Hộp đựng filament bằng vỏ hộp ngũ cốc với màng hút ẩm điện Rosahl RS1

Đây là hộp đựng filament cho một cuộn dựa trên hộp ngũ cốc. Nó không cần chất hút ẩm mà tận dụng màng hút ẩm điện Rosahl. Nắp đậy nguyên bản của hộp ngũ cốc được thay thế bằng một bộ phận in 3D, bộ phận này chứa màng RS1, một đầu ra ống PTFE và mô-đun cấp nguồn USB-C.

Nguyên lý hoạt động

Màng hút ẩm Rosahl dựa trên màng polymer trạng thái rắn. Khi được cấp điện áp DC 3V, độ ẩm ở một bên sẽ bị phân hủy thành các ion Hydro và Oxy, các ion Hydro đi qua màng và tái kết hợp với Oxy trong không khí để tạo thành hơi ẩm ở phía bên kia và được thải ra ngoài. Màng hút ẩm Rosahl nhỏ gọn, hoạt động hoàn toàn không cần bảo trì và tiêu thụ điện năng rất thấp.

Với thể tích không khí áp dụng là 5 lít, màng Rosahl RS1 phù hợp để lưu trữ các cuộn filament đơn lẻ, ví dụ như trong các "hộp ngũ cốc" 4 lít. Với các cuộn filament đã được làm khô trước (đặc biệt là các cuộn làm bằng bìa cứng chứa khá nhiều độ ẩm), có thể đạt được khả năng lưu trữ liên tục ở khoảng 15% độ ẩm tương đối trở xuống.

In 3D

Tất cả các bộ phận có thể in bằng PLA mà không cần hỗ trợ. Nắp đậy cũng như nắp mô-đun USB-C phải được in úp ngược. Con lăn cuộn ở đáy hộp bao gồm khung đáy cộng với trục có vòng bi và đồng hồ đo độ ẩm. Trục phải được in theo chiều dọc và có thể cần một số vật liệu hỗ trợ để bám dính tốt hơn với bàn in. Tôi cũng đã thêm một nút chặn cho ống PTFE khi không sử dụng.

Tôi đã in mọi thứ trên máy Prusa Mini+ bằng Overture PLA Professional. Có sẵn tệp .3mf với tất cả các bộ phận.

Lắp ráp

Màng RS1 đi kèm với một miếng đệm và phải được lắp vào nắp đậy bằng hai vít M2.5x12 cộng với đai ốc/vòng đệm.

Hàn hai dây cáp vào mặt dưới của mô-đun cấp nguồn USB-C. Các dây cáp này đi qua lỗ lắp của nắp đậy với một vòng đệm kín, xem hình ảnh. Mô-đun cấp nguồn được giữ cố định bằng nắp của nó và được lắp bằng hai vít M3x20 cộng với đai ốc/vòng đệm. Đầu nối PTFE đi vào lỗ còn lại với vòng đệm của nó vào phần lõm ở đáy nắp đậy. Bây giờ, nắp đậy đã được lắp ráp hoàn chỉnh sẽ thay thế nắp gốc của hộp ngũ cốc.

Con lăn cuộn khớp vào đáy hộp ngũ cốc. Mỗi trục sử dụng bốn vòng bi 608 ZZ tiêu chuẩn. Nếu muốn, có thể thêm đồng hồ đo độ ẩm vào khung con lăn cuộn để theo dõi mức độ ẩm.

Các bộ phận cần thiết

Màng hút ẩm Rosahl RS1 có sẵn tại đây, tương tự đối với mô-đun cấp nguồn USB-C tại đây.

• Đầu nối ống PTFE tiêu chuẩn với ren 10mm: https://www.amazon.de/gp/product/B07SKX5P9P/ và đai ốc: https://www.amazon.de/gp/product/B01DF2SIFI/
• Vòng đệm kín cho dây cáp xuyên lỗ (đường kính ngoài/trong 10/6mm, chiều rộng 2mm): https://www.amazon.de/gp/product/B07JGCGQGT/
• Vòng bi 608 ZZ tiêu chuẩn (đường kính ngoài 22mm, lỗ 8mm, chiều rộng 7mm): https://www.amazon.de/gp/product/B08K936Y1Z/
• (Tùy chọn đồng hồ đo độ ẩm: https://www.amazon.de/gp/product/B0BXRDWYG2/ Lưu ý: Đồng hồ đo độ ẩm này dường như không còn khả dụng trên Amazon, xem bên dưới để biết giải pháp thay thế.)
• Đồng hồ đo độ ẩm thay thế: https://www.amazon.de/gp/product/B0CH7XS97M/ (Sản phẩm này cho thấy hiệu suất tốt so với thiết bị ghi dữ liệu nhiệt độ/độ ẩm chất lượng ngay cả ở độ ẩm thấp khoảng 15%RH! Hãy đảm bảo in bộ phận đế mới với giá đỡ tương ứng cho bộ phận này: Spool_Base_Hygro_new.stl!)
• Hộp ngũ cốc 4l: https://www.amazon.de/gp/product/B08CKB2B12/

Bạn có thể mua một bộ kit bao gồm màng RS1, mô-đun USB-C và tất cả các bộ phận cần thiết (ngoại trừ hộp ngũ cốc) tại đây.

Nhận xét

Ừm, màng Rosahl không rẻ nhưng chúng cực kỳ hiệu quả về mức tiêu thụ điện năng, chỉ dưới 0.5W liên tục. Tôi để chúng chạy 24/7 mà không cần phải sấy lại cuộn sợi theo cách thông thường hoặc bằng lò nướng, những cách này sẽ tốn nhiều năng lượng hơn đáng kể.

Cập nhật

09/02/2024: Tôi đã thêm một bộ phận đế mới có giá đỡ cho đồng hồ đo độ ẩm thay thế, vì bộ phận ban đầu dường như không còn khả dụng trên Amazon. Đồng hồ đo độ ẩm thay thế đã hoạt động khá tốt trong các thử nghiệm của tôi so với thiết bị ghi dữ liệu nhiệt độ/độ ẩm khá tốt ngay cả ở độ ẩm thấp khoảng 15%RH.

16/12/2024: Đã thêm nắp USB-C mới và một nút chặn mới để sử dụng với mô-đun cấp nguồn USB-C VREG-2 thay vì VREG-1, đã ngừng sản xuất.

25/10/2025: Sửa vị trí lỗ của nắp đậy cho cáp nguồn USB-C VREG-2 bị lệch một chút. Đã xóa các mô hình cũ dựa trên VREG-1 vì không còn khả dụng.