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Selbstbau 3D-Drucker Teil 4- Extruder

Der neue Drucker braucht einen Extruder. Ich habe nach kurzer Umschau der verfügbaren den „Gregs Wade Extruder Reloaded“ als Antrieb gewählt, weil sich dieser leicht zum Bowden Extruder umrüsten lässt und durch die Zahnradübersetzung das nötige Antriebsmoment aufbringen kann, um die Reibung im Schlauch zum Hotend zu überwinden.

Es werden 4 628er Kugellager benötigt, es lohnt sich gleich 20 zu kaufen, da man die öfter brauchen kann und die außerdem sowiso fast nichts kosten.

Weitgehend zusammengebaut mit einem Nema17 Schrittmotor (wie alle anderen an diesem Drucker) sieht das dann so aus:
Gregs Wade Extruder Reloaded
Gedruckt habe ich die Teile mit meinem CTC 3D Drucker. Es fehlen auf dem Foto noch die Kugellager.

Zum Antieb des Filamentfadens benötigt man eine geriffelte Schraube „Hobbed Bolt“, die man selbst durch einscheiden eines Schraubengewindes in die Flanke des Schraubenschaftes herstellen kann. Am Anfang fehlt einem etwas das Gefühl dafür, aber nach zwei Fehlschlägen (unten) sind dann doch ganz brauchbare Exemplare rausgekommen.
Gregs Wade Extruder Reloaded Hobbed Bolt

Das Filament (also der aufzuschmelzende Plastefaden) wird dann durch einen Schlauch in das „Hotend“, also eine kleine Schmelzkammer mit angeschraubter Düse geschoben.

Da ich die Kosten drücken muss kommt ein billiges „China-Hotend“ zum Einsatz, was nicht so genau spezifiziert wird, aber rein optisch ein Nachbau oder ein Mix aus E3D v6 und J-Head zu sein scheint. Der Heizblock, Kühlkörper, Düse, Thermistor und 1 Meter Teflonschlauch mit 2 Steckfittings zusammen gehen für ca. 20 Euro auf die weite Reise zu mir. Ich lasse mich dann also überraschen ob das tauglich ist, vermutlich ist Nacharbeit erforderlich.

Um den Teflonschlauch mit dem Steckfitting am „Gregs Wade Extruder Reloaded“ zu befestigen, habe ich ein kleines Adapterteil konstruiert. Die Antriebseinheit hat nämlich eine Aufnahme zum direkten Befestigen des Hotends.

Der Außendruchmesser entspricht dem oberteil vom Hotend, oben das Loch zur durchführung des Filamentfadens, unten (im Bild nicht sichtbar) ein Loch zum Einschrauben des Steckfittings. Der Einfachheit halber muss der Fitting sein Gewinde selbst in das Material walzen, was bei Plasteteilen ja kein Problem ist. Der Lochdurchmesser entspricht ca. dem Mittelwert aus Kerndurchmesser und Außendurchmesser des Gewindes am Fitting.

Gregs Wade Relaoded Bowden Adapter

Zusatzlich habe ich eine Halterung konstruiert und ausgedruckt, die den Schrittmotor an seinem vierten freien Befestigungsschraubenloch hält und auf das Holzportal des I3 Druckers geschraubt werden kann.

gregs Wade extruder reloaded halter

Selbstbau 3D-Drucker Teil 3- Teile Drucken

In der Zwischenzeit kann ich nun schon die ersten Teile für den neuen Drucker herstellen.

Prusa I3 Rework Y-Achse

Wegen der geringeren Brüchigkeit und der besseren Wärmeformbeständigkeit stellt man die Teile für 3-Drucker bevorzugt aus ABS-Kunststoff her.
Leider hat ABS-Kunstoff jedoch auch einen Nachteil: Beim Erhitzen des Materials treten Styroldämpfe aus, die giftig sind. Außerdem kondensiert verdampftes Plastik in der kühleren Umgebungsluft zu Feinstaub.
Daher sollte man sich also nicht gerade in den Abgasen des 3D-Druckers aufhalten, wenn ABS verarbeitet wird.
Außerdem schrumpft ABS beim abkühlen deutlich stärker als z.B. PLA und muss daher langsam und gleichmäßiger abkühlen, damit das Bauteil nicht von den inneren Spannungen zerrissen wird. Wichtig ist vor allem Zugluft zu verhindern.

Mein vorhandener Drucker bekam deshalb ein geschlossenes Gehäuse und musste in die Abstellkammer (die einen Abzug nach draußen hat) umziehen.

CTC 3D-Drucker geschlossener Bauraum

Die Seitenwände bekamen Acrylglasscheiben, an der Front ist fast unsichtbar ein Folienvorhang angebracht und oben eine Stapelkiste mit zugeklebten Grifflöchern aufgestellt, wozu die Zuschnittreste von den Seitenwänden gleich verwendet werden konnten. Die Stapelkiste hat einen kräftigen 24V Lüfter, der die Abluft durch eine Schicht Aktivkohlegranulat bläst.

Selbstbau 3D-Drucker Teil 2- Portal

Hier weiter zum selbstgebauten 3D-Drucker.

In Anlehnung an den „Prusa I3 Boxed Version“ entsteht also zuerst einmal ein Portal.
Damit sich das Holzgehäuse bei Temperatur oder Luftfeuchtigkeitsänderungen nicht verzieht, kommt nur ein Sprrholz in Frage.
Ich habe mich als Material für 12mm starkes Sperrholz der Sorte „Siebdruckplatte“ entschieden. Dieses Sperrholz ist wasserfest verleimt und beidseitig beschichtet. Normalerweise kommt das als Ladeboden auf LKW-Aufbauten zum Einsatz.

Da die Einhaltung der Rechtwinkligkeit für die Einzelteile wichtig ist, und glatte Schnittflächen beim Verleimen sehr von Vorteil sind, habe ich mir die Teile zuschneiden lassen.

Prusa I3 Portal

Die Maße weichen vom I3-Entwurf etwas ab, um einen größeren Durchgang im Portal zu erhalten.


Holzteile

Die Bauteile werden verschraubt und zusätzlich verleimt.

Selbstbau 3D-Drucker – Teil 1

Ich habe mir vorgestellt mithilfe eines 3D-Druckers einen Platinenbohrautomat zu bauen.

Dabei soll die 3D Druckfähigkeit erhalten bleiben, also das ganze mit wenigen Handgriffen umrüstbar sein.
Ich werde also zunächst einen 3D Drucker bauen. Mir schwebt aufgrund einiger Vorteile in der Konstruktion ein „Prusa-I3 Boxed“ vor.
Dieser hat folgenden Vorteil: Die Holzteile sind leicht herzustellen (Kann man sich im Baumarkt gleich fertig zuschneiden lassen)
Die Motoren sind alle feststehend und werden nicht durch die gegend gefahren (Bei bowden-extruder aufbau)
Es sind außer geschliffenen 8er Linearwellen keine weiteren Präzisionsbauteile von nöten.
Der Hub der Z-Achse erfolgt mit M5 Gewindestäben (ich nehme Messing wegen der besseren Oberflächengüte), aufgrund der Auflast des Eigengewichtes ist das Umkehrspiel vernachlässigbar.
Die Spezialteile kann ich alle selbst mit meinem 3D-Drucker ausdrucken (Zumindest für mich ein Vorteil), da die Konstruktion frei verfügbar ist.
Ich habe mich bewusst für den OpenSource Reprap-entwurf entschieden.

Da ich bereits viele Teile bestellt habe, ist der Kostenrahmen bereits absehbar. Ich versuche bei etwa 300 Euro zu bleiben, es wird also an vielen Stellen gespart und möglichst billig eingekauft.

Dabei ist das Bohrgerät nicht berücksichtigt, da ich ein Proxxon FBS 240/E und eine flexible Biegewelle bereits habe. Wenn die Maschine (ich meine den Proxxon) zu schwer sein sollte, bekommt sie eine Halterung an der Seite und auf den Schlitten wird nur die leichte Spindel der flexiblen Welle montiert. Im moment favorisiere ich diese Variante sogar. Dabei sind aber nur begrenzte Drehmomente übertragbar (weil sich die flexible Welle verdrillt bei überlast).

Als Extruder soll ein leichter Bowden-Extruder zum Einsatz kommen, um die bewegten Massen gering zu halten und eine hohe Druckgeschwindigkeit zu ermöglichen.