Kategorie-Archiv: 3D Druck

Filamentextruder: Neues Getriebe

Nachdem sich mehrfach gezeigt hat, das die 6 und 8mm schmalen Zahnräder etwas schwach sind für die Kräfte die für den Antrieb der Förderschnecke des Filamentextruders nötig sind, habe ich das ganze nun ein ganz klein wenig überarbeitet.

Es gibt erstmal einen Satz neue Zahnräder. Der IC dient dem Größenvergleich.

Hier im vergleich mit dem alten Getriebe:

Dazu habe ich aus Blechteilen aus dem Baumarkt ein Gehäuse gemacht. An den Löchern lassen sich Kugellagerhalter befestigen.


Auf dem Foto fehlen natürlich noch die Kugellager und Wellen, die Zahnräder hängen nur so „zur Ansicht“ an diesen dünnen Schrauben.

Auf dem Foto sieht man testweise das erste Zahnrad aus dem blauen ABS. Das war leider nicht abriebfest genug und musste nach einem Einsatz schon wieder ausgetauscht werden. Das erste Zahnrad mit der höhsten Umdrehungszahl und dem geringen Umfang neigt dazu, für den Werkstoff PLA durch Reibung zu warm und damit weich zu werden, deshalb hatte ich hier ein anderes Material ausprobiert.

Feineinstellbarer Z-Endschalter am Prusa I3, Extruderwechsel

Ich habe zwangsweise an meinem Prusa I3 Drucker einiges umgebaut, weil das Material aus dem ich die gedruckten teile für diesen Drucker hergestellt habe, leider nicht viel getaugt hat. Es bekommt Wochen bis Monate nach der Fertigung von innen heraus Risse und zerbricht dann irgendwann.

Nun sind sehr viele Teile kaputt gegangen und eine größere Wartung ist notwendig geworden.
Das ist eine gute Gelegenheit gleich noch ein paar Schwächen zu beseitigen.

Ich habe ja Vorbereitungen zum einfachen Austausch der Druckköpfe getroffen, und dann auch einen weiteren zusammengebaut für 3mm Filamente.
Das wechseln hat aber gezeigt, das es beinahe unmöglich ist, die Schrauben auf der Rückseite der Druckkopfhalterung fest oder loszuschrauben, ohne den ganzen Drucker hervorzuziehen und umzudrehen.

Deshalb habe ich mir dafür Rädelschrauben angefertigt.

Ein weiteres Problem ist die unterschiedliche Länge von der Druckdüse zur Befestigung. Dadurch ändert sich die Nullposition der Z-Achse natürlich jedes mal. Deshalb habe ich nun eine Verstellung mit Schwalbenschwanzführung eingebaut.

Nun ist das Druckkopf Auswechseln auf der mechanischen Seite nicht mehr ganz so kompliziert.

Nur das Einfädeln des Filamentfadens beim „Gregs Wade reloaded“ Antrieb ärgert mich immer mal wieder ein wenig, besonders wenn die Materialspule bald leer ist, und der Filamentfaden deshalb sehr krumm von der Rolle kommt.

Außerdem habe ich auf der Z-Achse auf Bronzegleitlagerbuchsen gewechselt.

Dual Extruder und gesteuerte Lüfter am Ramps 1.4 mit Repetier Firmware (2)

Nun kommt der zweite Teil: Woher weiß denn die Druckerelektronik von der Erweiterung?

Nun, das muss in die Firmware hineinkompiliert werden.
Das klingt schlimmer als es ist.
Da ich die Repetier-Firmware verwende, muss man also die Repetier-Firmware herunterladen.
Dabei durchläuft man auf der Internetseite das onlinetool zum erzeugen der Konfiguration, die man sich hinterher fertig herunterladen kann.

Es muss nur jeweils für die nun neu hinzugekommenen Funktionen (die in der Firmware bereits enhalten, aber deaktiviert waren) der benutzte Anschluß festgelegt werden.

Die Anschlüsse sind alle Nummeriert, und der Schaltplan vom Ramps 1.4 zeigt die Zuordnung der Anschlüsse zu den Arduino- bzw. Atmega-Prozessorpins. Es gibt dazu eine einheitliche Nummerierung auf arduino.cc
https://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560
Die Nummern in der Spalte „Digital Pins“ entsprechen den Dxx Nummern im Repetier-Firmware Onlinekonfigurator.
Den Schaltplan findet man im Reprap Wiki:
http://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4

Wie man an den Skizzen im ersten Beitrag sehen konnte, habe ich mir den Anschluß AUX2 ausgesucht. Hier kommt noch eine Besonderheit: Der Anschluß hat zusätzlich noch „Axx“ Anschlüsse. Die gehen auf Pins am Atmega-Prozessor die auch als Analog-Eingang verwendet werden können. Ich habe mich an die D-Anschlüsse gehalten.
Will man die A-Anschlüsse auch verwenden, braucht man deren D-Nummern. Das die doppelt benamt sind war mir erst nicht klar, ich habe dann später aber festgestellt das der Anschlußplan von Ramps die erforderlichen zusätzlichen Nummern enthält.

Für die hier benutzen Erweiterungen sind keine weiteren Änderungen an der Firmware notwendig. Wer sich unsicher ist kann später in der pins.h bei der Hardware Nummer 33 nachsehen.

Wenn man nun die Firmware und die config.h heruntergeladen hat, braucht man die Arduino Classic IDE. Sie trägt die Versionsnummer 1.0.6
Das lädt man sich ebenfalls herunter und installiert es.
Dann wird die Firmware in einen Ordner entpackt, die config.h hineinkopiert und per doppelklick auf die repetier.ino Datei die IDE aufgerufen.

Nun Rechts oben im Menü den richtigen Arduino aussuchen, also den Arduino Mega 2560, und die richtige virtuelle serielle Schnittstelle.
Dann kann mit dem Button Upload (ganz links zu finden) die neue firmware automatisch kopiliert und in den Drucker geladen werden.
Danach stehen die gewünschten Funktionen zur Verfügung, wenn man alles richtig gemacht hat.
pins.h in arduino -> hardware „== 33“ – keine änderung nötig
features in firmware aktivieren.

Dual Extruder und gesteuerte Lüfter am Ramps 1.4 mit Repetier Firmware (1)

Vorbereiten der Elektronik meines Prusa I3 für den Betrieb eines Dual Extruders.

Ich verwende in meinem selbstgebauten Drucker als Steuerung ein Arduino Mega 2560 Mikrocontrollerboard und das RAMPS shield.
Leider ist auf der Ramps-Aufsteckplatine nur eine recht begrenzte Anzahl an Schalttransistoren drauf, die ausreichend sind für einen 3d-drucker mit einer Düse.
3 Ausgänge sind vorhanden für Heizbett, Düsenheizung und den Lüfter für die Kühlung des Werkstücks.
Den Lüfter zum Kühlen der Elektronik (besonders die Motortreiber haben es nötig) und für den Extruderkopf (wenn erforderlich) muss man dann irgendwo direkt ans netzteil anschließen. Funktioniert so, aber was nun, wenn noch ein weiterer Druckkopf dazukommen soll?

Dann reicht das vorhandene nicht mehr aus. Wir brauchen mehr Schalttransistoren.
An und für sich ist das ja kein Problem, eine kleine Umschau bei den verdächtigen Händlern zeigt aber eine Marktlücke auf.

Also wird das selbst gebaut.
Ein paar kurze Vorversuche zeigen: Ein BC337-25 Kleinsignaltransistor ist ausreichend um bei 5mA Basisstrom 300mA für einen 12V-Lüfter bereitzustellen.
Ein IRLZ44N wird die größeren Ströme übernehmen, es ist ein Logiclevel-N-Kanal-MosFET. Hier kommen zwei zum Einsatz, einer für die Düsenheizung (4 Ampere@12V) und einer für die Druckerbeleuchtung, die ebenfalls über die Firmware geschaltet werden kann.
Zum Anschluß habe ich in meinem Fundus noch Schraubklemmen für Leiterplattenmontage, für die kleinen Ströme für Lüfter reichen auch Stiftleisten und Dupont-Stecker aus.

Das muss dann etwa nach diesem Schema zusammengelötet werden:

Günstig habe ich diese kleinen Lochrasterplatinen gekauft die schon auf eine praktische Größe zugeschnitten sind, und an den Ecken Befestigungsbohrungen haben. Also mal den ganzen Käse da drauf gelötet.

Die Rückseite sieht aus wie es sich für einen prototyp gehört :-), die Vorderseite ist vorzeigbar:

Damit es auch schön blinkt, sind an allen Anschlüssen LEDs zur Statusanzeige eingebaut.
Wie man im Foto sieht, hat das Platinchen bereits seinen Platz im Drucker gefunden gleich neben dem RAMPS.

Da ich nun mit der Schaltung alle möglichen Lüfter schalten kann, tue ich das auch. Das reduziert den Lärm deutlich, wenn alle Lüfter die gerade nicht gebraucht werden automatisch abgeschaltet werden.
Deshalb gibts auch ein kleines Update an meinem Extruderstecker: Auf ABL (automatische betthöheneinstellung) kann ich gerne verzichten, zumal es mit wechselbaren Druckunterlagen aus verschiedenem Material ohnehin nicht funktioniert, daher werden die freien Pins für den zweiten Extruderlüfter reserviert und schon mal so verkabelt.

Hinweis: Wenn man in der Firmware zwei Extruder einrichtet, aber nur einen anschließt, schaltet die Steuerung aus Sicherheitsgründen alles ab und geht in den Trockenlauf, da ein defekter Temperaturfühler erkannt wird.
Es ist also notwendig offene Temperaturfühleranschlüsse mindestens mit einem Widerstand mit plausiblen Wert abzuschließen. 100k sind anstelle eines 100k thermistors gut. Die angezeigte Temperatur entsprechend ignorieren.
Der zweite Extruder darf auch nicht angeheizt werden (start.gcode) wenn keiner angeschlossen ist, sonst greift ebenfalls die Schutzschaltung weil nach aktivieren der Heizung die Temperatur nicht steigt..

Plastemetzen in bunt

Weil es sich noch nie angeboten hat, habe ich bisher noch nichts mehrfarbig gedruckt.
Dabei ist das gar nicht so kompliziert. Es gibt natürlich mehrere Methoden.
Die einfachste Methode ist es, das Objekt der Begierde so zu konstruieren, das ein Relief entsteht, und jede Farbe auf einer anderen Höhe zum liegen kommt. Eine andere ist es, verschiedene Farben mit mehreren Düsen ineinander zu Drucken. Oder man malt es nachher mit verschiedenen Lackfarben an (z.B. Acrylfarbe)
Zum Ausprobieren habe ich die erste Methode angewandt.

Also mal ein Modell konstruiert:

Dann muss man nur, wenn die entsprechende Höhe erreicht ist, im Drucker den Faden wechseln und einen mit anderer Farbe einlegen. Dazu gibt es die Möglichkeit den Druck beim Erreichen einer bestimmten Höhe automatisch zu pausieren.

Natürlich muss man wissen bei welcher Höhe die Farbe gewechselt werden muss. Statt das mühsam aus der Konstruktion herauszulesen und zu rechnen, habe ich das im slic3r mit der „cut“ funktion nachgesehen. (Und dann die Funktion ohne sie zu benutzen wieder geschlossen. Am Vorschaubild kann man durch Bewegen des Schiebereglers empirisch die Maße ermitteln und ablesen)

Ich habe mein Kunstwerk mit dem CTC-Drucker gemacht, der mit der Sailfish-Firmware die Option „Pause at Z-pos.“ über das Druckerdisplay anbietet.

Die fertige Figur ist 10cm hoch und 4mm dick. Das Drucken hat mit den Farbwechseln etwa 45 Minuten gedauert.

neuer Koppeltrieb am Prusa-I3 3D-Drucker

Seit ich den Reprap Prusa I3 Drucker gebaut habe, sind meine beiden Gewindestäbe der senkrechten Z-Achse mit einer Kugelkette verbunden. Wegen der manuellen Verstellmöglichkeit wollte ich nur einen Schrittmotor für beide Achsen einsetzen.


Diese Kugelketten hatte ich ganz am Anfang an allen 3 Achsen.

Leider sind die kugelketten nicht so gut geeignet, weil sich die Verbindungen zwischen den Kugeln und den Stiften dazwischen leider abnutzen und die Kette dadurch immer länger wird, und so ihre Spannung verliert und immer wieder nachgespannt werden muss. Auch ist die übertragbare Kraft sehr begrenzt, was besonders beim bewegten Drucktisch schnell zum überspringen der Kugeln am Antriebsrad des Motors führen kann.

Leider sind aber geschlossene / endlose zahnriemen in der kleinen Abmessung aber mit so großer Länge nicht kostengünstig zu beschaffen. Es gibt als Notlösung die Möglichkeit den Riemen schräg abzuschneiden und das Neoprengummi an der Schnittkante zu verkleben, so dass ein geschlossener Riemen entsteht, jedoch verbindet man damit nicht die im Gummi befindlichen Glasfaser-zugstränge, so das hier immer eine Schwachstelle bleibt.

Wie es aber der Zufall will, ist mir in einem Karton mit Baugruppen aus einem alten Flachbettscanner ein schöner kleiner geschlossener Zahnriemen in die Hände gefallen.

Also frisch ans Werk, der Riemen will in den Drucker:

Mit dem 3D-Drucker werden Antriebsräder genau passend für den Riemen improvisiert. Der Linke war ein Reinfall, aber mit extra Kühlung werden auch so kleine Teile möglich.
Da der Drucker bei so kleinen Maßen mit seiner 0,4mm Düse sowiso nicht so genau arbeitet, habe ich einfach die Zahnradfunktion des CAD-Programms verwendet um das Rädchen zu konstruieren. Die Näherung ist ausreichend für diesen Zweck.



Als nächstes bekommt der Koppeltrieb nun einen Schutz im mittleren Bereich, da der Kabelbaum des Extruders in letzter Zeit etwas erschlafft und schon recht nahe an der Kugelkette hin. Damit das nicht miteinander kollidieren kann wird dieses Teil nun oben angeschraubt.
Da ich gerade die Heizdüse gegen eine andere getauscht habe passen mal wieder die Parameter für den Druck nicht mehr ganz und es gibt in den Ausschnitten solche kleinen Fäden, die sich aber leicht entfernen lassen.


Trotz der Höhe von 27cm und dem Geschaukel durch die Bewegte Y-Achse (Druckbett) beim Prusa Drucker ist das Teil gut geworden.

Layerhöhe war 0,3,
Nunus3d-PLA orange, gedruckt bei 190 grad mit Volcano Hotend
78mm/s bei 2200/2800 acceleration (y/x)
Das Teil ist 2,5mm dick und nahezu massiv.

Im Bild sieht man wo das Teil hingehört.
Ein kleines Detail ist dabei noch zu nennen: Da der Riemen aus dem Scanner etwas zu lang ist, musste ich noch eine Spannvorrichtung vorsehen, die 5cm vom Riemen „verschwinden lassen kann“.

Mit einer kleinen Führung und 3 Kugellagern konnte diese Spannvorrichtung gleich in das Bauteil integriert werden.

Technischer Rückstand im Fluginsektenbeseitigungssegment.

Nachdem selbst meine Mutter inzwischen den Fliegen mit elektrischem Strom den garaus macht, habe ich den technischen Rückstand auf meiner Seite erkannt und diesen Sommer für 5 Euro eine elektrische Fliegen“klatsche“ erworben.
Es handelt sich ja mehr um eine Art Tennisschläger mit einem unter Hochspannung stehendem Gitter.

Erfahrungen mit der Technik:
ungeeignet für Obstfliegen (Maschenweite zu groß)
ungeeignet für Trauermücken (Maschenweite zu groß)
gut geeignet für Stechmücken
gut geeignet für Stubenfliegen

Zum zuschlagen ist das Gerät nicht gedacht, man wartet bis das fliegende Ungethüm sich auf einer Wand niederlässt und hält dann die Falle darüber. Beim Versuch zu entkommen nähert sich das Opfer dann dem unter Hochspannung stehendem Gitter.

Mein Modell hat jedoch einen Nachteil gegenüber dem mechanisch arbeitendem Pedant:
Es fehlt die Öse am Griff, um das Teil aufzuhängen.
Deshalb lag die Fliegenklatsche natürlich immer irgendwo herum, und gerade jetzt im Winter wo es an Einsatzmöglichkeiten für solch technisches Gerät mangelt, fällt es einem auf.

Doch dem kann abgeholfen werden mit der „Universalwaffe 3D-Drucker“ 🙂

Die 3D-Konstruktion ist einfach.

Mit zwei kleinen Schrauben in Reichweite an die Regalseitenwand geschraubt.

Und die Fliegenklatsche eingehängt.
Aufgrund der schnellen Umsetzung (1 Stunde) kann dieses Werk in die Kategorie „kleine Sonntagsbastelei“ einsortiert werden 🙂

Drucker-Hotend warm anziehen

Silikonhüllen für die Heizdüse herstellen.

Um die Heizdüsen vom Drucker unempfindlich gegen Luftströmungen zu machen, und nebenbei die Gefahr von Verbrennungen bei Berühung zu senken, habe ich an meinem Drucker die Heizdüsen mit warmen Socken aus Hochtemperatursilikon versehen.

Angeregt wurde ich von einem Beitrag von Thomas Kramm vom Hackspace FFM, der sein Marlin-Hotend in 2k Silikon eingegossen hat.

Ich habs entwas anders gemacht. Ich habe Hochtemperatursilikon aus der Kartusche verwendet, und durch zumischen von Kartoffelstärkepulver eine schnellhärtende Masse hergestellt.

Dann diese Masse in eine Form gefüllt, den Körper der den Hohlraum für den Heizblock bildet hineingedrückt und das herausquellende Material oben glattgestrichen. Nach einer Stunde kann entformt werden.

Das fertige Teil muss über die Leitungen gefädelt werden und kann zu Reparaturzwecken einfach heruntergezogen werden.

Als zusätzliche Isolierung gegen Strahlungswärme habe ich ein Stück Kork in die Form gelegt. Das verbessert den Druck von kleinen Teilen.

Kork ist fast unbrennbar und wird in der Raumfahrt auch für den Hitzeschutzschild der Sojus-Kapsel für den Wiedereintritt verwendet (als Verschleißschicht).

Extruder wechsel dich

Um an meinem Prusa I3 Drucker den Extruder tauschen zu können, habe ich den Kabelbaum geschnitten und einen Stecker zwischengelötet.
Über den Stecker werden alle Leitungen zum Extruder verbunden, auch die Motorleitungen. So ist es möglich, zwischen Bowden- und Direktextrudern und Dual-Extrudern zu wechseln, ohne Umverkabeln zu müssen.

Da einige Leitungen zusammenkommen, habe ich mich für Centronics Stecker entschieden, die eine hohe Strombelastbarkeit (5A pro Kontakt) besitzen, was für die Extruderheizung wichtig ist.


Den Stecker habe ich so belegt, das die Andern der Temperaturfühler weit von den gepulsten Strömen der Motorleitungen entfernt liegen.

CTC 3D Drucker: Wärmedämmung an den Heizblöcken

Um den Druck von kleinen Teilen zu verbessern, ist es wichtig die Wärmestrahlung von den Heizblöcken gegenüber dem Werkstück abzuschirmen.
Ich habe mir einen Streifen 2mm Kork zurechtgeschnitten und über die Düsen gesteckt.

Wie lange das standhält muss sich nun zeigen.

Praktischerweise passt unter den dünnen Streifen Kork die Luftdüse noch drunter, wenn man die Heizblöcke entsprechend weit oben arretiert hat.

Würth(Bosch) Schrauberakku Stecker

Um den 3S Lithium-Akku vom Würth-Schrauber für andere Dinge mitzuverwenden, habe ich einen Stecker für den Akku gebaut.

Zu Beachten ist hier, das die Akkus über keine Elektronik verfügen und deshalb manuell darauf geachtet werden muss, die Dinger nicht tiefzuentladen.

Beim Anschluß einer LED-Lampe sorgt aber bereits die Flußspannung der LEDioden dafür, das das Licht ausgeht wenn der Akku leer ist. Dann kann er wieder im originalen Ladegerät aufgeladen werden.

Im Stecker befindet sich eine hochkomplizierte Schaltung, die sicher keiner weiteren Erklärung bedarf.

Unten kommt dann noch ein Deckel drauf.

Magnetische LED Lampe

Weil es auf der Arbeit in den dunklen Kellern, in den alten Verteilschränken so dunkel ist, braucht es zusätzliche Beleuchtung.
Da die Schränke alle aus Blech sind, ist eine magnetische Befestigung der Leuchte natürlich vorteilhaft.

Aus der elektronischen Bucht habe ich sehr kleine starke scheibenförmige Neodym-Magnete mit 1mm Materialstärke und 5mm Durchmesser.
Außerdem habe ich schon hier und da dunkle Ecken mit LED-Klebestreifen aufgehellt. Also bietet sich das doch beides an, um miteinander verheiratet zu werden.

Als Kompromiss zwischen Helligkeit und Sperrigkeit habe ich 30cm als Länge bestimmt.
Die Magnete und der Klebestreifen brauchen natürlich auch eine Art Fassung. Nun stellt sich mal wieder heraus, das 3d-Drucker prinzipiell zu klein sind. Selbst mein Eigenbau hat im Moment nur 25x25cm Druckfläche. Doch mit der richtigen Ausrichtung, diagonal auf dem Druckbett, passen die reichlich 30cm dann doch noch gerade so hin.

Leiste für Magnetlampe
Die Konstruktion ist einfach und bedarf keiner weiteren Erklärung.

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