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灯丝干燥机外壳和主动加热腔室

外壳定义了设备如何均匀地保持温度、加热器和电子产品的安全放置方式，以及干燥机的易维护程度。此页面解释灯丝干燥机、主动腔室和类似加热模块的外壳设计原理。

设备外壳不仅仅是围绕组件的盒子。

它必须安全地容纳：

  • 加热器;
  • 风扇;
  • 传感器;
  • 电源;
  • 控制器;
  • 端子;
  • 导线;
  • 连接器;
  • 显示或按钮;
  • 机械零件。

对于加热设备，不好的外壳即使电子产品很好也会产生问题：阻止气流、过热控制器、擦伤导线或将塑料靠近热零件。

从组件布局开始

在对外壳建模之前，布置真实的组件：

  • 控制器电路板;
  • 电源或 DC-DC 转换器;
  • 风扇;
  • 加热器;
  • 温度传感器;
  • 端子;
  • 熔断器;
  • 导线;
  • 连接器;
  • 按钮、显示、RFID 或其他模块。

外壳是围绕实际零件尺寸设计的，而不是"大约这个大小"。

检查：

  • 连接器的位置;
  • USB 出口的位置;
  • 重置按钮的位置;
  • 盖子如何脱落;
  • 风扇如何更换;
  • 电源线将如何运行;
  • 电路板将如何安装。

分离区域

在加热设备中，在区域中思考很有用：

  • 热区;
  • 电子产品区;
  • 电源连线区;
  • 用户区;
  • 服务区。

热区是加热器、热气流、温度传感器和附近的零件。

电子产品区是控制器、显示、低压传感器、逻辑导线。

电源连线区是电源、SSR、MOSFET、端子、熔断器、主电源输入（如果存在）。

用户区是由手接触的所有东西：按钮、把手、盖子、显示、RFID 读者位置。

这些区域不应该随意相交。

不要将电子产品直接放在加热器旁边

控制器、显示、DC-DC 和导线不喜欢过热。

留下：

  • 到加热器的距离;
  • 空气间隙;
  • 屏蔽或隔板如果需要;
  • 电子产品的通风;
  • 访问以在装配后检查温度。

如果电子产品坐在没有通风的封闭口袋中，即使没有与加热器直接接触，它们也可能过热。

空气必须在需要的地方流动

风扇本身不保证气流。

外壳必须引导空气：

  • 通过加热器;
  • 通过线轴或工作区;
  • 通过过滤器如果存在;
  • 经过传感器在正确的点;
  • 外面或在设计中的循环。

不好的设计可能导致好的风扇和几乎零的有用流动。空气将遵循最小阻力的路径，通过间隙、绕过过滤器或绕过加热器。

对于空气管道，避免：

  • 锐利的缩小;
  • 不必要的弯曲;
  • 薄长通道;
  • 具有小开放区域的栅栏;
  • 没有足够静压的风扇的过滤器。

为真实螺钉制作安装

不要指望自攻螺钉在薄柱中持续永远。

对于将被拆卸的外壳，更好地使用：

  • 黄铜热插件;
  • 口袋中的螺帽;
  • 适当的电路板支架;
  • 标准尺寸的螺钉;
  • 塑料可以凹陷的垫圈。

对于打印的支架，很重要：

  • 充分的直径;
  • 圆形底座;
  • 无薄墙;
  • 正确的打印方向;
  • 孔周围的材料间隙。

如果盖子会经常打开，裸露的塑料螺纹磨损得很快。

导线不能擦伤

外壳中的导线必须得到保护。

你需要：

  • 电缆通道;
  • 绑带的空间;
  • 电缆进入处的应力释放;
  • 半径而不是锐利的边缘;
  • 与风扇的间隙;
  • 与加热器的间隙;
  • 不会被盖子夹住的保护。

一个坏的情景：用户拉外部电缆，力量直接进入端子或电路板引脚。

更好的是电缆首先由外壳固定，然后到达连接器或端子。

不要混合主电源和低压

如果设备有 110-230V AC，外壳的设计必须更加严格。

最少逻辑：

  • 主电源输入分开;
  • 熔断器可以访问但受保护;
  • 主电源端子被覆盖;
  • 低压导线不与主电源导线混合;
  • 用户不能接触主电源部分;
  • 张力下导线不能从端子拉出;
  • 塑料不接触热端子和电源组件;
  • 接地在需要的地方存在。

不要通过"图片"发明主电源安全。对于主电源部分，你需要适当的端子、绝缘、应力释放、熔断器和对安全要求的理解。

为服务留出访问

设备需要维护。

留出访问：

  • 熔断器;
  • 端子;
  • 控制器;
  • USB 或服务连接器;
  • 温度传感器;
  • 风扇;
  • 过滤器;
  • 加热器;
  • 安装螺钉。

如果更换风扇需要解焊导线或移除加热器，设计的维护将不会很好。

在真实温度验证

装配后，你需要不仅仅是检查所有内容都适合。

验证：

  • 长期运行后的电子产品温度;
  • 靠近加热器的墙壁温度;
  • 塑料是否软化;
  • 空气管道是否弯曲;
  • 端子是否变热;
  • 到热零件的间隙是否改变;
  • 塑料是否有气味;
  • 导线是否接触热表面。

第一次测试最好在监督下进行，能够快速切割电源。

打印外壳前的清单

在打印前检查：

  1. 所有真实组件都被测量了。
  2. 电路板、连接器和电缆周围有间隙。
  3. 热区与电子产品分离。
  4. 气流有明确的路径。
  5. 风扇可以更换。
  6. 过滤器可以更换。
  7. 温度传感器可以被检查和重新安装。
  8. 导线不通过锐利的边缘。
  9. 有绑带或夹子的地方。
  10. 主电源导线与低压分离。
  11. 盖子不会夹住电缆。
  12. 螺钉和插入件有足够的塑料。
  13. 材料适合工作温度。
  14. 零件变形不会使设备不安全。

常见错误

  • 首先设计一个漂亮的盒子，然后尝试适应导线;
  • 不为连接器留出空间;
  • 阻止电源通风;
  • 将控制器放在热角;
  • 一起运行主电源和信号导线;
  • 不提供电缆应力释放;
  • 螺钉使用薄支架;
  • 忘记过滤器和风扇需要维护;
  • 从 PLA 打印热区的外壳;
  • 在长期加热后不验证外壳。

关键要点

  • 外壳是围绕真实组件和导线设计的。
  • 热区、电子产品、电源连线和用户区必须分离。
  • 空气必须沿着有用的路径流动，而不仅仅是"某处吹"。
  • 导线必须得到保护和保护免受锐利的边缘、热和张力。
  • 主电源不能与低压逻辑混合。
  • 维护必须在打印之前计划，而不是装配后。

参考资料