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CTC 3D Drucker Wartung: Kugellager der Koppelwellen

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Moin

bei einer der regelmäßigen Kontrollen der Maschine habe ich festgestellt, dass von den sehr kleinen Kugellagern der Koppelwellen vom Typ MF105 eines nicht mehr richtig im Holz sitzt, und der innere Kugellagerring nicht mehr ganz mittig im Lager ist.

Um das mit kleinem Aufwand zu Reparieren, habe ich mir folgendes überlegt:
Die Kugellager sind im allgemeinen haltbarer, wenn sie größere Kugeln besitzen. Das Kugellager mit der größten mechanischen Belastung war auch in diesem Fall das defekte, nämlich das wo die Kraft des Y-Riemens und die Kraft des Koppelriemens zum Motor zusammenkommen, und die größten dynamischen Kräfte auftreten da hier ja die ganze Y-Achse angetrieben wird.

CTC 3d Drucker

Das hintere Lager auf der rechten Seite über den Befestigungslöchern des Motors ist kaputt.
Zunächst muss der Motor abgebaut werden, und die Befestigung der Motor- und Endschalterleitung gelöst werden.
Ich habe in meinem Drucker die zusätzlichen Kugellager zum Abfangen der Koppelwellen eingebaut, die das aufschwingen der vorgespannten 5er Wellen verhindern, was das Druckbild verbessert. Diese Nachrüstung entlastet nicht nur zusätzlich noch die kleinen Kugellager an den Seiten, sondern erlauben es ohne große Probleme die Seitenwand des Gehäuses komplett abzunehmen, da die Mechanik von den nachgerüsteten Lagern weiter in Position gehalten wird.

CTC 3d Drucker

Eines der Lager sieht man im Bild beim gelben Pfeil.
Wie oben bereits angedeutet, möchte ich hier zur Reparatur auf größere Kugellager wechseln, ich habe mir hier MF605 als neue Lager ausgewählt. Diese haben ebenfalls 5mm innendurchmesser, sind am Außendurchmesser aber 4mm größer. So kann der eingesunkene Lagersitz im weichen Sperrholz ausgebohrt werden um einen neuen ordentlichen Lagersitz wiederherzustellen.

CTC 3d Drucker

Ich habe das Holz am neuen Lagersitz durch Tränken mit Epoxidharz oberflächlich noch etwas stabilisiert. Als Werkzeug genügt eine Ständerbohrmaschine die vorher noch einmal auf winkligkeit kontrolliert wird, und ein Stufenbohrer, der schöne runde Löcher herstellt. Mit dem Bohrer kann in der entsprechend kleineren Stufe das Seitenteil mit Hilfe des im alten Bohrloches abgesenkten Bohrers passend zentriert werden.

CTC 3d Drucker

Es wird dann bis zur richtigen Stufe gebohrt, um den Lagersitz für das neue größere Lager herzustellen. Hier für das MF605 also 14mm.

CTC 3d Drucker

Durch die größeren Außenmaße des neuen Lagers sinkt die Flächenpressung am Lagersitz, die kraft wird auf mehr Fläche verteilt. Es genügt mit dem Schalbohrer bis zum berühren der nächsten Stufe zu bohren, auch wenn die 14mm bohrung noch nicht durch die komplette Seitenwand reicht, da die Lager 5mm schmaler als die Stärke der Sperrholzseitenwand sind.

CTC 3d Drucker

Im alten Kugellager ist erhebliches Lagerspiel feststellbar, es hatte bereits den Rand der Abdeckscheibe aufgefressen, was sich im Bild an dem schwarzen Ring (Lücke) um den inneren Kugellagerring zeigt.

Die Maschine ist bis dahin reichlich 5-6000 stunden gelaufen, genau kann ich das nicht mehr feststellen, da ich bei der Fehlersuche einmal das Eeprom und damit den Betriebsstundenzähler gelöscht hatte ohne die alten Werte zu notieren.

Nun gehts noch ein paar Jahre weiter mit der Maschine.
Was sonst noch so kaputt war: 40er Lüfterchen, und der Stecker am Heizbett der durch langsam steigenden Übergangswiderstand des Kontaktes erhitzt und gebräunt hat. Ich habe die beiden Stromtragenden kontakte Abgesägt und durch einen XT.60 Stecker ersetzt.

3D Druck, Elektronik

AT2100 polulu compatible stepper motor driver

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Wie ich bereits im 3DDC-Forum meldete, bin ich auf der Aliexpress-Plattform auf diese AT2100 Motortreiber gestoßen.

AT2100 stepper driver

Diese Schrittmotortreiber sind deshalb interessant, weil sie wie die Trinamic (z.B. TMC2100) Motortreiber im 1/16 Mikroschrittbetrieb die Mikroschritte nochmals 8fach interpolieren. Das bringt erhebliche Vorteile in der Lautstärke der Motoren.
Leider habe ich zu den AT2100 Modulen keinerlei Dokumentation gefunden, auch ein technisches Datenblatt zum verwendeten Chip konnte ich nicht auftreiben.

Deshalb hier ein wenig reverse engeneering gefolgt von ein paar praktischen Erfahrungen.
Ich habe den IC abgelötet und dann die Platine ein wenig durchgepiept und die Bauteile gemessen.

AT2100 stepper driver

Die Schaltung ist überschaubar. Zwei Shuntwiderstände zum Messen des Motorspulenstroms, ein Poti zum Einstellen einer Referenzspannung für den Motorstrom.

Das Thermaldesign.. Wie die üblichen A4988 und DRV8825 ist die Platine verkehrtherum, und der Kühlkörper klebt oben auf dem Chipgehäuse. Besser wäre die Kühlung über die Platinenrückseite, die mit 5 thermal vias mit dem Thermal Pad des ICs verbunden ist. Die Treiber werden jedoch nicht so heiß wie die Trinamics, so dass sich das Modul in der Praxis dennoch ganz gut schlägt.

AT2100 stepper driver

Technische Daten habe ich überhaupt nur in der Angebotsbeschreibung bei Aliexpress gefunden, was immer mit Vorsicht zu genießen ist.

Erfahrungswerte:
Mit den üblichen 1,7….2,5A Motoren kann der Motorstrom ordentlich aufgedreht werden, 1….1,2V Vref passt gut für den Start. Mit zwei verschiedenen NEMA17 Motoren konnte ich etwas mehr als 15 Ksteps/s (1/16 mikroschritte) bei 24V Vmot erreichen.
Der Kühlkörper (oder noch besser ein größerer) sollte dabei angebracht werden.

Die Treiber sind fest auf 1/16 mikroschritte in der Ansteuerung und virtuell 1/256 Mikroschritte am Motor eingestellt. Irgendwelche Modi oder anderes Stepping ist bei diesen Modulen nicht vorgesehen, da die entsprechenden Pins am Polulu kompatiblen Sockel nicht belegt sind. Es kann also ohne Rücksicht auf vorherige Settings dieser Treiber im Austausch auf vorhandene Boards gesteckt werden. Dabei natürlich wie immer die Orientierung beachten, am Besten anhand der Motorpins. Die sind auf der Unterseite aufgedruckt.

Was gibts noch zu sagen? Meine AT2100 habe ich in den Makerbot1-Klon „CTC Bizer“ mit dem mightyboard eingebaut (dabei müssen die Pinleisten ausgelötet und auf der Bestückungsseite wieder eingelötet werden), die Drehrichtung der Motoren ist 1:1 gleich zu den originalen A4982 Treibern (wie auch A4988 und TI DRV8825). Im gegensatz zu den originalen Trinamic TMC2100 ist mir aufgefallen, das die AT2100 Treiber an den kleinen Motoren im CTC nicht singen und rauschen und pfeifen bei Stillstand.

Wie Laut/Leise sind die Treiber wirklich?
Im Vergleich mit dem SpreadCycle-Betrieb der Trinamic erster generation (tmc2100) laufen die Motoren mit den AT2100 Treibern tatsächlich etwas rauher, wenn auch immer noch deutlich leiser als im echten 1/16 Mikroschrittbetrieb mit den originalen Allegro A4982.

Ich bin soweit zufrieden damit, da ich das Singen und Rauschen der Motoren so ohne den Wechsel der Motoren loswerden konnte, auch wenn die trinamic treiber noch etwas leiser waren. Preislich sind die AT2100 mit 4 USD (Stand 04/2019) auch günstig.

3D Druck

Wlan für den 3D-Drucker: ESP3D mit ESP01 am RAMPS 1.4 mit Repetier Firmware

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Wie man ESP3D als Wlan-Erweiterung für den 3d-Drucker mit repetier-firmware aufsetzt.
Heute im Schnelldurchlauf stichpunktartig.
Los gehts:

esp3d
Kaufen:

  • esp-01 schwarze Platine (1Mbyte Fash, die blauen haben nur 0,5MB)
  • esp-01 Adapter -> Pegelwandler 3,3V/5V
  • esp-01 Programmer (es geht auch ein normaler Usb-seriell-wandler mit 3,3V Logikpegel und eine 3,3V spannungsversorgung, ESP ist nicht 5V-tolerant!)
  • Stiftleisten und Dupont-Kabelbrücken

Danach:Brücke am USB-Programmieradapter nachrüsten GPIO0 nach GND für Programmiermodus

Installieren:Arduino 1.8.3 für Linux, Boardverwalter-URL, ESP8266 4.1
Ordner $home/Arduino/tools anlegen
ESP8266FS herunterladen und nach $home/Arduino/tools/ESP8266FS/tool/esp8266fs.jar entpacken
esp3d 1.00 (enthält web-gui 1.0) oder aktuelles release
https://github.com/luc-github/ESP3D/releases
release nach $home/Arduino entpacken
/ESP3D-1.0/esp3d/esp3d.ino öffnen

Arduino-IDE starten und folgendes einstellen:

Board „generic esp8266“ auswählen
flashmode: QIO
flashsize: 1M(144k)
crystal: 26Mhz
flash: 40Mhz
CPU: 160Mhz
Builtin LED: 2
wenn vorher etwas anderes auf dem ESP war im zweifelsfall „Erase Flash: all flash contents“ wählen (Bei späteren updates nur die firmware überschreiben)
ESP01 auf den programmer stecken
Programmer an USB anstecken
ggf. mit sudo dmesg in der Konsole nachsehen welches USB-Device dazukam (/dev/ttyUSB0)
Port in arduino IDE einstellen

Sketch uploaden
Programmer abziehen und wieder anstecken

->Werkzeuge: ESP8266 Sketch Data Upload ausführen
(wenn man das vergisst hat der Webserver keine Webseite/index.html)

Programmer vom Usb abziehen und ESP01 auf ESP01 Adapter umstecken
5V anlegen und 15 Sekunden warten.
Wenn kein Wlan-device namens ESP3D auftaucht nochmal neu flashen

Wenn Wlan-device auftaucht mit diesem Verbinden und Erstkonfiguration durchführen. (Die hier eingegebenen Parameter kann man später noch ändern). Es ist sinnvoll den ESP ins eigene Wlan zu integrieren.
Der Wlan-schlüssel des inititalen Wlans ist 12345678
Es erfolgt dann eine Umleitung über captive portalseite zum ESP3D Webserver. (wenns funktioniert). Alternativ manuell http://192.168.0.1 öffnen (manchmal ist es ein anderer Adressbereich, dann z.b. mit Android und fffing app das Netzwerk scannen um die richtige IP herauszufinden, oder die eigene Adresszuweisung anzeigen und die Gatewayadresse verwenden)

Über die Einrichtungsseite kann das Wlan im ESP auf Clientmodus umgestellt werden, und der WPA-Schlüssel eingegeben werden. Nach einem Neustart wird der ESP dann Teilnehmer im Lokalen Wlan-Netzwerk.

Jetzt Firmware vom Drucker anpassen:
-> repetier fw
-> configuration.h
„define BLUETOOTH_SERIAL“ von -1 (aus) auf 2 ändern.
Baudrate setzen. ich empfehle 115200. 230400 hatte bei meinen Geräten nicht funktioniert, 250000 hat funktioniert. Schneller ist im Prinzip besser fürs hochladen von Gcode auf die SD-Karte über Wlan. In der Praxis macht es kleinen großen Unterschied.
Diese Baudrate ist nur für die Schnittstelle zum ESP und ändert nicht die Baudrate auf dem USB-Seriell-anschluss, da es sich dort um ein anderes UART im Atmega handelt.

Drucker-arduino neu flashen

Aux4 pin 18 und 17 und 1 und 2:
Pin 1: +5V
Pin 2: GND
Pin 17: TX-Leitung vom esp01-adapter
Pin 18: RX-Leitung vom esp01-adapter

Wenn hier der „smart adapter“ vom Display bereits aufsteckt, dann auf den den Adapter oben auf die 4 Lötstellen noch Pinleisten auflöten. (Bei angestecktem Display bitte erst mal bis zu Ende lesen)

esp3d
esp3d

Repetier host konfigurieren
->konfiguration->druckereinstellung

  • Vorhandenes Setup auswählen. neuen Namen eintragen, z.b. esp3d-drucker (speichert eine Kopie des aktuellen Druckerprofils unter neuem Namen)
  • Verbindungsart TCPIP wählen, ip-adresse des esp01 eintragen. (am besten feste ip im esp01 verwenden)
  • port: 8888
  • transferprotokoll: ASCII (!)
    repetier protokoll ist nicht plain ascii und wirft fehler bei der verbindung, weil esp3d zwar transparentes seriell macht, aber nur für plaintext. binärdaten werden nicht transparent übertragen.
  • empfänger cachegröße: 63 (!)

speichern->ok.

Mit Drucker über Wlan verbinden und freuen.
Es darf nur entweder Wlan ODER Usb verwendet werden, sonst gibts Verluste auf der Verbindung.

Nachtrag: der ESP8266 braucht Strom zum arbeiten. Das belastet die 5V Rail in der Druckerelektronik zusätzlich. Der originale AMS1117 ist eh schon überlastet wenn am RAMPS noch ein Smartcontroller angeschlossen ist. Sollte das Arduino mega2560 noch keine externe 5V versorgung bekommen haben, dann ist jetzt der richtige Zeitpunkt dazu.

was noch so schief ging:

    • die Arduino-IDE findet die eigenen Libs für den esp8266 unter Windows (xp) nicht, weil in der deutschen Lokalisierung die Pfadnamen zu lang sind „c:\Dokumente und Einstellungen\..“
    • der Esp01-adapter den ich zuerst verwendete war kaputt: auf der Leiterplatte fehlte eine Durchkontaktierung.
    • Die Doku des esp3d ist falsch, was den Anschluss am Ramps anbelangt. Auf den markierten Pins sitzt bereits der USB-anschluss und belegt die Schnittstelle. (Ja man kann da stumpf mit drauf gehen, und wenn der Seriell-pegelwandler niederohmiger ist als die Schutzwiderstände am Usb-seriell-wandler auf dem Arduino-mega-board, dann setzt er sich durch mit seinen Pegeln… nur weil das vielleicht funktioniert, ist es aber trotzdem scheiße)
    • Der Upload der GUI über die Web-upload-funktion auf dem leeren Webserver in form der index.html.gz datei schlug fehl (aktueller firefox) und der Webserver machte irgendwelchen Murks oder war dann gar nicht mehr erreichbar. Die hochgeladene 70 kbyte große Datei wurde zunächst direkt nach dem Upload als 2kb angezeigt und dann nach wenigen Sekunden gar nicht mehr. Ich habe dann in der Arduino-ide die Erweiterung „ESP8266 Sketch Data Upload“ installiert und es damit gleich beim programmieren mit aufgespielt. Das hat gut funktioniert.
    • Das auf einem extra dafür gekauften Programmer die brücke nicht vorhanden ist um den Esp in den Programmiermodus zu versetzen muss einem auch erst einmal erklärt werden.
    • ältere Versionen von ESP3D lassen sich in Arduino 1.8.3 mit esp2.2 oder 2.4 nicht bauen
    • richtige Datenblätter für den esp8266, wo z.b. auch mal steht wieviel Strom ein GPIO „sourcen oder sinken“ kann, sind nicht so leicht zu finden (ich hatte aufgegeben)
    • RAMPS verwendet die uart2-pins D16 und D17 nicht, leider stellt sich aber heraus das das fullgraphic-smartcontroller Display da zwei Leitungen drauf hat.
    • nach einem Update von repetier 0.92.8 auf 1.0(.1, .2, .3) ist das Uart 2 in der firmware kaputt. Ich habe im repetier-supportforum einen Bugreport dazu angelegt, aber nach Monaten noch keine Reaktion dazu bekommen.
      https://forum.repetier.com/discussion/5317/second-uart-for-bluetooth-isnt-working-after-upgrade-from-0-9-2-to-1-0-1

Nachtrag:
Fullgraphic Smartcontroller mit ESP3D am UART2 unter repetier fw 0.92 gemeinsam betreiben
Leiterbahnen D17 und D16 unterbrechen

esp3d

esp3d

Brücken zu D39 und D43 löten
esp3d

esp3d

Leider ist das Foto unscharf, der Zettel von vor Monaten war jetzt aber nicht mehr lokalisierbar.

repetier firmware 0.92.
Datei ui.h
abschnitt ramps
pins neu zuordnen. (pinnummern und Zeilennummern siehe auch im verlinkten bugreport)

 

Viel Erfolg!

3D Druck

CTC Drucker: kleine Nachrüstung

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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.

3D Druck, Elektronik

Funkentstörung 3D-Drucker: Klappferrite

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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.

Werkstatt

Werkstatt im Kämmerchen

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Im Rahmen des 3D-Drucker-Bauprojektes mussten ein paar Teile nachbearbeitet werden (Löcher aufreiben auf Nennmaß) und ein Teil aus Aluminium-Winkelprofil hergestellt werden.

Dafür brauchte ich unbedingt meine Ständerbohrmaschine wieder im Zugriff. Als geeigneten Ort habe ich die Abstellkammer auserkoren.

Ein Stapel Euro-Lagerkisten bringt das Gerät auf eine angenehme Arbeitshöhe. Wenn man überwiegend kleinere Teile bearbeitet schadet es gar nicht, die Maschine so hoch aufzubauen, dass das Bohrfutter auf Nasenhöhe ist. So sieht man leichter beim anvisieren des Werksstücks mit dem Bohrer, und nicht zuletzt ist es neben dem ergonomischen Aspekt auch eine Sicherheitsfrage, da man weniger geneigt ist sich beim herunterbücken mit der Frisur dem drehenden Bohrfutter zu nähern.

Nebenher mussten auch die neuen 3D-Drucker untergebracht werden, die stapelbar sind. Der Drucker mit dem Unterschrank stand sowiso schon neben der Bohrmaschine, aber obenauf kam noch der CTC, so dass der Rollcontainer vom CTC frei wurde um den dritten Drucker darauf zu stellen.

 

3D Druck

Umrüstung am CTC – ein Extruder auf Bowden.

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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.

3D Druck

Frontscheibe am CTC 3D Drucker

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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.

3D Druck, Werkstatt

Fahrbarer Untersatz für den neuen 3D-Drucker

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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 🙂

3D Druck

Mehr 3D-Drucker: Projektfortschritt

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Ich hatte ja angekündigt einen Workshop zum 3d-Drucker-bau vorzubereiten.

Nun, es geht voran.
Zunächst stand mein eigener Drucker erstmal im Vordergrund, der als Prototyp für die nächsten dienen sollte.
In den letzten Wochen habe ich nahezu alle Druckteile im CAD neu konstruiert und ausprobiert und zum Teil auch wieder verworfen, nochmal geändert oder ganz anders neu gemacht.

Viel viel Arbeit (und das unterschätze selbst ich jedes mal wieder) steckt in der Verkabelung. Ich hatte vieladrige Steuerlitze gekauft und mir überlegt wie man die vielen Adern verwendet. Die Querschnitte entsprechend den Strömen, wieviele Adern man wo benötigt und was eben noch so alles daran hängt.

Elektrik

Alleine die ganzen kleinen Crimpkontakte haben gefühlt „einen ganzen Tag“ in Anspruch genommen.

Aber nun ist es so weit, der Prototyp läuft und ich bin weitgehend damit zufrieden. Natürlich gibts immer hier und da noch ein wenig „Feinschliff“ zu tun, aber so wie er ist bringt er schon ordentliche Druckergebnisse.

Damit konnte ich den mir selbst auferlegten Zeitplan einhalten und so kam es, das am Dienstag der Auftakt zum Workshop stattfinden konnte.
Der Prototyp wurde vorgeführt, das weitere Vorgehen besprochen und auch manche Frage beantwortet.

Nebenher kommt nun die Sträflingsaufgabe auf mich zu, das alles noch möglichst umfassend zu dokumentieren. Ich hoffe meine Motivation hält bis zum Schluß an.

Etwas Panik bekam ich dann doch, weil ich angekündigt hatte die ganzen Druckteile anzufertigen, und nicht so recht voran kam.
Das hat mehrere Gründe. Einer ist die schlechte Verfügbarkeit von Antriebsrädchen für den GT2 Zahnriemen für 10mm Wellen, was dazu führt das ich nun selbst welche aus SAN (Styrol-Acrylnitrid) drucke. Da in jedem Drucker 12 Stück gebraucht werden, nimmt das allein schon viele Maschinenstunden in Anspruch, da diese Teile einen hohen Detailgrad benötigen.

Zahnriemenrädchen

Weiterhin hat der Drucker aufgrund konstruktiver Merkmale (z.B. die Motoren hinten mit extra Halterungen) viele Einzelteile die gedruckt werden müssen. Wenn aber der vorhandene 3D-Drucker schon mit dem drucken der Riemenrädchen belegt ist, wird es schwer noch alle anderen Teile rechtzeitig fertig zu bekommen.

Teileproduktion

Zu meinem Glück funktioniert der neue Drucker aber nun gut genug, um diesen einen Teil der Arbeit erledigen zu lassen. Das entspannt die Situation dann doch.

Bisher läufts also erstmal, und bis auf ein paar Schrauben die sich gelockert haben schlagen sich beide Maschinen nun wacker.

Druckteile
Auf das die Kartons voll werden !

3D Druck

Erfurt: Mehr 3D-Drucker.

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Da ich nun häufiger in Erfurt unterwegs bin, hat es mich auch ins lokale Hackspace verschlagen, den Bytespeicher.
Dabei ist mir aufgefallen, dass da zwischen meiner Vorstellung über die Anzahl der vorhandenen 3D-Drucker und der tatsächlich vorhandenen Anzahl eine ziemliche Lücke klafft 🙂

Das lässt sich bestimmt ändern, und deshalb habe ich auf der entsprechenden Mailingliste nachgefragt, ob jemand mitmachen möchte.
Es wird also eine Arbeitsgruppe, Zirkel, oder neudeutsch ein Workshop veranstaltet werden, bei dem eine Hand voll solcher Geräte aufgebaut werden.
Eine Ankündigung gibts bereits auf https://makerspace-erfurt.de zu lesen.

Nun möchte das natürlich auch vorbereitet sein, und darüber will ich nun hier ein wenig aus dem Nähkästchen plaudern.

Weiterlesen →

3D Druck

Drucker-Hotend warm anziehen

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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).

3D Druck

Extruder wechsel dich

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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.

3D Druck

CTC 3D Drucker: Wärmedämmung an den Heizblöcken

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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.

3D Druck

Linearlager und Edelstahlrundstäbe

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Ich hatte ja angekündigt über Erfahrungen mit Edelstahl-rundstäben statt Silberstahlwellen am 3d Drucker zu berichten.
Die ersten Erkenntnisse hatte ich hier zusammengefasst: Blogeintrag:Erste Erkenntnisse…

Ich hatte dann nach dem die Führung immer mal wieder geklemmt hatte und somit Schrittverluste auftraten auf lm12uu Kugelumlauf-Lagerbuchsen gewechselt, womit die gleichen Probleme auftraten.

Um Gewicht auf der y-Achse einzusparen habe ich außerdem die 12mm Sperrholzplatten gegen 3mm Dibond gewechselt. Die Holzplatte wog ca. 500 gr, die neue Plante beste aus zwei Lagen 0,3mm Aluminium mit einer Füllung aus PE. Das wiegt nur etwa 150 gr.
Eine massive 3mm Aluplatte wiegt dagegen auch etwa 500 Gramm.

Die deutlich dünnere Platte gab natürlich Platz frei um neue Lagerhalter einzusetzen. Ich griff dazu die Idee mit der Zentralschaube auf und bohrte auf einer Seite der Platte (in Längsrichtung der Bewegung) kleine Löcher mit Schraubendurchmesser, auf der anderen Seite Länglicher quer zur Bewegungsrichtung. Die Schrauben wurden mit Stoppmuttern auf dieser Seite nur soweit fest gedreht, dass sich die Lager noch seitlich verschieben könnten.
Das hat die Probleme vollständig gelöst und seither läuft alles sehr gut. Die Kugelumlauflager sind bei der Gelegenheit wieder raus geflogen, da die harten Kugeln bereits nach kurzer Betriebszeit Laufstraßen in den weicheren Edelstahlstäben hinterlassen.

Seit dem habe ich bereits wieder ein paar Teile gedruckt und bin nun zufrieden mit dieser Lösung. Die Pla- Gleitlager laufen zudem auch deutlich leiser als die Kugellager.
Umbau Lagerung Y-Achse
Auf der Welle sind auch die Einlaufspuren der Kugellager zu sehen.

Eine weitere Verbesserung in der Geräuschkulisse hatte ich mir vom Wechsel der Motortreiber auf DRV8825 Treiber erhofft, durch den Wechsel von 1/16 auf 1/32 Mikroschrittbetrieb. Leider laufen die Motoren gerade bei langsamen Geschwindigkeiten nicht ruhiger als in der alten Konfiguration, ich habe sie aber wegen der höheren Positioniergenauigkeit dann drin gelassen.