Kategorie-Archiv: 3D Druck

Halbautomatische Leiterplattenbohrmaschine (3)

Nach längerer Pause nun zum dritten Teil zur Leiterplattenbohrmaschine. Hier noch ein paar Details zu den restlichen Teilen und der Elektronik.

Um eine Vorstellung der Mechanik zu bekommen, hilft es ganz ungemein, sich die Teile einfach mal so zusammenzusortieren auf dem Monitor. Wenn man dann noch etwas Zeit in das Ausmessen und Nachkonstruieren der Hardware steckt, hat man es nachher einfacher das 3D-Modell einmal „anzuprobieren“ bevor man Mist druckt 🙂

So habe ich mir diese Skizze gemacht und die zubehörteile daran angeordnet. Ich hatte zwischendurch einmal darüber nachgedacht, den Arm mit dem Motor aus mehreren Stücken 20er Vierkantstahlrohr zusammenzusetzen und diese mit dem Schweißgerät zusammenzubraten. Am Ende war es mit Holz dann aber doch einfacher, weil ich (im Dezember als das gebaut wurde) in der warmen Bude bleiben konnte.

An diesem Bild kann man auch schon sehen, das man an solchen Prinzipmodellen aus ein paar quadern schon ableiten kann, wie z.B. der Halter für den Servo aussehen muss. Durch hinzufügen der bereits fertigen Teile (Zahnstange, Schlitten) hat man virtuell schon einen Zwischenstand bei dem man ein paar Maße nehmen kann, und an den echten Teilen prüfen kann. So steigen die Chancen das die Druckteile gleich beim ersten mal passen.

Hier die Motorabdeckung für die Maschine. Das (schwarz-transparente) Teil der bisher fertigen Hardware habe ich importiert (als gittermodell) und dann das benötigte Teil „drumherumkonstruiert“.

Die Flache schräge Oberseite ist beim Drucken die auf dem Druckbett liegende Seite, innen sind noch ein paar minimale Stützstrukturen drin, so das dieses Teil recht einfach und problemlos 3D-Druckbar ist. Gerade bei komplexeren Geometrien hilft es sehr, wenn man sich bei der Konstruktion bereits Gedanken macht in welcher Richtung das gedruckt werden soll, und ein paar entsprechende Anpassungen unternimmt um den Druckvorgang zu erleichtern.


Das ist das kleine Schalterkästchen. Die Seitenwand rechts ist ein Extrateil und wird nachher mit dem restlichen Gehäuse verklebt. Bei diesem einfachen Teil würde es sich auch anbieten es auf der Rückseite stehend zu drucken, aber manchmal denkt man da nicht daran. So in zwei Teilen kann man das linke orangene Teil auf der linken Seite stehend drucken, was sehr einfach ist, und dann die Seitenwand als zweites Teil.

Obendrauf dann die Frontplatte (hier noch als skizze) mit 3 Schaltern und den zwei Löchern für die Poti-Achsen, die dann mit den 4 Löchern in dem orangefarbenem Teil verschraubt wird.


Etwas komplizierter ist der Fußschalter. Ein Klotz mit einem eingebauten mechanisch stabilen Schalter wäre auch gegangen, aber so ist es doch schöner.

Innen wieder ein Abbild der Hardware, hier der Mikroschalter. Links daneben die Nocken für eine Spiralfeder, die den Fußschalter so stark auseinander drückt, das man etwa das Gewicht des Fußes ausgeglichen hat. So kann man längere Zeit damit Arbeiten ohne das der Fuß verkrampft. Am oberen Ende (schlecht zu sehen) ist die Wippe so geformt, das sie einen Anschlag hat.

Zum Zusammenbau werden die Leitungen an den Mikroschalter angelötet, der Schalter mithilfe der beiden Löcher (im Bild vorn) für den Schraubendreher dann angeschraubt, die Feder auf den unteren Nocken gesteckt, das Oberteil oben eingehakt und nachher nur noch unten von beiden Seiten eine Schraube eingeschraubt, die das „Scharnier“ bildet.

Dieses Teil hat auf Anhieb funktioniert.

Nun zur Elektrik: Da sag ich nicht viel dazu, es kommt ein 7,5V Netzteil in den Kasten was ich in meiner Netzteilkiste gefunden habe. Es leistet 4A. Das reicht aus für den Bohrmotor und die Elektronik und das Servo. Wie die Schalter in dem kleinen Pultgehäuse angeschlossen werden kann sich jeder denken. Der große Schaltet alles aus. Die beiden kleinen daneben: Einer schaltet die Luftpumpe zum Spänewegblasen ein, der zweite die obere LED-Beleuchtung.

Die Elektronik ist ein Arduino Pro Mini, ich habe ein Schaltbeispiel aus dem Internet zum Anschluss des Servo verwendet (ja das stammt vom Teebeutelassistent, über den ich noch nicht Berichtet habe, aber manche haben ihn auf dem Fingers-Elektrische-Welt Forentreffen 2016 gesehen) und dort entsprechend hineingekritzelt was da noch so dazu gehört. Den Lautsprecher brauchts nicht, der war nur eben schon auf dem Plan.

Das ganze ist dann auf einem Stück Lochraster zusammengelötet worden, und lässt sich so zusammenfassen: „Es funktioniert so“.


So Ähnlich wie die Elektronik ist auch das Arduino-programm, ich habe davon wenig Ahnung. Ich fasse es auch mal mit „Es funktioniert so“ zusammen.

Im Prinzip sind da ein paar Schleifen mit If-Then-Else Kommandos die im richtigen Augenblick die richtigen Taster-Eingänge abfragen, zwischendrinn mal auf die ADCs mit dem Potis schauen und nebenbei das Servo hin und her fahren lassen.

Mini-Leiterplattenbohrmaschine-Arduino.rar

Als Arbeitstisch habe ich ein Stück Siebdruckplatte verwendet, weil das eine abriebfeste glatte Oberfläche bietet und das positionieren der Leiterplatte damit erleichtert wird.

Als kleines Extra ist in der Mitte eine runde Plexiglasscheibe bündig eingelassen, die von unten über einen Lichtleiter aus Plexiglas mit einer LED beleuchtet werden kann. So kann man ohne Spiegelungen das Lötauge der Leiterplatte gut sehen. Alternativ gibts noch zusätzlich einschaltbares Licht von Oben.

Das fertige Maschinchen funktioniert so:

    1. Werkzeuglängenkorrektur: Man spannt sein Werkstück ein, und dreht das Bohrtiefenpoti auf null. Das Servo fährt den Bohrer dann ganz hinunter. Hat er nicht genug Platz, oder reicht er nicht bis nach unten, muss links an der Seite die Servohalterung mittels Rändelschraube aus der Arretierung gelöst werden, und in der Schwalbenschwanzführung manuell auf die richtige Höhe eingestellt werden.

    1. Die Höhe ist richtig, wenn das Bohrtiefenpoti auf Linksanschlag ist, und der Bohrer etwa 2mm unter der Werktischoberfläche endet.

  1. Nun wird mit dem Bortiefenpoti der Bohrer so weit angehoben, bis er 2mm über der Leiterplatte ist.
  2. Am zweiten Poti kann die Absenkgeschwindigkeit noch in einem gewissen Bereich der schärfe des Bohrers und Wiederspenstigkeit des Materials angepasst werden.


Soweit zur Vorbereitung, dann die zu bohrende Platine auflegen, ein Loch anvisieren und auf den Fußtaster drücken.

Der Motor geht an und der Bohrvorgang beginnt.

Wird der Taster vorzeitig losgelassen, (irrtum, finger, wasauchimmer) fährt der Bohrer sofort zurück nach oben und der Motor geht aus.

Wird der Fußtaster gehalten bis das Loch die endgültige Tiefe erreicht hat, fährt der Bohrer auch zurück in die Ausgangsstellung damit man das nächste Loch bohren kann.

Erreicht der Bohrer die Endposition nicht und fährt vorzeitig zurück, ist der Bohrer stumpf oder die Bohrgeschwindigkeit zu hoch eingestellt. Das Servo wird stumpf angesteuert und nirgendwo kontrolliert, ob es tatsächlich den Weg gefahren ist den es hätte fahren sollen.

Hinweise für Vollhartmetallbohrer: Immer aus dem Vollen bohren, nicht mit einem VHM-Bohrer versuchen bestehende Löcher größer zu bohren.

Für große Löcher kann man aber gut Führungslöcher bohren, und dann mit Akkuschrauber und Spiralbohrer aufbohren (z.B. für 3,5mm Befestigungsschraubenlöcher)

 

CTC Drucker: kleine Nachrüstung

Ich hatte den CTC mal wieder vom „Druckerturm“ gehoben und ein paar länger aufgeschobene Dinge daran nachgerüstet.
Zunächst links die beiden Schalter. (Das mit dem Drehrad ist ein Spannungsregler für den Bauteil-Kühlungslüfter zum Einstellen der Objektkühlung)

Ein Schalter schaltet den Abluft-Lüfter oben in der Haube ein, der andere einen kleinen 40er Computerlüfter auf der Rückseite, der den Bowden-Extrudermotor kühlt. Der wurde bei längeren Drucken doch ziemlich heiß.

Die gedruckte Platte hält die Schalter in „snap-in“-Technik, so müssen die Löcher im Sperrholz nicht so genau sein. Von unten nichts besonderes, der Strom kommt von einem kleinen 12V Step-Down-Schaltreglermodul unter der Elektronik-Abdeckung.

Dann gab es noch ein kleines Sicherheitsupgrade:
Zwei Sicherungshalter auf der Rückseite, die die Leitungen zu den Extruderheizelementen im Kurzschlussfall an der Heizpatrone vor einem Kabelbrand schützen.

Oben rechts im Bild die beiden Sicherungshalter mit Zentralbefestigung, die Sicherungen sind in die +24V Leitung eingeschleift. Sicherungswert 2A.

Und von hinten sieht man dann die Schraubkappen.

Funkentstörung 3D-Drucker: Klappferrite

Hallo.

mein erster 3D-Drucker, der CTC, schlägt sich immernoch wacker. Da ich mehrere 3D-Drucker habe, wird natürlich auf den anderen auch viel gedruckt. So hat der CTC bisher nur etwa 1000 Stunden auf dem Zähler.

Ein Problem bei diesem Gerät fiel mir jedoch sehr schnell auf: Rundfunkstörungen. Sobald der Drucker anfängt zu drucken, wird der Radioempfang in der Küche schlecht.

Inzwischen sieht man bei den „besseren“ Druckern auch, das die Elektronik nun überwiegend in Metallgehäusen kommt, was sicher kein Zufall ist.

Im Prinzip ist das ansonsten alles das gleiche, ein Motortreiber erzeugt einen (bei Bewegung wechselnden) Konstantstrom mit einem PWM-Signal, und hat keine Ausgangsfilterung, da die Motorwicklung hier die Drossel bildet. Leider sind da noch eben verschieden lange Leitungen dazwischen, die beim CTC nicht nur nicht geschirmt, sondern auch nicht verdrillt sind, da sie aus losen Einzeladern bestehen. Die Schaltfrequenz ist nicht besonders hoch, aber die Signalform der steilflankigen PWM-Signale die aus dem Motortreiber kommen enthält entsprechend große Oberwellenanteile, die von den Motorleitungen abgestrahlt werden.

Das ist gar nicht gut, weshalb ich zum Schutz der Umwelt vor diesen Störsignalen Abhilfe geschaffen habe.

Gegen diese hochfrequenten Signale hilft ein Ferritring auf der Motorleitung, nah am Motortreiber. Praktischerweise gibts diese als aufklappbare zweiteilige Ferritringe, die man leicht nachträglich über die Leitungen klappen kann, ohne das man mit dem Stecker durch die Öffnung muss.

Neben den Motorleitungen gibts noch weitere Signale mit PWM: Das Heizbett und die Extruderheizungen. Auch da lohnt sich ein Ferrit.

Am Ende sieht es dann so aus:

Klappferrit

Die schwarzen Teile auf den Leitungen sind die Klappferritkerne. Seitdem ist Ruhe auf UKW. Die anderen Drucker haben ebenfalls die gleichen Maßnahmen erfahren.

Filamentextruder – Erfahrungen und Defekte

Heute einmal eine kleine Zusammenfassung über den Filament Extruder.

Ich hatte das Gerät als Ausstellungsstück auf einer interen Veranstaltung der FH Erfurt, am 25.05.2016.
Ausstellung bei der Gründerwoche der FH Erfurt
Leider waren wir nur Lückenbüßer für eine ausgefallene andere Veranstaltung, das Programm wurde ewig nicht geändert, und so hat es kaum jemand zu uns gefunden. Schade um den Aufwand.

Also weiter zu den Defekten und Umbauten:
Der Granulattrichter hat ein Problem.
So sieht er von oben aus:

Im Bild zeigt sich schon das Problem mit der Ecke des Einlaufes, wo sich Plastestücke verkeilen können.
Und hier sieht man den Schaden.

Das Material ist 3mm starkes PLA, massiv gedruckt. Beim drehen der Förderschnecke verklemmt sich immer mal etwas zwischen dem Bohrer und der Außenwand, und wird dann auf der Metallkante bis zum Ende der Öffnung nach vorn geschoben und danach abgeschert oder nach außen gedrückt. Dabei verkanten sich mitunter noch Teile und es wird ein starker Druck auf die Trichterwand ausgeübt, da das Material keinen Platz zum Ausweichen hat.
Deshalb gibts einen neuen Trichter, auf den oben der gleiche Deckel mit Weithalsflaschengewinde aufgeschoben werden kann, aber seitlich zusätzlicher Platz ist. Mit geschredderten kantigem Material (Mahlgut) ist das Problem deutlich ausgeprägter als mit runden Pellets.
Hier der neue Trichter:

Erfahrungen mit verschiedenem Material, damit meine ich z.B. verschiedene Hersteller, Compunds des gleichen Polymers aber unterschiedlicher Farbe ect. zeigen, das wie beim Drucken auch beim extrudieren erhebliche Unterschiede bestehen. Es funktioniert nicht, einfach die gleichen Einstellungen beizubehalten, sondern je nach Material muss der Düsendurchmesser, die Temperatur und die Motordrehzahl geändert werden, bis sich wieder ein brauchbarer Arbeitspunkt eingestellt hat. Die ersten Meter nach dem hochheizen passen nie. Bei Wechsel der Farbe ergeben sich lange Mischmaterialzonen im Filament bei dem die Eigenschaften sich langsam ändern. Da muss man über einen längeren Zeitraum gegensteuern um mit dem Filamentdurchmesser nicht völlig aus dem Ruder zu laufen.
Es ist also kompliziert.

Verspannung Drucklager
Aufgrund schlechter Ausrichtung habe ich das Drucklager verspannt, was dazu führte das die Kugeln den Kugelkäfig aufgefressen haben. Ich schätze das „Gewicht“ auf dem Lager auf ca. 50 Kilogramm wenn der Extruder läuft.

Vorsichtshalber habe ich einmal nachgesehen, was so ein Axiallager in der Größe überhaupt aushält. Offenbar ist da aber noch sehr viel Luft nach oben, da sollte es kein Problem geben.

Nun mussten die Kugeln aber wieder korrekt auf der Laufbahn verteilt werden, damit das Lager wieder seine Funktion erfüllen kann. Als Experiment startete dann dieses Teil:

Inzwischen hat es sich bewährt. Es sind einige Kilogramm durch die Maschine gegangen und das Lager funktioniert noch mit dem ersten gedruckten Kugelkäfig.

Erfahrungen mit dem Getriebe
Das „neue“ Getriebe hat auf der Motorwelle ein hoch belastetes Zahnrad. Dieser Umstand sorgt für unfreiwillige Materialtests, da hier ein hoher Verschleiß herrscht.

Wenn ich fertig mit den Zahnrädern bin sieht das ungefähr so aus:

Dieses Zahnrad ist aus PET-G und ist aufgrund von Abrieb verschlissen. Man sieht die eingelaufenen Zahnflanken und eine Mischung aus Silikonfett und Abrieb.

Hier ein Test mit ABS, welches mit in aceton aufgelöstem SAN beschichtet war. Das hat leider gar nichts ausgehalten und war kaum besser als normales ABS, was etwa 10fach schneller verschleißt als PETG.

Auch die Vibration des faustgroßen Schrittmotors sorgt für Ermüdungsbrüche, die auch schon einmal vor dem Verschleiß durch Abrieb zum Ausfall des Zahnrades führen können, was auch das Problem mit PLA-Zahnrädern ist, die ansonsten sehr beständig sind.
Die anderen 3 Zahnräder waren bisher komplett unauffällig und laufen noch mit dem ersten gedruckten Satz an PLA Zahnrädern.

Zuletzt hatte ich Zahnräder aus ASA versucht, die deutlich abriebfester als ABS sind. Leider sind mir diese dafür durch Ermüdungsbrüche ausgefallen.
Es gibt also ein neues Projekt: Die starre Wellenkupplung durch etwas ersetzen, was die Vibration der Schrittmotorschritte dämpfen kann.

Weiterhin zeigte sich an den Wellen des Getriebes, wozu ich schändlicherweise nur 8er Gewindestäbe verwendete, einiger Verschleiß im Bereich der Kugellager. Die Gewindestäbe erwiesen sich als praktisch, weil man durch kontern einr Langmutter mit einer oder mehreren normalen Muttern einen 6kant bekommt, mit dem man leicht das Drehmoment der Zahnräder auf die Wellen übertragen kann. Auch kann das Zahnrad auf der Langmutter noch einfach etwas verschoben werden um die Räder aufeinander auszurichten, und das verschieben der Zahnräder vereinfacht auch Reparaturen am Getriebe.

Leider bekamen die Gewindestäbe aufgrund der wirkenden Kräfte in den Kugellagern einiges an Spiel, was zu einer gewissen Geräuschkulisse führt. Im Bild sieht man die Welle des mittleren Zahnradpaars, die ich in diesem Zustand gegen einen Rundstab aus Eisen ausgetauscht habe.

Außerdem gibt es nun eine ordentliche Befestigung des Rohres, die Drehmomentstütze aus einer Gripzange konnte dank passender Metallschellen endlich einer richtigen Lösung weichen:

Soweit die kurze Zusammenfassung.

3D-Druck von kleinen Figuren

Auf Thingiverse habe ich dieses 3D-Modell (https://www.thingiverse.com/thing:653030) gefunden, welches den Astronauten und deren Raumanzügen der Apollo-Mission nachempfunden ist, also dem Mond-Programm der NASA.

Da dachte ich mir, das passt doch gut zu meinen Raketenlampen, allerdings brauche ich das natürlich alles viel kleiner.
Und so nahm das Elend seinen lauf.

Mit einer recht hohen Quote sind 3D-Modelle von Thingiverse ersteinmal kaputt.
So auch dieses. Die Reparatur versuchte ich zunächst mit netfabb, doch leider war das nicht erfolgreich.
Freecad hat auch ein paar Reparaturmöglichkeiten, stürzte aber beim korrigieren der vielen Oberflächenfalten ebenfalls ab.
Das Slicen mit Slic3r im kaputten Zustand amputierte dem kleinen Astronauten jedoch Hände und Füße, was ebenfalls keine option war.

Dann habe ich also Meshmixer ausprobiert, welches ein deutlich besseres Hüllenmodell exportierte, welches dann nochmal mit Netfabb…
Es ist manchmal schon schlimm.

Dann habe ich das Modell auf 25% verkleinert, und gedruckt, doch die im Modell enthaltenen Stützstrukturen waren durch das verkleinern extrem dünn geworden, so dass gleich erstmal das System zur Lebenserhaltung weggeschleudert wurde.. sozusagen.
Der Druck schlug also gleich zu Beginn schon fehl.

mini astronaut figur drucken

Das einschalten der Stützstrukturen im Slic3r erbrachte mit meinen Einstellungen ebenfalls einen Programmabsturz. So macht das alles keinen Spaß.
Ich suchte dann nochmal bei Thingiverse und fand ein fehlerbereinigtes Modell ohne die Stützstruktur darin.

Das war nicht so kaputt, aber der Support unter slic3r wollte trotzdem nicht funktionieren. Ich habe dann ein paar Einstellungen verändert (Überhangwinkel, Supportstrukturn nur auf der Bauplattform) und dann funktionierte es schließlich.

mini astronaut figur drucken

Vom Thingiverse Modell habe ich so etwa die Ausrichtung für den Druckprozess übernommen, die was die Menge der erforderlichen Stützstrukturen angeht deutlich günstiger ist, als das Modell aufrecht zu positionieren.

mini astronaut figur drucken

Gedruckt habe ich das schööön laaaaaangsam auf dem CTC, mit 0,08mm Schichtstärke, 0,2mm Düse und ca 30mm/s aus ABS.
Warum so langsam? Weil das bei so kleinen Teilen kaum anders geht, weil das heiße aufgetragene Material sonst nicht genug Zeit zum abkühlen hat. Alternative dazu: mehrere gleichzeitig drucken.

Druckzeit war übrigens knapp 3 Stunden.

mini astronaut figur drucken

So ist es doch ganz gut geworden. Den Support noch entfernen und fertig ist der Druck.

Hier noch mal ein Detailfoto der Oberfläche der Figur:

mini astronaut figur drucken

Zyklonabscheider

Im Makerspace Erfurt entsteht eine Holzwerkstatt.
Das ist natürlich ein Ort an dem Holz bearbeitet wird. Dabei werden besonders bei der maschinellen Bearbeitung Faserstäube freigesetzt, die je nach Holzart noch einige andere Inhaltsstoffe enthalten.
Besonders Hartholzstaub ist gefährlich.

Deshalb ist es wichtig, möglichst am Entstehungsort bereits Staub und Späne aufzufangen, und das geht am einfachsten mit einem Staubsauger.
Damit der nicht ständig voll ist und viele Staubbeutel braucht, hat ein kluger Mensch die Idee gehabt, einen Fliehkraftabscheider zu bauen, um den Staub von der Luft zu trennen und in einem Staubbunker zu sammeln. Es lassen sich mit dieser Methode hohe Abscheidegrade erzielen.

Das funktioniert so, dass die angesaugte Luft in eine möglichst schnelle Strudelbewegung versetzt wird. Die Form des Abscheiders, insbesondere am Lufteinlass zwingt die Luft in einen Wirbel, und die sich nach unten verjüngende Kegelform sorgt noch für eine Beschleunigung des Wirbels zum Ausgang hin. Durch die Fliehkraft werden die Partikel nach außen zur Behälterwand getragen, während in der Mitte des Wirbels die Luft abgezogen wird.

Unter klangvollen Namen wie „Dust Deputy“ oder „Dust Commander“ bekommt man solche Abscheider günstig aus Asien. Oder man baut sich selbt einen, was die Methode der Wahl ist wenn man größere Querschnitte braucht, etwa um eine Hobelmaschine abzusaugen.
Wir haben nur kleine Maschinen, da tut es der normale „Staubsaugerquerschnitt“.

Weil das Versenden aus Asien lange dauert und der Abscheider nicht in den Briefkastenschlitz passt, habe ich meinen selbst gebaut. Leider bin ich auch „faul“, deshalb habe ich diese Aufgabe dem 3D-Drucker übertragen. Naja. So ganz von allein tut der leider auch nichts, der braucht ja erstmal ein 3D-Modell.
Das habe ich dann doch selbst gemacht. Eine Umschau nach Erkenntnissen im Netz gab so grobe Verhältnisse aus Trichterwinkel, Querschnitt, Eintauchtiefe des Absaugrohres her.

Zunächst der Lufteinlauf in den Trichter, mit einer schönen Wendel:

Dann den Trichter, das Saugrohr und unten noch das blaue Teil, dazu komme ich gleich noch mal.

Nachher wird es auf ein dicht schließendes Plastikfass als Staubsammelbehälter geschraubt.
In Videos bei Youtube kann man sehen, das der Wirbel“sturm“ im Trichter sich bis in den Staubbehälter fortsetzt und dort alles durcheinanderwirbelt, wenn der Behälter sich langsam füllt. Das ist nicht so schön, deshalb habe ich Versuchsweise eine Prallscheibe auf die Unterseite meines Trichters gebaut (blau in der Grafik oben). In einem ersten Versuch zeigte sich, das der Wirbel so stark ist das abgeschiedener Staub von der Prallscheibe geschleudert wird und dort nichts liegen bleibt.

Bei den ersten Versuchen hat sich wie immer gezeigt, das irgendwas nicht so toll funktioniert. Wenn der Saugschlauch zum Abscheider verstopft, implodiert nämlich das Fass. Nicht das es mir passiert wäre, aber man erschrickt schon ziemlich dabei. Ich habe extra nur ein kleines 30L Fass verwendet, weil die großen durch ihre große Oberfläche noch empfindlicher sind.

Deshalb gab es also noch ein Sidequest, ein Bypassventil muss bei zu hoher Druckdifferenz etwas Nebenluft einlassen. Im Normalfall ist es immer geschlossen.

Im Bild ist das Oberteil zu sehen, welches über eine große Bohrung auf das Fass geschraubt wird. Das Loch in der Mitte ist für eine Schraube, auf die vorher eine Druckfeder aufgefädelt wird, die die Schraube immer nach oben Zieht. Unten kommt dann eine Scheibe mit Schaumgummidichtung an das Ende der Schraube.

Dann muss nur noch die Feder so vorgespannt werden, das sie beim entsprechenden „gefährlichen“ Unterdruck im Fass nachgibt und das Ventil sich ein Stück öffnet.

Alles zusammen sieht dann so aus:

Thermometerhäuschen

Für ein Projekt werden die Meßwerte eines Bosch BME280 Thermo/Hygro/Barometer Sensors benötigt, aber von draußen.

Draußen scheint ja ungünstigerweise die Sonne und wenn es regnet, werden Dinge naß. Das verfälscht die Messung und gibt auch Probleme mit der Elektronik. Deshalb haben die Meteorologen sich das Thermometerhäuschen ausgedacht.

Bei jeder noch so billigen „Wetterstation“ ist sowas mit dabei, aber einzeln scheinbar nirgends zu einem akzeptablen Kurs käuflich zu erwerben.

Also mal wieder ein Fall für den 3D Druck.
Es empfiehlt sich ASA als wetterbeständiges Material, ich habe aber keins da, jedoch ABS was sich wegen der starken Pigmentierung nicht gut drucken lässt. Deshalb wirds daraus. Nach dem ersten Jahr kann man ja immer noch mit etwas Autolack drüberhusten, wenn es recht zu kreiden anfängt.

CAD:

Herstellung eines Teils auf dem 3D-Drucker:

Zusammengebaut:

Dateien:
Zip-Archiv

Filamentextruder: Elektronik Teil2

Im ersten Teil habe ich die kleinen gedruckten Elektronik-halter vorgestellt, nun muss das natürlich alles noch zusammengekabelt werden und in ordentliche Form gebracht.

Im hinblick auf ein paar Erweiterungen habe ich die Seiten des doppelten Bodens noch nicht geschlossen, so dass ich jederzeit noch ein paar Module ansetzen kann. Die Leitungen zum oberen Teil laufen alle über Stecker, so dass man die Platte mit dem Extruder leicht von der Elektronik abnehmen kann.

Filex Elektronik

Durch den doppelten Boden hat sich auch die Stabilität verbessert und die Platte mit dem Extruder verwindet sich nicht mehr so stark.

Ein paar freie Löcher sieht man noch, ist zum Einbau von Anschlüssen für zukünftiges Zubehör gedacht, da das Netzteil ja noch einige Kapazitäten über hat.

Abluft am 3D-Drucker

Will man ABS im 3d-Druck verwenden, bekommt man Gesundheitsschädliche Emissionen in Form von Styroldämpfen als Zersetzungsprodukt des Polystyrolanteils aus dem ABS und aus den Dämpfen kondensierende Feinstäube in der Raumluft.

Das sind Dinge, die man nicht gerade dauerhaft einatmen möchte.
Ich hatte dazu versuche mit Aktivkohlegranulat angestellt, mit denen ich jedoch nicht so richtig zufrieden war.

An der Zimmerdecke befindet sich jedoch das hier:

Eine Abluft nach draußen, und ein Motorsteller zum Steuern der Abluftanlage.

Also habe ich mich mit Abluft-Folienschlauch und einem Flansch für selbigen ausgerüstet und festgestellt, das der Flansch zu klein ist um die Abluftöffnung zu überdecken.

Daher habe ich einen großen Adapterring gedruckt, der auf dem neuen 30x40cm Druckbett meines großen Prusa in einem Stück gedruckt werden kann.
Als Material zum Einsatz kam das Recycling-ABS welches ich aus alten Kabeltrommeln hergestelt habe.
Bei dieser speziellen runden Form scheint es kein Problem, dieses große Teil in ABS in einem offenen Drucker zu drucken, was mich wundert.
Vermutlich ist die neue Ringdüse hier hilfreich, weil sie das Werkstück nicht von einer Seite her anbläst was durch Schrumpfungseffekte beim Abkühlen starke Spannungen im Bauteil hervorruft (und krumme und eingerissene Bauteile verursacht).

Der runde Flansch aus PVC und der ABS-Adapterring wurde dann mit MS-Polymer aus der Kartusche zusammengefügt.
Obendrauf gabs noch einen weiteren Adapter, von dem 100er Abluftschlauch auf 80mm Computerlüfter.
Ein 24V 2,8W Lüfter befindet sich auf der Oberseite des Druckers und wird mit
nur 12V angeschlossen, um nur soviel Luft als notwendig zu bewegen. So muss auch der große Rohrlüftermotor in der Zwischendecke nicht laufen, der sicher ein paar zig Watt an elektrischer Leistung hat.
Zudem will man auch gerade in der kalten Jahreszeit nicht Unmengen an Warmluft stundenlang nach draußen blasen.
Außerdem darf im Drucker auch keine Zugluft herrschen.

Mit einigen Holzleisten hat die Druckervorderseite einen Rahmen um die Öffnung bekommen um mit etwas Abstand eine Plexiglasscheibe daran zu befestigen. Der Bauteillüfter am Druckkopf würde sonst mit der Scheibe kollidieren, wenn man diese Flach am Druckergehäuse anbringt.

Die im ersten Bild sichtbaren Dübel sind bereits für den Flansch des Abluftschlauches eingebaut worden.
Oben auf dem Flansch habe ich noch einen Dichtungsstreifen angeklebt.

Jetzt nur noch den Adapter auf den Lüfter schrauben, und schon kann der Drucker nach draußen lüften.

Umrüstung am CTC – ein Extruder auf Bowden.

Um die unerwünschten dynamischen Kräfte im Drucker zu senken, habe ich einen Motor vom Druckopf heruntergenommen.

Dazu wird die linke Düse trotzdem weiter mit Material beschickt und der Motor für den Filamentantrieb an die Druckerrückwand geschraubt.

Ein paar Adapterteile habe ich konstruiert und im 3ddc-Forum hochgeladen.

Da der Motor gleichzeitig die Gewinde für die Befestigung des Kühlkörpers und des Lüfters stellt, wird er durch ein Druckteil mit 2 eingeklebten Muttern auf der Rückseite ersetzt. Das Druckteil führt außerdem den Teflonschlauch bis auf den Eingang der Druckdüse.


Oben im Bild liegt bereits der Motor mit dem umgebauten Filamentantrieb.

Nun muss er nur noch an die Rückwand.

Im Bild sieht man, das die Nunus-Filamentspule schön darunter passt.
Leider ist das mit anderen Spulen nicht immer so.
Diese stelle ich dann auf die kugelgelagerten Abroller.

Bei der Positionierung des Motors an der Rückseite ist außerdem zu beachten, das man auf der Innenseite des Druckers auch das Bohrloch erreichen muss, sonst wird es problematisch die Mutter aufzufädeln. (ging mir so)

Weiter hinten im Thread ist auch das Teil für den rechten Motor angehangen, welches nicht nur spiegelverkehrt ist, sondern auch noch den Anschlag für den X-Endstop dran hat, der normal vom Motorgehäuse betätigt wird.

Frontscheibe am CTC 3D Drucker

Um den Bauraum zu schließen und damit den Druck von ABS-Material zu verbessern, möchte ich eine Frontscheibe an den Drucker anbringen.
Seitenscheiben habe ich schon länger, jedoch kann an der Front nicht einfach eine Scheibe flach angebracht werden, da diese mit dem Lüfter des Objektkühlers kollidieren würde, oder man den kleinen Bauraum dann nicht mehr ausnutzen könnte.

Deshalb habe ich einen Rahmen aus Holzleisten angefertigt.
Die Holzleisten sind mit kleinen Schrauben von der Innenseite des Druckers angeschraubt.

An die Holzleisten habe ich dann die Glasscheibe befestigt.

Oben auf dem Drucker befindet sich eine kleine Stapelkiste, die den Druckraum nach oben verschließt und den Kabelbaum des Druckkopfes mit aufnimmt.
Damit die Öffnung für den Kabelbaum kein so großes Loch in die Hülle macht, habe ich eine Abdeckung für den Eingang des Kabelbaumes konstruiert und gedruckt und dort angebracht.

Schwierigkeiten beim Drucken von SAN (Styrol-Acrylnitrid Copolymer)

In einem der letzten Beiträge zum 3d-Drucker-Baukurs habe ich erwähnt, das ich Probleme beim Drucken des SAN-Filaments habe.
Da habe ich nun Ursachensuche betrieben und auch einmal mit einem anderen bekannt problemlos druckbaren orangefarbenem PLA Filament gegengeprüft, ob es nicht noch anderswo am Drucker klemmt.
Das PLA ging auch nicht richtig durch die Düse.
Also versucht das PLA einmal halbkalt herauszuziehen um ggf. Rückstände aus der Düse zu entfernen.
Es kamen auch weiße Bröckchen mit heraus, die nur von SAN-Filament stammen konnten.
Also habe ich die Düse wieder einmal ausgebaut und musste feststellen, das da noch jede Menge weißes Material in der Düse hängt.

Im Bild ist die Rückseite der Düse zu sehen, in der das Filament eingeführt und aufgeschmolzen wird.

Die orangene Farbe kommt vom PLA, welches ich zum Test verwendete.
Es ist somit der Großteil des Querschnittes mit festgebacknenem SAN belegt und nur noch ein paar Dünne Kanäle übrig durch die sich das Material hindurchzwängen muss.
So ist das kein Wunder das es nicht richtig funktioniert.

Weiterhin habe ich diese Reste aus dem Ende des Teflonschlauches herausgedrückt.

Offenbar kommen meine Probleme also vom Material selbst. Der Unterschied zum beginn der Rolle, als ich viele Stunden ohne ein Problem drucken könnte ist entweder eine Verunreinigung im SAN selbst, oder ein anderes Verhalten nachdem ich das Filament nun einige Zeit mit Trockenmittel gelagert hatte.

Zu beginn war die Feuchtigkeit zu hoch und es gab Dampfblasen beim austritt aus der Düse.

Fahrbarer Untersatz für den neuen 3D-Drucker

Das Projekt neue 3D-Drucker mit der Mechanik ähnlich dem Ultimaker nimmt Gestalt an.
Eines der tollen Dinge ist, das ich die Drucker stapelbar konstruiert habe.
Dazu stehen die 4 Eckprofile oben ausreichend weit über, um den Kabelbaum für den Extruder aufzunehmen und eine Glasscheibe drauf zu schrauben.
Auf die Profilenden werden dann oben und unten Füße geschraubt, die eine Aufnahme für einen kleinen Hohlzylinder besitzen. Mit einem entsprechenden Zwischenstück können die aufeinandergestapelten Drucker dann formschlüssig miteinander verbunden werden, so dass der obere nicht verrutschen oder herunterfallen kann.

Hier im Bild sieht man einen frühen Stand, bei dem die Stapelbarkeit zum verstauen der Rahmenteile schon zum Einsatz kam.

Nun habe ich natürlich nicht viel Platz, was auch ein Grund für die Stapel-Idee war. Damit man zwei Drucker übereinander gut verwenden kann, muss der untere etwas tiefer stehen, damit man an den oberen noch gut heran kommt. Außerdem sammelt sich ja immer einiges Material drumherum an, wie Filamentrollen und die wichtigsten Werkzeuge zum Lösen der Bauteile oder nachjustieren der Endschalter oder Wechseln der Düsen. Da man auf die Rückseite der Drucker zum Filamentwechsel zugreifen muss, ist es am besten wenn der Stapel auf Rädern steht, so dass man einfach den Stapel zu Wartungszwecken nach vorn ziehen kann.

Also los.
Der quadratische Drucker hat 47cm Kantenlänge, also ist 50x50cm Grundfläche angeraten. Praktischerweise gibts billige beschichte Spanplatten in 50cm Breite fertig zu kaufen.
Um typische Baumarktabmessungen gut auszunutzen, entstand folgender Plan:

Man kommt also mit zwei Platten je 16mm Materialstärke aus:
1 mal 200cm x 50cm
1 mal 100cm x 50cm
Nachteil: aus den beiden Reststücken muss die Rückwand zusammengesetzt werden.
Vorteil: Bei der Rückwand guckt doch keiner hin. 🙂

Bezahlt habe ich ca. 20 Euro für die beiden Platten.

Pragmatischerweise habe ich das Konstrukt gleich zusammengeschraubt und auf verdeckte Verbindungen weitgehend verzichtet. Auf der Beschichtung hält Holzleim ohnehin nicht so gut.
Weitgehend bedeutet, das die beiden Teilstücke der Rückwand doch zwei Holzdübel zur Verbindung bekamen.

Oben auf den Schrank kommen nun 4 Formteile, auf die der Drucker mit seinen Standfüßen aufgesetzt wird. Die Teile werden mit Senkschrauben oben in die Platte geschraubt. Somit kann der Drucker nicht vom Schrank fallen.

Aus der Bucht habe ich noch zwei schwere Telekop-Schubladenauszüge mit 45 cm länge bestellt, sowie starke (6Kg) Magnetschnapper.

An die Schubladenauszüge kam ein Holzrahmen aus den billigsten krumm schlecht gehobelten Holzleisten die der Baumarkt zu bieten hat. Ich habe daraus ein „U“ gebaut welches hinten mit einer Querlatte die beiden Seitenlatten verbindet, damit beide Schubladenführungen gemeinsam vor und zurück fahren.

Auf der Ständerbohrmaschine bekamen die Seitenleisten noch Nuten mit dem 12er Bohrer verpasst, um 2 Metallstäbe (12er Rundeisen) einlegen zu können.
Auf die Metallstäbe können dann je nach Format 8-10 Rollen Filament eingehangen werden.

An der Rückwand sind zwei Bohrungen um Filament vom Schrank aus direkt nach oben zum Drucker abspulen zu können. Ob das tatsächlich leichtgängig genug zum Drucken ist, muss sich erst noch zeigen.

Was noch fehlt: Ein Schubkasten für die Werkzeuge.

Doch jetzt erstmal den neuen Drucker auf den neuen Wagen heben.

Sehr schön ist es geworden 🙂

Transparentes Material drucken

Wie transparent sind gedruckte Teile aus transparentem Material?

Die Antwort ist: nicht so besonders.

Doch hier noch die Story dazu. Ich habe von einem Arbeitskollegen ein abgenutztes und zerbrochenes Teil von einem Rollokasten bekommen. Es ist eine Führung, sozusagen ein Einlauftrichter für die Holzlamellen, wenn sie von oben von der Rolle in die seitlichen Laufschienen laufen.

Aus den zwei Bruchstücken habe ich mit Sekundenkleber erstmal wieder das Originalteil zusammengesetzt, um die Maße abnehmen zu können.

Dann daraus ein 3D Modell entwickelt. Die Materialwahl fiel auf PET, weil dieses Temperaturbeständiger als PLA, und Abriebfester als ABS, und bruchfester und zäher als SAN ist. Daß PET Material was ich da hatte, war rein, also farblos klartransparent  und zeigt ganz gut, wie gedruckte Teile aus klarem Material aussehen. (Auch wenn es bei den hier gezeigten Teilen unerheblich ist, wie sie aussehhen)

Die Stecknasen unten sind anhand der Bruchkanten auf dem Altteil rekonstruiert, wie da widerhaken dran waren ließ sich natürlich nicht mehr erkennen, da wird es etwas Klebstoff auch halten.

Die massiv gedruckten Außenwände sind so leidlich durchsichtig, die Füllstrukturen brechen das Licht und lassen die Teile weiß erscheinen, wie beim Schnee.
Nur Vasenkörper, am besten mit eiwandig gedruckter Hülls, werden transparent, wenn auch nicht klarsichtig. Die Oberflächenstruktur vom schichtweisen Aufbau des Teils verhindert die Klarsicht. Man kann die Struktur jedoch auch vom künstlerischen Standpunkt sehen und positiv bewerten.