PCB 3D printer bedheater van 37 bij 37 cm

Hi

door dat ik mijn Ender 5 plus een beter print bed wil geven bem ik genoodzaakt om mijn eigen bed heater te maken.
afmeting is dus omgeveer 37x39cm

Spoorbreedte : 100 mil ( bijna 4 mm )
Spoor lengte : 11.4 m
koper dikte : 35um
Voeding Volt : 24V

Vermogen zou ongeveer 400 W moeten zijn
Ik heb het bovenste uitgerekend, maar heb eigenlijk geen vertrouwen in de berekeningen. En als ik dan zie dat er ~16 A door zo'n 4 mm spoortje heen gaat wordt het vertrouwen niet echt groter.

Maar ja ik heb ook een filmpje zitten kijken op youtube naar iemand die met gemak 3A door een 6 mil spoortje deed.
https://youtu.be/IuKfJN27w_g?t=2368

Gaat dit werken ?

Of het zal lukken???? Je hebt wel 3 grotere vlakken die niet verwarmd worden. Verwacht je daar geen problemen?

Baantjes smaller maken maar opdelen in bijvoorbeeld 4 kringen reduceert het vermogen per baantje wel. Uiteindelijk gaat alles warm worden. Is toch de bedoeling dacht ik.

Komt een 5mm aluminium machine plaat boven op die geleid warmte heel goed, en is super vlak.
Verdeling is vele malen beter dan origineel.
maar de aluminium plaat origineel is zo dun en niet vlak dat er altijd een glazenplaat boven op moet ( en zelfs die is eigenlijk niet vlak genoeg.

Als ik 4 lossen kring maak moet de spoorbreedte naar 25mil, omdat de voeding 24Volt (500W voeding) is. schiet ik dan niks mee op.
In het midden zit de temperatuur sensor , en die wordt gebruikt voor de temperatuur regeling, tot een 120 graden.

De middelste open baan is voor de temperatuur sensor
De twee buitenste open banen zijn voor de 4 bevestiging bouten op de Z as

[Bericht gewijzigd door Amigob op (11%)]

Past een bed van de Ender 5S1 niet of is passend te maken?
Daar kan meteen een PEI plaat bovenop voor de hechting. (glasplaat is wel het slechtste wat je kunt kiezen en aluminium beschadigt snel)

Een kant en klare heaterfolie heb ik meer vertrouwen in: https://www.123-3d.nl/123-3D-Kapton-verwarmingsmat-30x30-cm-24-Volt-i3…

[Bericht gewijzigd door Arco op (27%)]

Op donderdag 26 juni 2025 15:03:04 schreef Amigob:
Komt een 5mm aluminium machine plaat boven op die geleid warmte heel goed, en is super vlak.
Verdeling is vele malen beter dan origineel.

Dat zal best. Maar als het "makkelijk" is, dan zou ik gewoon zorgen voor een zo goed mogelijke verdeling. Dus in de eerste instantie zou ik die twee gaten aan de buitenkant opvullen. Dan wordt je lengte iets langer... Als de stroom dan wat minder wordt... Dat is dan maar zo. Als je dat niets vind... Gewoon de spoorbreedte iets verhogen.

Bij dat gat in het midden, daar moet er kennelijk een sense-chipje zitten. Tja, ik zou gewoon dichter/zo dicht mogelijk bij de sporen gaan zitten. Nu verwacht je dat het bed zelf opgewarmd wordt en dan weer de warmte gaat doorgeven aan de sensor-chip. Die vertraging tussen actuatie en meting is KLOTE voor een regelsysteem. Dat kan enorm gaan oscilleren. Verder ben ik het met Arco eens dat je beter een PEI buildplate kan kopen. Dan de magnetische spul op je heatbed plakken en je kan zo de buildplate verwisselen als dat handig is, en anders alleen buildplate lostrekken om je object van de buildplate te peuteren.

Of je maakt de PCB in die voor LEDs gemaakt worden, dunne laminaat op aluminium. Kan o.a. bij JLCPCB: https://cart.jlcpcb.com/quote?orderType=1&stencilLayer=2&stencilWidth=…

Kost wel meer dan FR4. Aluminium is een goede heat spreader. Of je zet een aluminium plaat tegen de onderkant van een normale FR4.

En niet teveel zorgen maken over de stroom, je wil juist opwarming. Overal staan rekenmachines daarvoor. Zoals https://www.pcbway.com/pcb_prototype/trace-width-calculator.html

Alles onder 10A/mm2 is goed. Soms wil je meer maar dan moet je goede warmteafvoer hebben.

De calculator in KiCad geeft je een weerstand bij een spoorbreedte, lengte en dikte. Is eigenlijk bedoeld om een stroom in te vullen en dan een spanningsval en vermogen en opwarming te zien, maar je kunt er natuurlijk een beetje mee spelen tot je er getallen uithebt die je wilt.

1140 centimeter lang 100 mil breed komt op ongeveer 2.21 ohm. Als ik vervolgens met de temperatuursstijging speel tot er een spanningsval van 24 V uit komt en een stroom van ongeveer 10.9 A, dan geeft die calculator zo'n 68 graden opwarming. En zo'n 260 W, dus niet de 400 die je wilt.

Ik denk eigenlijk dat je het bed verder wilt opwarmen dan 68 graden. Moest PETG niet met 80?

Maar, ik ben het ook wel eens met Arco: Een kant-en-klare heater mat heb ik meer vertrouwen in.

De pcb heater van mijn Mendel90 is overigens opgebouwd uit meerdere secties van dunner spoor. (tussen bredere sporen als een soort bus aan de buitenkant) Vermoedelijk vooral omdat het dan door serie of parallel schakelen geschikt is voor 12V of 24 V. Maar als je de sporen niet in meerdere secties zou indelen maar naast elkaar zou laten lopen, kun je (zonder dat het ten koste gaat van de warmteverdeling, want ze lopen langs elkaar) misschien nog wat finetunen door niet alle sporen te gebruiken?

Dat is interessant

Ik kwam met mijn berekeningen op 1.3 ohm, En dan kom ik wel tot 400W
Maar als ik 16A, 100c, 1140cm in geef kom ik toch op 400W bij 24V uit
Met een een spoor breedte van 3.5mm. Dat is dan voor een external spoor.

Ik verwacht dat de waarheid ergens tussen external en internal spoor ligt.
In het begin zal het spoortje beter koelen da in lucht, maar dat is alleen tot dat de aluminiumplaat aan het opwarmen gaat. Maar ja ik kan niet zo maar het spoor korter maken want dan wordt de koude opstart stroom te hoog. Heb wel wat ruimte met die 500W voeding die alleen voor het heatbed gebruikt wordt.

Moet ik nu meer naar external spoortje kijken dan naar internal spoortje ?

Op donderdag 26 juni 2025 22:07:22 schreef Lucky Luke:
Moest PETG niet met 80?

Ik weet niet wat "moest", maar ik DOE het met 65 graden en ik dacht dat ik al aan de hoge kant zat.

Op vrijdag 27 juni 2025 09:23:26 schreef Amigob:
Moet ik nu meer naar external spoortje kijken dan naar internal spoortje ?

Ik zeg external. Dan reken je uit wat er "steady state" aan warmte weglekt. Dat is dus wat je wilt kunnen afvoeren.

Maar goed, die berekening is niet relevant. Het beschikbare vermogen is gewoon bekend en als we dan er van uitgaan dat je zo snel mogelijk wil opwarmen dan wil je gewoon /dat/ vermogen trekken. De regeling houdt het dan maar op de gewenste temp.

Je wilt ongeveer 400W bij 24V, dat is dus 16.66A. Je wilt dus 1.44 Ohm.

Als je dan spoortjes van zeg 20 mil gaat leggen, kies een lengte, zeg 5m en dan reken je van dat spoortje de weerstand uit. En vervolgens reken je uit hoeveel van die spoortjes je parallel moet zetten om op 1.44Ω uit te komen. Met zo veel van die losse spoortjes kan je veel beter de boel verspreiden over het hele oppervlak.

Ik weet niet hoe jou 3d-print-gewoontes zijn, maar ik print vrij vaak een "klein" dingetje (prototype) op het midden van het bed. Dan kan je overwegen om bijvoorbeeld te mikken op een viervoud van draden en dan twee aansluitingen te doen: 1 voor "buitenrand, 300W" en 1 voor "middelste kwart, 100W".

Ik gebruik 75 graden voor PETG. Goede hechting en komt probleemloos los.
(na het printen/afkoelen staan de objecten a.h.w. los op het bed en kun je ze zo oppakken)

Ik plak soms radiatorfolie onder het heated bed, dan gaat alle warmte naar boven en is dus (ons Nederlanders :+ ) wat zuiniger...

Met alleen het midden van het bed opwarmen kun je warping krijgen. (en dat wil je niet...)

[Bericht gewijzigd door Arco op (14%)]

Op vrijdag 27 juni 2025 09:23:26 schreef Amigob:
Moet ik nu meer naar external spoortje kijken dan naar internal spoortje ?

Ik denk dat external spoor er beter op lijkt: als ik naar de tekst van KiCAD kijk zit het verschil in de K factor. En kunnen interne tracks hun warmte minder goed kwijt.

Een extern track tegen een grote alu plaat kan zijn warmte beter kwijt dan een extern track tegen lucht. Net zoiets als met koeling van halfgeleiders.

Dus ook extern track zal niet precies de juiste uitkomst geven qua temperaturen.

Maar kwa lengte van het spoor en bijbehorende weerstand, zal het wel kloppen. (Al denk ik dat dat er geen rekening mee houdt dat die weerstand bij opwarming toeneemt, dus ook daar niet exact).

Als je het eenmaal gebouwd hebt kun je die K bepalen... maar dan heb je 'm niet meer nodig :+

Als je het perse zelf wilt maken zou ik wel netjes ronde bochten maken in de sporen. (nu zijn de sporen in de bocht veel breder...)
FR4 is niet echt bedoeld om continu rond het kookpunt te leven, dat zou vroegtijdige veroudering van de lijm of delaminatie kunnen geven.
(beter aluminiumsubstraat gebruiken)

Spoorbreedte : 100 mil ( bijna 4 mm )

Da's een wel héél vrije omrekening van mils naar mm... :)

Op vrijdag 27 juni 2025 16:10:11 schreef Lucky Luke:
Een extern track tegen een grote alu plaat kan zijn warmte beter kwijt dan een extern track tegen lucht. Net zoiets als met koeling van halfgeleiders.

Voor de uiteindelijke opwarming zit je alu plaat tzt weer warmte aan de lucht af te geven. VOor deze toepassing wil je de "steady state" weten.

Maar je gaat toch "rare" dingen doen, zoals nog zo'n "haast overbelast" baantje pal d'r naast doen... Kortom, je moet gewoon zeggen: ik zet de hele plaat vol en ik hoop dat 400W genoeg is om de gewenste temperatuur te bereiken.

"Milieueffecten, zoals temperatuur- en vochtigheidseffecten op FR4
Een andere uitdaging van FR4-epoxysubstraat is de gevoeligheid voor omgevingsfactoren, met name temperatuur en vochtigheid.
FR4 kan na verloop van tijd degraderen wanneer het wordt blootgesteld aan hoge temperaturen, wat kan leiden tot kromtrekken,
delaminatie of een afname van de mechanische sterkte."

FR4 is ook geen beste warmtegeleider, dus niet eerste keus als substraat voor verwarming...

Tja, ik ken die Ender niet, ik heb zelf een Sovol SV07 die nauwelijks hechtingsproblemen vertoont.
Mij rijzen de haren te berge als ik weer zo'n filmpje met 'advies' tegenkom'. "je moet de bed-levelling doen met een koud bed". Nou heb ik me nog nooit verdiept in hoe dat precies werkt, maar ik ga er van uit dat het niet real-time is maar dat de software gebruik maakt van een vooraf gemeten hoogtekaart. En als je print is je bed warm, dus..? Een warm bed zal misschien ietsje bol (of hol) worden omdat de warmte afstraling (en dus de temperatuur en uitzetting) aan de rand anders is dan in het midden.

Dus, als je het echt super goed wil doen moet je daar met je verwarmings-layout rekening mee houden. In een vorig leven kwamen we er achter dat de producten op een transport-systeem waar IR-stralers boven hingen, aan de randen kouder waren dan die in het midden. Oplossing: IR-buislampen met meer vermogen aan de uiteinden laten maken.

Hint: Je bed straalt warmte af volgens een (co)sinus functie. D.w.z. verticaal vanaf je bed het meest en afnemend naarmate je meer horizontaal kijkt. Dat betekent dat je bij de randen meer warmte (W/cm2) moet inbrengen om het verlies 'over de rand' te compenseren.

Misschien ben je wel op weg naar de perfecte 'bedheater' layout.

Het probleem is dat je "lange termijn" last hebt van meer afstraling bij de randen, maar bij het opwarmen is alles gelijk omdat er nog geen tijd voor de afstraling/verliezen is geweest.

Dus als je maakt dat ie aan de randen meer verwarmt dan in het midden, dan worden de randen bij het begin van de print dus warmer dan het midden.

Mijn Ender 5S1 doet voor iedere print een autolevel (op werktemperatuur uiteraard).
Meet in een 5x5 grid de werkelijke hoogte t.o.v. de ingestelde hoogte.

De afwijking is meestal + of - enkele honderdste mm.
Als de printer per ongeluk een paar cm is verschoven op het werkblad kan dat aanzienlijk meer worden.

In zo'n geval altijd opnieuw manual levelen en de Z-offset opnieuw instellen.

400W standaard heaters zijn, zover ik het kon vinden altijd 220V
Daarnaast door de bevestigingsgaten van het bed kan de heater alleen maar 25 of 27cm breet worden, en dat zal weer kleiner zijn omdat dit nu niet echt een standaard maat is. Met eigen design kan ik om al die dingen inclusief de temperatuur sensor heen routen.

4mm = 100mils :-) dat was geen ruime benadering, maar gewoon fout
had een site die dit gaf in een conversie. fout dus.
Nu heb ik de sporen 5mm ( 200mil :-) ) gemaakt. en 12.4m spoor lengte

Wat de FR4 gaat doen zullen we zien. Het is er eigenlijk niet voor gemaakt.
De hele PCB wordt met warmte geleidende dubbelzijdige tape gemonteerd.

Voor een paar tientjes heb je een alu PCB, waar je dan de iets dikkere "blijft plat" alu plaat op kan plakken....

[edit] Mwah.. Nu ik er nog een keer extra over nadenk... FR4 gaat stuk bij ongeveer 300 graden. Je heated bed wil je niet warmer dan 100, dus dat zal wel een paar eeuwen goed gaan...

[Bericht gewijzigd door rew op (45%)]

Ik was wat onder delen aan het printen met ASA/ABS, en bem er toch wel achter gekomen dat de 400W die ik nu heb echt te weinig is duurt bijna een 1/2 uur voordat hij op 115 graden ( hier plaakt ASA het beste mee op mijn PEI bed.
Dus die 500W gaat het echt niet genoeg zijn. Ik heb een Chinese op Aliexpress de opdracht gegeven een Silicone Heating Pad te maken voor mijn Ender 5 plus van 1000W, en dus op 220V. Niet wat ik wilde maar, maar een 1000W heat op low voltage, moet naar 48 Volt, en dan moet ik ook nog een voeding kopen. En nu ben ik klaar met nog geen 50 Euro. Heb nu wel een aantal grote PCB's single sided liggen:-)

Gaat die 1000W niet teveel zijn? Hoe warm mag ABS worden voor het zijn vorm verliest? Hoe goed kan de aanwezige elektronica tegen de warmte? Hoe warm gaat het worden in je behuizing?

Op donderdag 31 juli 2025 11:10:17 schreef Amigob:
Ik heb een Chinese op Aliexpress de opdracht gegeven een Silicone Heating Pad te maken voor mijn Ender 5 plus van 1000W, en dus op 220V.

Waar heb je dat in hemelsnaam voor nodig? (is genoeg om een klein kamertje te verwarmen...)
Mijn Ender 5S1 is 350W en binnen minuten op 80 graden (hoger hoeft niet, ik doe geen crematies... :+ )

Een fatsoenlijk PEI bed is een nuttigere (en goedkopere) investering, dan blijft alles ook bij lagere temperaturen muurvast zitten.
En de zijwanden dichtmaken, dat scheelt enorm... (past de enclosure van de 5S1 niet bij de 5Plus?)

Antwoord is erg afhankelijk wat hij later wilt printen. B.v. PEEK heeft toch van 120°-160°c nodig en met deze maten……
En er zit toch een thermostaat op? Desnoods met PWM regeling.

Dus roep niet te snel. Wat niet is kan nog komen.

[Bericht gewijzigd door Lord Anubis op (15%)]

Een Ender 5 is nu eenmaal niet bedoeld voor dat soort exotische materialen...
(de extruder moet dan ook een 450 graden versie worden, weet niet of die bestaan voor een Ender 5)

De hele opbouw/constructie van de printer is eigenlijk niet geschikt of bedoeld voor dat soort hoge temperaturen...
(Misschien moet je een meer professionele printer als startpunt nemen)

[Edit]
De Ender 5 Max heeft een 1000W buildplate van 400x400mm, maar gaat "maar" tot 100 graden...