.600 mm²) Variante 4 scheint am besten (siehe angehängte Skizze): Vorteile: - Auch beim Dualextruderdruck noch annehmbare Fläche, wenn nur der Innenbereich geheizt wird - Nahezu identische Heizleistungen beider Kreise Ansteuerungsoptionen: Ein eigener Mikrocontroller misst die Temperatur an mehreren Stellen und steuert das Heizbett selbstständig. Nach aussen wird nur ein Mittelwert an die Firmware gemeldet und ein Steuersignal empfangen (sieht aber auf den ersten Blick kompliziert zu realisieren aus). Alternativ dazu: Optisch entkoppelte MOS-FET-Treiber setzen das Steuersignal direkt um. Sonstige Features: - LED-Leiste zur Darstellung des Heizens (vorne am Bett) - Anschraubterminals für eine sichere Verbindung bei den hohen Strömen - an den rückwärtigen Rand geführte Anschlüsse für Thermistor(en) - je vier Befestigungslöcher M5 für Senkkopfschrauben an den Ecken sowie den Seiten (analog Helios-Bett). Dadurch 3-Punkt-Lagerung möglich, wenn vielleicht auch bei der Größe nicht sinnvoll. Netzteilalternativen: 24 V / 30 A => 720 W 24 V / 13 A => 320 W Benchmarking MK3: Fläche 200 x 200 mm2 = 40.000 mm2 Isolationsabstand 8 mil = 0,2 mm Leiterbahnbreite: 43 mil = 1,092 mm Insgesamt vier parallele Segmente Leiterbahnlänge pro Segment: 39 x 199 mm = 7761 mm (ohne Schleifenenden) Ergibt: R=Rspez ∙ l/(b∙h) R=1.69∙10E-5 Ω∙mm∙(7761 mm)/(1,092 mm∙0,035 mm) R=3,43 Ω Bei insgesamt 4 gleichen Segmenten: 1/Rges=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4 ergibt sich mit R1 = R2 = R3 = R4: Rges=R1/n Rges=(3,43 Ω)/4=0,86 Ω Daraus ergibt sich eine Leistung von P = U^2/R = (12 V)^2/(0,86 Ω) = 170 W Die flächenbezogene Leistungsdichte beträgt demnach: (effektive Bettgröße 200 x 200 mm) I=P/A=(170 W)/(40.000 mm^2 )=0,00425W/(mm^2 ) Da ich kein MK3 besitze konnte ich nicht nachmessen. Für das Panucatt-Helios-Bett ergibt sich folgendes: Vergleich Helios-Bed: Fläche 200 x 200 mm2 Gemessener Widerstand: 0,89 Ω Dies scheint also zu passen!   Berechnung der Kenndaten meines Hyperon Pro: Flächenbezogene Leistungsdichte wie bei MK3: I =0,00425W/(mm^2 ) (siehe oben). Daraus ergibt sich eine Leistung bei einer Fläche von 400 x 400 mm2 von P=I∙A=0,00425W/(mm^2 )∙160.000 mm^2=680 W (Für Drucke in PLA reicht sicher auch die Hälfte) Netzteilalternativen: 24 V / 30 A => 720 W 24 V / 13 A => 320 W Berechnungsbeispiel 1: Netzteil: 24 V / 13 A => 320 W Leistung: 2 x 150 W (150 W je Stromkreis, 20 W Reserve) Spannung: 24 V Daraus ergibt sich ein Widerstand je Kreis (siehe oben: Alternative 4) von: R = U^2/P = (24 V)^2/(150 W) = 3,84 Ω Spezifischer Durchgangswiderstand von Cu: 1.69∙10E-5 Ω∙mm Dicke der Cu-Bahn: 70 µm = 0.070 mm Leiterbahnbreite: 1 mm Der spezifische Durchgangswiderstand: R= Rspez ∙ l/A mit R: gemessener Widerstand l: Länge des Leiters A: Querschnittsfläche und die Fläche A=b ∙h mit b: Breite der Bahn h: Dicke der Bahn ergeben für die Länge der Leiterbahn: l=R/Rspez ∙b ∙h Es ergibt sich also mit den Ausgangsgrößen: R = 3.84 Ω Rspez = 1.69∙10E-5 Ω∙mm b = 1 mm h = 0,070 mm l=(3,84 Ω)/(1.69∙10E-5 Ω∙mm)∙1 mm∙0,070 mm l=15.905 mm Bei einer Dicke von 1 mm muss die Bahn demnach 15.905 mm lang sein. Berechnungsbeispiel 2: Netzteil: 24 V / 30 A => 720 W Leistung: 2 x 350 W (350 W je Stromkreis) Spannung: 24 V Daraus ergibt sich ein Widerstand je Kreis (siehe oben: Alternative 4) von: R = U^2/P = (24 V)^2/(350 W) = 1,65 Ω Spezifischer Durchgangswiderstand von Cu: 1.69∙10E-5 Ω∙mm Dicke der Cu-Bahn: 70 µm = 0.070 mm Leiterbahnbreite: 1 mm Der spezifische Durchgangswiderstand: R= Rspez ∙ l/A mit R: gemessener Widerstand l: Länge des Leiters A: Querschnittsfläche und die Fläche A=b ∙h mit b: Breite der Bahn h: Dicke der Bahn ergeben für die Länge der Leiterbahn: l=R/Rspez ∙b ∙h Es ergibt sich also mit den Ausgangsgrößen: R = 1,65 Ω Rspez = 1.69∙10E-5 Ω∙mm b = 1 mm h = 0,070 mm l=(1,65 Ω)/(1.69∙10E-5 Ω∙mm)∙1 mm∙0,070 mm l=6.834 mm Bei einer Dicke von 1 mm muss die Bahn demnach 6.834 mm lang sein. Wie ich die Bahn nun auf das Bett verteile, daran arbeite ich noch. Was haltet Ihr davon? Ist sowas zu realisieren, oder habe ich irgendwo Denkfehler? VG Reparator https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421225#msg-421225 Sun, 12 Apr 2026 05:28:55 -0400 Phorum 5.2.23 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,425344#msg-425344 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,425344#msg-425344 Sei vorsichtig mit so hohen Strömen! Eine Verengung der Zuleitung/Knick und deine Zuleiter gehen in Flammen auf.
Lieber mehr Spannung nehmen. z. B. 36V (24V + 12V) oder sogar 48V.]]> Chaosstifter Druck- und Heizbetten Tue, 28 Oct 2014 11:00:13 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,423770#msg-423770 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,423770#msg-423770
Wobei dir das wohl nichts bringt, da es abhängig ist von:
- leiterbahnbreite
- höhe
- voltzahl
usw.

MfG
Klaus]]> SoulRaiZor Druck- und Heizbetten Fri, 24 Oct 2014 02:18:41 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422837#msg-422837 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422837#msg-422837
Quote
Stud54
Ich verstehe grad nicht, warum sich noch jemand die Entwicklung von so nem Ding antut. Wenn ich mir Heizleiterlegierungen so ansehe und deren spezifische Widerstände, würde mir das nicht im Traum einfallen.
Dieser leigt um den Faktor 10 höher als der von Kupfer und ist genau dafür entworfen worden.

Gruß Sven

Darf ich fragen, warum du mich ignorierst? Du hast vor 3 Monaten gesagt, dass du mir eine Düse drehst... und antwortest auf keine einzige Nachricht. :(

liebe Grüße,
Matze]]> mw2matze Druck- und Heizbetten Wed, 22 Oct 2014 05:11:36 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422808#msg-422808 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422808#msg-422808
Quote
SoulRaiZor
Ich habe auch ein Heizbett mit getrennten Heizkreisen.
Da gehört ein bisschen Rumprobieren auch dazu.

Hast Du dazu eine Beschreibung bzw. ein Layout?
Rumprobieren macht ja nur dann Sinn, wenn nicht schon vorher jemand das Problem gelöst hat.
Ich würde gerne von deinen Erfahrungen profitieren.

VG
Reparator]]> Reparator Druck- und Heizbetten Wed, 22 Oct 2014 03:16:36 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422564#msg-422564 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422564#msg-422564 Dieser leigt um den Faktor 10 höher als der von Kupfer und ist genau dafür entworfen worden.

Gruß Sven]]> Stud54 Druck- und Heizbetten Tue, 21 Oct 2014 11:59:36 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422506#msg-422506 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,422506#msg-422506 Du musst dich da etwas tiefer einarbeiten.
Ich habe auch ein Heizbett mit getrennten Heizkreisen.
Da gehört ein bisschen Rumprobieren auch dazu.
Ich habe z.b. erstmal ein 200x200 Testbett gebaut, um zu sehen, ob alles klappt wie ich es berechnet habe.



MfG]]> SoulRaiZor Druck- und Heizbetten Tue, 21 Oct 2014 09:43:58 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421534#msg-421534 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421534#msg-421534
Trotzdem gibt es ein paar Dinge, die mir beim Upscaling eines "normalen" Heizbetts aufgefallen sind, die dort nicht stehen:

Wenn ich z. B. das Verhältnis Leiterbahnfläche zu Gesamtfläche betrachte, so ergibt sich folgendes:

Für MK3:

7.761 mm Leiterbahn (der Breite 1,092 mm) pro Segment = 33.900 mm^2 Gesamtleiterbahnfläche
Bezogen auf die Gesamtfläche von 40.000 mm^2 sind das 85 %.
Fast auf dem ganzen Bett gibt es Leiterbahn!

Für Berechnungsbeispiel 1:

2 x 15.905 mm^2 Leiterbahn der Breite 1 mm = 31810 mm^2 Gesamtleiterbahnfläche
Bezogen auf die Gesamtfläche von 160.000 mm^2 sind das nur 20 %.

Für Berechnungsbeispiel 2:

2 x 6.834mm^2 Leiterbahn der Breite 1 mm = 13668 mm^2 Gesamtleiterbahnfläche, also nur noch 8,5 % der Gesamtfläche.

D. h. doch im Endeffekt:
Bei dickerer Kupferschicht und größerer Fläche ist die effektive Bedeckung mit Leiterbahn immer kleiner.
Damit kann ich das Bett aber nicht homogen heizen!
Oder muss ich je größer das Bett ist die Leiterbahnbreite immer schmaler machen? Irgendwo gibt es hier einen Denkfehler...

VG Reparator]]> Reparator Druck- und Heizbetten Sun, 19 Oct 2014 09:55:03 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421463#msg-421463 Re: Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421463#msg-421463 reprap.org]]]> Traumflug Druck- und Heizbetten Sun, 19 Oct 2014 06:51:11 -0400 https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421225#msg-421225 Hyperon Pro Druckbett https://reprap.org/forum/read.php?334,421225,421225#msg-421225
ich möchte euch mein aktuelles Heizbettprojekt vorstellen und zur Diskussion stellen. Vorsicht: Dies ist eine lange Mail!

Hintergrund ist der folgende:
Ich habe gerade ein Upscaling eines Hadron-Pro gemacht und den Druckraum auf ca. 400 x 400 x 300 mm vergrößert. Warum, weshalb, wieso soll nicht Thema sein.
Dazu brauche ich nun auch ein größeres Heizbett. Ich realisiere es gerne über eine Platine (PCB-Heizbett).

Dazu habe ich auch ein klein wenig Benchmarking gemacht und ein paar Berechnungen angestellt (dazu unten mehr).

Hier die geplanten Kenndaten:

Heizbett Hyperon Pro
(ja, einen Namen habe ich auch schon dafür:):-))

Maße: 400 x 400 mm² = 160.000 mm2
Dicke: 2,5 mm FR4, einseitig mit 70 µm Cu

Mehrere Stromkreise, die separat angesteuert werden können.
Zur Verteilung der Leistung jeder Stromkreis unterteilt in parallele Segmente (wie z. B. beim MK3 auch).

Vorteile:
Wenig Energieverluste, wenn kleinere Teile gedruckt werden

Nachteile:
Kompizierter zu regeln
Mindestens zwei Thermofühler notwendig
Eventuell Spannungen im Bettmaterial und ungleichmäßige Temperaturverteilung
(Falls dies auch bei 2.5 mm FR4 Material der Fall sein sollte, so wird rückseitig eine 1 – 1.5 mm dicke Carbonplatte angeklebt)


Alternative 1:
Drei getrennte Stromkreise:
K1: Innenkreis erwärmt Fläche 200 x 200 mm² (40.000 cm²)
K2: Aussenkreis I erwärmt die umgebende Fläche bis 300 x 300 mm² (50.000 cm²)
K3: Aussenkreis II erwärmt die gesamte Aussenfläche 400 x 400 mm² (70.000 cm²)

Alternative 2:
Zwei Stromkreise:
K1: Innenkreis erwärmt Fläche 200 x 200 mm² (40.000 mm²)
K2: Aussenkreis erwärmt die umgebende Fläche Aussenfläche 400 x 400 mm² (120.000 cm²)

Alternative 3:
Zwei Stromkreise:
K1: Innenkreis erwärmt Fläche 300 x 300 mm² (90.000 cm²)
K2: Aussenkreis erwärmt die umgebende Fläche Aussenfläche 400 x 400 mm² (70.000 cm²)

Alternative 4:
Zwei Stromkreise mit annähernd identischer Fläche
K1: Innenkreis erwärmt Fläche 280 x 280 mm² (78.400 mm²)
K2: Aussenkreis erwärmt die umgebende Fläche Aussenfläche 400 x 400 mm² (81.600 mm²)

Variante 4 scheint am besten (siehe angehängte Skizze):
Vorteile:
- Auch beim Dualextruderdruck noch annehmbare Fläche, wenn nur der Innenbereich geheizt wird
- Nahezu identische Heizleistungen beider Kreise


Ansteuerungsoptionen:
Ein eigener Mikrocontroller misst die Temperatur an mehreren Stellen und steuert das Heizbett selbstständig. Nach aussen wird nur ein Mittelwert an die Firmware gemeldet und ein Steuersignal empfangen (sieht aber auf den ersten Blick kompliziert zu realisieren aus).

Alternativ dazu: Optisch entkoppelte MOS-FET-Treiber setzen das Steuersignal direkt um.


Sonstige Features:
- LED-Leiste zur Darstellung des Heizens (vorne am Bett)
- Anschraubterminals für eine sichere Verbindung bei den hohen Strömen
- an den rückwärtigen Rand geführte Anschlüsse für Thermistor(en)
- je vier Befestigungslöcher M5 für Senkkopfschrauben an den Ecken sowie den Seiten (analog Helios-Bett). Dadurch 3-Punkt-Lagerung möglich, wenn vielleicht auch bei der Größe nicht sinnvoll.

Netzteilalternativen:

24 V / 30 A => 720 W
24 V / 13 A => 320 W



Benchmarking MK3:

Fläche 200 x 200 mm2 = 40.000 mm2
Isolationsabstand 8 mil = 0,2 mm
Leiterbahnbreite: 43 mil = 1,092 mm
Insgesamt vier parallele Segmente
Leiterbahnlänge pro Segment: 39 x 199 mm = 7761 mm (ohne Schleifenenden)

Ergibt:

R=Rspez ∙ l/(b∙h)

R=1.69∙10E-5 Ω∙mm∙(7761 mm)/(1,092 mm∙0,035 mm)

R=3,43 Ω

Bei insgesamt 4 gleichen Segmenten:

1/Rges=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4

ergibt sich mit R1 = R2 = R3 = R4:

Rges=R1/n

Rges=(3,43 Ω)/4=0,86 Ω

Daraus ergibt sich eine Leistung von

P = U^2/R = (12 V)^2/(0,86 Ω) = 170 W

Die flächenbezogene Leistungsdichte beträgt demnach:
(effektive Bettgröße 200 x 200 mm)

I=P/A=(170 W)/(40.000 mm^2 )=0,00425W/(mm^2 )

Da ich kein MK3 besitze konnte ich nicht nachmessen.
Für das Panucatt-Helios-Bett ergibt sich folgendes:

Vergleich Helios-Bed:

Fläche 200 x 200 mm2

Gemessener Widerstand: 0,89 Ω

Dies scheint also zu passen!
 

Berechnung der Kenndaten meines Hyperon Pro:

Flächenbezogene Leistungsdichte wie bei MK3:

I =0,00425W/(mm^2 ) (siehe oben).

Daraus ergibt sich eine Leistung bei einer Fläche von 400 x 400 mm2 von

P=I∙A=0,00425W/(mm^2 )∙160.000 mm^2=680 W

(Für Drucke in PLA reicht sicher auch die Hälfte)

Netzteilalternativen:
24 V / 30 A => 720 W
24 V / 13 A => 320 W


Berechnungsbeispiel 1:

Netzteil: 24 V / 13 A => 320 W

Leistung: 2 x 150 W (150 W je Stromkreis, 20 W Reserve)
Spannung: 24 V

Daraus ergibt sich ein Widerstand je Kreis (siehe oben: Alternative 4) von:

R = U^2/P = (24 V)^2/(150 W) = 3,84 Ω


Spezifischer Durchgangswiderstand von Cu: 1.69∙10E-5 Ω∙mm

Dicke der Cu-Bahn: 70 µm = 0.070 mm

Leiterbahnbreite: 1 mm

Der spezifische Durchgangswiderstand: R= Rspez ∙ l/A

mit R: gemessener Widerstand
l: Länge des Leiters
A: Querschnittsfläche

und die Fläche A=b ∙h

mit b: Breite der Bahn
h: Dicke der Bahn

ergeben für die Länge der Leiterbahn:

l=R/Rspez ∙b ∙h

Es ergibt sich also mit den Ausgangsgrößen:

R = 3.84 Ω
Rspez = 1.69∙10E-5 Ω∙mm
b = 1 mm
h = 0,070 mm


l=(3,84 Ω)/(1.69∙10E-5 Ω∙mm)∙1 mm∙0,070 mm


l=15.905 mm

Bei einer Dicke von 1 mm muss die Bahn demnach 15.905 mm lang sein.

Berechnungsbeispiel 2:

Netzteil: 24 V / 30 A => 720 W

Leistung: 2 x 350 W (350 W je Stromkreis)
Spannung: 24 V

Daraus ergibt sich ein Widerstand je Kreis (siehe oben: Alternative 4) von:

R = U^2/P = (24 V)^2/(350 W) = 1,65 Ω


Spezifischer Durchgangswiderstand von Cu: 1.69∙10E-5 Ω∙mm

Dicke der Cu-Bahn: 70 µm = 0.070 mm

Leiterbahnbreite: 1 mm

Der spezifische Durchgangswiderstand: R= Rspez ∙ l/A

mit R: gemessener Widerstand
l: Länge des Leiters
A: Querschnittsfläche

und die Fläche A=b ∙h

mit b: Breite der Bahn
h: Dicke der Bahn

ergeben für die Länge der Leiterbahn:

l=R/Rspez ∙b ∙h

Es ergibt sich also mit den Ausgangsgrößen:

R = 1,65 Ω
Rspez = 1.69∙10E-5 Ω∙mm
b = 1 mm
h = 0,070 mm


l=(1,65 Ω)/(1.69∙10E-5 Ω∙mm)∙1 mm∙0,070 mm


l=6.834 mm

Bei einer Dicke von 1 mm muss die Bahn demnach 6.834 mm lang sein.

Wie ich die Bahn nun auf das Bett verteile, daran arbeite ich noch.

Was haltet Ihr davon? Ist sowas zu realisieren, oder habe ich irgendwo Denkfehler?

VG Reparator]]> Reparator Druck- und Heizbetten Sat, 18 Oct 2014 15:20:29 -0400