Prusa i3 MK2 熱床設計研究

Prusa大大在i3 MKII中發表了一個新的熱床設計
這個熱床的設計有open在Github上
https://github.com/prusa3d/Original-Prusa-i3/tree/MK2/Heatbed%20MK42

所以我對這個熱床做了一些研究
以下會提到一些數據，但都不是很精確的數字，因為一些線長或面積的計算並無法算得很精準，所以只是約略的數字

Prusa在這個網頁裡有大概提到這個熱床做了什麼特別的設計
http://www.prusaprinters.org/original-prusa-i3-mk2-release/
裡面提到這個熱床的特點在不同區域有不同的功率，目的是讓加熱可以均勻，Prusa認為這是列印大物件的重點

這是Prusa宣稱的效果


看起來似乎真的有平均一點

以下為這個熱床的設計圖



由圖中可以看出這個熱床的加熱區塊確實以圓形放射狀分為三塊

裡面標示為上中下三個功率區塊 每個區塊都有上下兩個

我利用阻抗計算器做了一下估計，如果這個熱床是1oz，這三個區塊功率約為28w(深紅)/28w(紅)/45w(土黃)

這只算上半部的功率，總功率要X2
所以熱床總功率約在202w上下

但這邊有一個問題點，加熱功率需除以面積才是真正的加熱功率
同樣的功率加熱不同大小的鋁板溫度肯定是不一樣的
所以我敲了計算機，把每個區域的功率除以那個區域的面積，得到以下數字 :
深紅區塊功率 = 0.0038 w/mm平方
紅色區塊功率 = 0.0035 w/mm平方
土黃色區塊功率 = 0.0038 w/mm平方
內圈和外圈的功率幾乎相等，只有中間那圈功率是略降低的


這裡讓我覺得很困惑
1.從MK2B來看，如果真的要使加熱均勻，那應該是內圈功率減低，外圈功率加強，但從計算結果上看並非如此。

2.所謂的MK2B指的是那種玻璃纖維基底的PCB熱床，而MK42用的是鋁基板，所以就算是同樣設計，MK42本來就會比較均勻。

3.不確定Prusa是不是同時間去做測試的，但看起來MK2B和MK42最外圈的溫度並沒有太大差異，主要差異在中心部分溫度下降，雖然MK2B角落比較暗，但據我所知MK2B的加熱線並不是完全方形，而是角落有斜角，所以最角落的部分溫度很低是正常的，因為那裏本來就沒有加熱線

4.這個測試圖很明顯是鎖在實機上比較的，MK2B那張照片還有夾子的陰影

看一下MK42中心點有兩個黑點，那是因為MK42在中心點有兩個螺絲，這兩個螺絲附近溫度很明顯比較低，這應該是因為跟鋁底板接觸熱量被導走的原因。


綜合以上問題點，讓我不禁質疑Prusa把熱床分成三個區塊是否真的有用?
宣稱的改進點看起來是因為材質換成鋁基板和中心有鎖孔所造成的結果
如果要做一張根MK42一樣功能的熱床也許不用這麼要分區塊吧?