Rauch-und Staubabsaugesystem für RF 1000 im Laser-oder 3D Druckbetrieb

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georg-AW
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Rauch-und Staubabsaugesystem für RF 1000 im Laser-oder 3D Druckbetrieb

Beitrag #1 von georg-AW » Do 19. Apr 2018, 17:01

Mobiles Rauch-und Staubabsaugesystem für den RF 1000 im Laser- bzw. 3D Druck Betrieb

Wie bereits früher berichtet, sind die Staub- und Rauchentwicklung bei der Arbeit mit meinem Laser ein grosses Problem. Bei Kunststoffen entstehen durch die extreme Hitze toxische Gase welche zudem auch extrem stinken. Beim Lasern von Holz ist die Staubentwicklung teilweise fürchterlich.

Ich habe deshalb mit grossem Aufwand schon diverse Absaugemethoden probiert, jede hatte Vor-und Nachteile.

Eine Einhausung hätte nichts gebracht, da die giftigen Gase trotzdem in den Raum entweichen können. Die Abluft kann bei mir nicht ins Freie geleitet werden. ( Minergiehaus) Beim Lasern von Holz kann massiv Staub entstehen welcher sich überall im RF 1000 einnistet.
Die Lösung war zuletzt ein spezieller Staubsauger welcher die Gase und den Staub lokal absaugt und via einen 20mm Schlauch in den Sauger befördert wo er mit Wasser ausgewaschen und deponiert wird. Der Sauger von Hoover HYP 1630011 hat ziemlich gut funktioniert war aber extrem !! laut und konnte schlecht geregelt werden. Zudem musste das Waschwasser ständig ersetzt werden, dies klappte leider nicht immer. So habe ich mich an den Bau eines mobilen Absaugesystems auf der Basis der Filterung durch Grob-Staubfilter, Kohlegranulat und HEPA Filter gemacht. Der Sauger sollte leistungsgeregelt sein und vor allem auch wesentlich leiser als der Vorgänger.

Entstanden ist eine Kiste mit den Abmassen 500mmx340mm und 360mm hoch ( 10kg schwer ), auf Rädern. Der Sauger ( ich habe ihn "lasuugi" getauft ) ist aus Sperrholz und wurde mit einer 1600 Watt Radialturbine ausgerüstet deren Drehzahl von ca. 30% bis 100% eingestellt werden kann. Da beim Laser nur ein sehr kleiner Querschnitt des Saugemundstückes bzw. des Schlauches (Durchmesser 20mm) Platz hat, muss man für genügende Saugleistung eine kräftige Radialturbine verwenden. Die Dinger verursachen einen höllischen Lärm.
Deswegen ist die Kiste sowohl im Ansaugebereich als auch bei der Abluft ( auch bei der Kühlluft der Turbine ) mit je einem Labyrinth- Schalldämpfer ausgestattet. Zusätzlich sind diverse Teile der Kiste gegen Körperschall gedämpft. Dabei sollte die Luftzufuhr möglichst wenig beeinträchtigt, der Schall aber maximal gedämpft werden. Das ist gelungen, die Schalldämpfung ist über den ganzen Frequenzbereich zwischen 8 und 12 dBA tiefer als
ohne. D.h. von ca. 87 dBA auf 79 bzw 75dBA runter. 10dBA weniger heisst Reduktion der Lautstärke auf die Hälfte. Die Temperatur im Innern steigt dabei auf 38-42°C . Je nach Filterbestückung muss das ganze System bei ca. 40-50 Prozent Leistung ( Laserbetrieb Kunststoffe ) bis 80% ( Lasern von Holz ) betrieben werden.
Eine Geruchsbelästigung bzw. toxische Gase sind meines Erachtens nach nicht mehr vorhanden bzw. mit der Nase nicht mehr feststellbar. Die Gewissheit darüber muss ich zuerst noch verifizieren.. Bei den ersten Versuchen mit Holz ist auch dieser Staub kaum mehr vorhanden.
Leider kann ich den Feinstaub selbst noch nicht messen. Eine Aussage über dessen Menge ist z.Z. nicht möglich. Da bin ich noch am Nachdenken.
Messinstrumente dafür habe ich noch nicht. Zu teuer.

Der finanzielle Aufwand für den Bau hält sich in Grenzen, der zeitliche Aufwand war aber erheblich. Wenn einer das nachbauen möchte, so ist das sicher möglich. Details bei mir. Beilage diverse Fotos.

ciao Georg
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Oo
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Re: Rauch-und Staubabsaugesystem für RF 1000 im Laser-oder 3D Druckbetrieb

Beitrag #2 von Oo » Do 19. Apr 2018, 17:30

Hi,

wie nicht anders von dir zu erwarten wieder Top umgesetzt.
Saubere Umsetzung, gut verarbeitet. Und wie es sich raus lesen lässt auf jeden fall eine Verbesserung.
Frag doch mal deinen Schornsteinfeger, ob er das nächste Mal seine Gerätschaften mit bringt.
Die sollten eigentlich so Sachen messen können.

Oo

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AtlonXP
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Re: Rauch-und Staubabsaugesystem für RF 1000 im Laser-oder 3D Druckbetrieb

Beitrag #3 von AtlonXP » Do 19. Apr 2018, 20:51

Hallo Georg,
ja ganz nett.

Einfacher wäre es, wenn man die ganze Kiste mit einem 3D Drucker drucken könnte. :-)
Es wird sich wohl noch beweisen müssen, wenn das Gerät länger im Einsatz war, wie sich die Filter verhalten.

Da fällt mir noch ein Tipp ein, aus meiner Aquarium Erfahrung:
Aktivkohle kann man regenerieren so bei 1200 C° unter Luftabschluss.
Ein Keramik Brennofen sollte dafür ausreichen.
Ich habe nicht gegoogeld, das überlasse ich anderen. ;-)

LG AtlonXP

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Re: Rauch-und Staubabsaugesystem für RF 1000 im Laser-oder 3D Druckbetrieb

Beitrag #4 von georg-AW » Fr 20. Apr 2018, 13:55

@Atlon
Hi
Rein theoretisch liesse sich das Ding schon mit 3D drucken. Leider sind aber die Masse weit über den Möglichkeiten. Sperrholz ist viel billiger.
Natürlich ist der Zusammenbau mit Holz die reine Mühsal. Ich bin nicht Schreiner.
Ich kaufe Kohlegranulat hier im Grosshandel, eine Regeneration der alten Kohle ist aufwendig und lohnt sich nicht. Es ist auch eine Viecherei.

Was die Messung des Staubes bzw. speziell des Feinstaubes betrifft, so habe ich evl. eine Lösung gefunden.
Es gibt von Sharp ( GP2Y1010AU0F ), von Omron ( B5W-LD0101-1/2 ) und von Amphenol ( SM-PWM-01C ) Staubsensoren mit einer Partikel Erfassungsgrenze hinunter bis 0.5my , dh. bis zum Feinstaub. Vielleicht baue ich so etwas in den Drucker ein. Staub ist ja auch beim gewöhnlichen 3D Druck ein grösseres Problem, speziell der lungengängige Feinstaub aus verbrannten Kunststoffen. Je nach Filament ist das kritischer oder nicht, niemand weiss da genau Bescheid. Die Druckerhersteller und die Filamenthersteller wiegeln gerne ab, das würde sonst ihr Geschäft vermiesen.
Die Kunden sehen die Schäden erst in vielen Jahren in Form von COPD oder LungenCA im eigenen Körper.

ciao Georg

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Staubsensor für RF 1000 Laser und 3D Druck

Beitrag #5 von georg-AW » Mi 16. Mai 2018, 14:44

Hi
Ich konnt es nicht lassen. Wie angedroht, habe ich mich vor der grossen Sommerpause doch noch an den Bau eines kleinen günstigen Staubsensors
rangemacht. Er sollte nachbaubar sein und mir beim Lasern und auch beim 3D Drucken einen groben Überblick über die Staubsituation geben.
Gerade beim Lasern können bei gewissen Materialien sehr grosse Mengen an Staub anfallen. Auch beim 3D Druck ist Staub ein Thema wenn man keine Einhausung hat. Meine Absaugevorrichtung ist im Betrieb und mit dem Staubsensor kann ich deren Funktionstüchtigkeit überwachen.
Es geht dabei nicht zuletzt um die lungengängigen Feinstaubpartikel. ( welche auch beim Druck z.B. von schwarzem ABS gewisser Hersteller anfallen ).
Als Basis habe ich einen Detektor von Amphenol gewählt. Er besitzt zwei Ausgänge für kleine ( ~1...2 mikrometer ) Feinstaub-Partikel und grosse ( ca. 3...>10 mikrometer ) Partikel. Die zu untersuchende Luft wird durch Konvektion durch den Sensor befördert , kann aber auch in einer weiteren Geräteversion durch einen Mikrolüfter transportiert werden.
Der Amphenolsensor kostet etwa 15 €. ( digikey u.andere ). Die Signalausgänge stehen als +5 > 0V = aktiv zur Verfügung. Ein einzelnes Partikel oder zwei zusammengepappte erzeugen ein dem Querschnitt entsprechendes Signal ( Impulsbreite proportional der Grösse ).

Jedes Staubpartikel ( auch ein Cluster von zwei oder mehr Partikeln ) genügender Grösse lässt die entsprechende LED ( rot für Feinstaub ) gelb für Grobstaub, aufleuchten.

Entsprechend der Impulsbreite zeigt das Digitalvoltmeter-Modul einen Spannung. Ein einzelner Impuls lässt aber keine vernünftige Messung zu. Dies ist erst bei repetitiver Folge der Fall. Leider ist der Zusammenhang Impulsfolge / Impulsbreite zu Staubdichte in Mikrogramm pro Kubikmeter Luft
stark nichtlinear. Die von mir gewählte Signal-Verarbeitung ist sehr einfach. Insgesamt kann man aber gut abschätzen ob Feinstaub vorhanden ist und in etwa wieviel. Eine Zählung der Einzelpartikel ist mit der einfachen Vorrichtung nicht möglich. ( aber auch nicht notwendig )

Für detailliertere Auswertung besitzt das Gerät einen Ausgang für das Oszilloskop. ( siehe Bilder )
Der Staubsensor kann mit den eingebauten 3x AA Batterien oder mit einem 5V Netzteil betrieben werden. Strombedarf ca. 90mA. @5V.

Das Gehäuse habe ich in PLA gedruckt. Es ist lediglich eine kleine Platine zu bestücken. Kosten ca. 5 €. Einzig das DVM Modul schlägt etwas zu Buche ( ca. 30.-) . Für Bastler mit Lötkenntnissen gut nachbaubar. Details auf Anfrage.

ciao Georg
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Re: Rauch-und Staubabsaugesystem für RF 1000 im Laser-oder 3D Druckbetrieb

Beitrag #6 von AtlonXP » Mi 16. Mai 2018, 17:06

Danke Georg,
für die Bauanleitung gibt es natürlich ein Dankeschön.

Ich sehe, du plagst dich genauso rum, mit Silberdraht und Lötkolben wie ich.
Aus diesem Grund habe ich mir das scheiß billige China Fräsle geleistet.
Bei Interesse gerne mehr.

Ich habe Hoffnung, dass ich mit dem Ding irgendwann, mir solche Lötereien ersparen kann.
An meiner vorletzten, etwas umfangreicheren Platine, war ich eine Woche lang beschäftigt mit der Löterei. :-(
Ätzen kommt für mich nicht in Frage, wegen den Chemikalien und der Entsorgung.

LG AtlonXP


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