Archiv der Kategorie: Hexagon XL – 3D Drucker

Hexagon XL – part 09

Bei meiner letzten Bestellung bei Reichelt habe ich mir eine schicke USB-Durchgangsverbindung von Neutrik bestellt. Nicht ganz günstig, aber sehr hochwertig. Nach einiger Bearbeitung mit Bohrer, Feile und Gewindeschneider sieht es so aus:

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Auf der Rückseite des Basisrings habe ich noch eine Kaltgerätebuchse untergebracht.

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Um für etwas Sicherheit zu sorgen habe ich für die Innenseite eine Abdeckung gedruckt. Ein versehentliche Berührung des netzspannungsführenden Teile ist somit ausgeschlossen.

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Hexagon XL – part 08

Alle meine bisherigen Drucker hatten ein durchgängigen Kabelbaum. Vom Arduino-Shield bis zum Hotend. Sofern die Elektronik nicht leicht zugänglich ist, ist dies äusserst unpraktisch bei einer eventuellen Fehlersuche. Der Aufwand eine Ader mit Kabelbruch austauschen ist ebenfalls nicht ohne.

Im Reichert Katalog bin ich schon vor Wochen auf tolle D-Sub Steckverbinder gestoßen. Leider ausverkauft. Nachdem die jetzt endlich lieferbar waren, habe ich mir sofort einen Satz geordert.

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Das Gehäuse für die Befestigung an einer horizontalen Strebe war etwas mehr Aufwand als die üblichen Halter. Verhältnismäßig war das Gehäuse jedoch auch schnell entworfen und gedruckt.

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Die Verdrahtung in Richtung RADDS ist auch schon gelötet.

Falls ihr euch für gekaufte D-Sub Gehäuse entscheiden solltet, achtet darauf ein Gehäuse mit einem langen und breiten Baumaß zu bekommen. Die Verschraubung sollte weit außen liegen. Die Hochstromkontakte liegen ungünstig am Rand des D-Sub Steckers und lassen sich nicht in Richtung Gehäusemitte verbiegen.

Fertig sieht es dann so aus:

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Um die Kabel ordentlich an den Profilen verlegen zu können, habe ich meine bewährten Kabelclips um eine weitere Größe ergänzt.

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Die Teile sind, wie immer, unter meinen Thingiverse Account zu finden:
D-Sub-Case: http://www.thingiverse.com/thing:845346
Kabelclips: http://www.thingiverse.com/thing:832279

Hexagon XL – part 07

Nachdem ich mich einige Zeit mit den Hall-E Endstops von Dr. Henschke beschäftigt hatte, habe ich mich dazu entschieden die Opto-Endstops noch vor Inbetriebnahme des Druckers wieder rauszuschmeißen.

Die Einstellmöglichkeiten mit den Otto Endstops sind einfach nicht präzise genug um eine präzise Einstellung der 3 Delta-Tower zu ermöglichen.

Nachdem die Hall-E Endstop geliefert wurden, haben ich schnell einen Halter konstruiert.

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Die Konstruktion ist fehlersicher. Selbst bei einer Störung des Endstops kann der Laufwagen den Sensor nicht abfahren, da der Laufwagen zuerst gegen Halter fahren würde. Der kleine Neodym Magnet zur Betätigung des Hall-E Endstop habe ich einfach mit einem Tropfen Sekundenkleber auf den Gleitern befestigt.

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Die Möglichkeit das on-board Potentiometer relativ einfach deaktivieren zu können und ein Präzisions-Spindelpotentiometer anschließen zu können, macht die Hall-E Endstops momentan zur besten Verfügbaren Lösung.
Also habe ich mir 3 Stück 10-Gang-Spindelpotentiometer mit Getriebe-Skala aus China geordert. An der Skala ist noch ein Feststellhebel, so lässt sich das Poti blockieren und eine versehentliche Verstellung vermeiden.

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Der Halter war ebenfalls schnell konstruiert und gedruckt. Die Feinfühligkeit mit der sich die Endstops nun einstellen lassen ist einfach überragend.
3 Umdrehungen entsprechen ca. 1mm Einstellbereich. Andersrum gerechnet: 1 Teilstrich entspricht ca. 0,007 mm !!
Einer wirklichen guten Kalibration sollte zumindest von dieser Seite aus nicht mehr im Weg stehen.

Wie immer gibt es die Teile wieder unter meinem Thingiverse-Account zum download:
Hall-E Endstop Halter: http://www.thingiverse.com/thing:843852
Potentiometer Halter: http://www.thingiverse.com/thing:856488

Hexagon XL – part 06

Da ich ausschließlich ein 24V Netzteil verbaut habe, aber dennoch die günstigeren und leichter zu beschaffenden 12V Lüfter verwenden möchte, musste ich mir was einfallen lasse.

Ich hab mir über eBay 5 Mini-Step-Down Konverter besorgt.
5 Stück = 7 €. Da lohnt sich jede Bastelei mit Feststpannungsreglern etc. nicht.

Ursprünglich hatte ich die Idee, die stepdown Konverter auf einem freien Treiberplatz des RADDS zu plazieren.

Hier die Stepdown Konverter im Größenvergleich zu einen China A4988 Treiber.

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Leider stimmt das Rastermaß und die Pinbelegung nicht ansatzweise. So habe ich mich dazu entschlossen direkt mehrere Stepdowns an einer anderen Stelle im Gehäuse unterzubringen.
Die Idee die maximale Spannung verschiedener Kreise getrennt regeln zu können, gefiel mir gut. Auf die Weise lässt sich z.B. die Beleuchtung  oder eine maximale Lüfterdrehzahl bequem per Poti regeln zu können.

Nach einer Suche in der Bastelkiste ist folgende Lochstreifenplatine entstanden:

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Schnell noch einen Halter gezeichnet und gedruckt:

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Der Halter ist als .stl unter meinem Thingiverse-Account zu finden:
http://www.thingiverse.com/thing:838808

Die Step-down Koverter lassen sich sehr genau und feinfühlig einstellen.
Ungekühlt soll ein Konverter dauerhaft 1,5 A vertragen.

Die Qualität der Output Spannung ist gut. Bei einem Input von 24V und einem Output von 12V konnte ich eine Spannungschwankung von <0,1V messen. Alle 2 ms.

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Hexagon XL – part 05

Im laufe der Planungen habe ich dazu entschlossen, den gesamten Drucker mit nur einem 24V Netzteil zu betreiben. Die Kraft und Dynamik der Stepper ist mit einer 24V Spannungsversorgung einfach deutlich besser.

Des weiteren habe ich eine 32-Bit Steuerung eingeplant. Die Wahl fiel auf einen Arduino Due mit einem RADDS shield.

Als Stepperdriver sollen vorläufig erstmal die TMC 2100 SilentStepSticks von Watterot zum Einsatz kommen. Mit diesen Treibern habe ich auf dem i3 beste Erfahrungen gemacht. Sie sind viel viel leiser als die üblichen A4998 oder DRV8825 Treiber.
Preislich sind die Treiber im noch günstigen Bereich angesetzt.

Als Spannungsversorgung kommt das Nunu’s Netzteil von amazon zum Einsatz. Viel Netzteil für wenig Geld. Der Lüfter des Netzteil ist jedoch überhaupt nicht für empfindlicher Ohren.
Um die Geräuschkulisse zu senken wurde der billige China Lüfter gegen einen Sunon Maglev Lüfter mit einem Schalldruckpegel von 15dB. Um die Strömungsgeräusche zu reduzieren habe ich weiterhin das Lüftergitter entfernt.

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Die Silentstepsticks kommen als fertiges board, jedoch ohne gelötete Stiftleisten und Kühlkörper. Die Stiftkühlkörper von Watterot passen optimal und bieten eine brauchbare Kühlleistung.
Die Treiber habe ich auf den 1/16 spreadcycle Modus mit 1/256 Interpolation konfiguriert.
Wegen einem anderem Projekt habe ich mehr als benötigt (4 Stück) zusammen gelötet.

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Nach langer langer Wartezeit sind auch endlich der Arduino DUE clone aus China und RADDS 1.5 shield eingetroffen. Der Halter war schnell gezeichnet und gedruckt.

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Der Halter ist als .stl unter meinem Thingiverse-Account zu finden:
http://www.thingiverse.com/thing:832353

Hexagon XL – part 04

Mein Prusa i3 steel hat wieder Überstunden geleistet. Nach einigen Fehldrucken sind alle beweglichen Teile für Hexagon XL ausgedruckt.

In die Carriages habe ich überlange Alu-Distanzhülsen eingeschweisst. Das soll die Stabilität der Teile erhöhen. Bei Montage- und Reparaturarbeiten entfällt zudem das lästige Gefummel mit vielen Kleinteilen. Die Hülsen werden mit Lötkolben in das ABS-Teil gedrückt, so entsteht eine vollflächige Verschweissung. Im warmen Zustand lassen sich die Maße sehr gut mit einem Messchieber einstellen.

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Die Idee mit den Aluhülsen habe ich für den Effektor verwendet.

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Die Riemenspanner waren tückischer als gedacht und konstruiert. Nach einer kurzen Behandlung mit Schleifpapier gleiten diese nun aber auch geschmeidig aber dennoch spielfrei in Eckteilen des Rahmens.
Die Riemenspannung lässt sich nun bequem von oben mit einer M4 Schraube einstellen.

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Im gesamten siehts nun so aus. Die Opto-Endstops habe ich auch schonmal probeweise montiert.

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Nachdem alles montiert war, musste ich leider feststellen, dass die Aluhülsen sowie auch die Schraubenköpfe den Freiheitsgrad der Kugelköpfe einschränken. Bei Hexagon-Druckern in der Standartgröße fällt das wohl nicht auf. Durch den vergrösserten Druckbereich wird scheinbar eine größere Auslenkung im Randbereich benötigt.
Vorläufig werde ich dieses Problem aber nicht weiter angehen. Für die ersten Bewegungstest muss die Konstruktion und der somit verkleinerte Druckbereich erstmal reichen. Auf dem folgendem Bild kann man die Problematik recht gut erkennen.

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Die mechanischen Steppendämpfer habe ich wieder demontiert. Diese scheinen bei anderen Druckern für Ungenauigkeiten zu sorgen.

Der mechanische Grundaufbau ist hiermit abgeschlossen. Nun gilt es weiteres Material zu besorgen und sich mit den nächsten Projektphasen zu beschäftigen.

Hexagon XL – part 03

Nachdem das Grundgestell ja nun fertiggestellt ist muss ich mal den beweglichen Teilen widmen.

Die Rods sind aus Carbonrohr. Die Carbonrohre lassen sich gut auf ein Kappsäge ablängen. Man sollte ein mit Hartmetallzähnen bestücktes Sägeblatt mit vielen Zähnen verwenden. Wirklich wichtig ist, dass alle Rohre exakt gleich lang sind. Die Gesamtlänge kann ruhig geringfügig von der geplanten Länge abweichen.

Um die IGUS Kugelköpfe mit den Carbonrohren zu verbinden, habe ich einfach lange M3 Schrauben abgesägt. Der Schraubenschaft passt saugend in die Rohre. Der Gewindeteil sollte genügen Klebstoff für eine bombenfeste Verbindung aufnehmen.

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Damit die Rods auch wirklich alle exakt gleich lang werden, haben ich sie auf einer Lehre verklebt. Als Klebstoff kommt UHU Endfest 300 zum Einsatz, das ergibt eine extrem belastbare Verklebung. Um eventuelle Klebstoffflecken auf den Rods zu vermeiden wurden die Rohrenden mit Klebeband umwickelt. Nach der Aushärtetet kann das Klebeband wieder entfernt entfernt werden.

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Hexagon XL – part 02

Heute habe ich mich mit dem Grundaufbau des Rahmens beschäftigt.

Die Linearführungen werden mit insgesamt 96 M3 Schrauben an den Vertikalen verschraubt. Die Nutzung jeder Bohrung soll die Stetigkeit erhöhen. Um etwas Geld zu sparen habe ich mir M3 Nutensteine ausgedruckt. Mein Dank geht an „Protoprinter“ für die Idee mit den gedruckten Nutmuttern.
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Über 100 M5x8 Linsenkopfschrauben später sind auch Kopf- und Fußteil fertig. Die Teile passen genau übereinander. Dies gilt als absolut notwendige Grundvoraussetzung für Drucker mit Delta Kinematik.
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Das Grundgestell fertig verschraubt und ausgerichtet:
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Hexagon XL – part 01

Nachdem die Planung stand, habe ich angefangen alle Teile für die erste Projektphase zu beschaffen.

Hier mal eine grobe Übersicht. Sollte für den Anfang reichen:

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Dämpfer für die Servomotoren. Ich erhoffe mir eine Senkung des Geräuschpegels.

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Kugelköpfe von IGUS. 20 Zahn Pullis für die Servos. Alu Distanzhülsen für die Carriages und den Effector.

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3 Stück NEMA 17 Servus mit 2,5A für die 3 Achsen. Ein riesiger NEMA 23 für den Extruder.

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Hier mal eine Detailansicht der IGUS Linearführungen.

EDIT: Die IGUS-Schienen haben sich im weiteren Verlauf des Projekts als untauglich für die Verwendung in einem Drucker mit Delta-Kinematik erwiesen. Die Fertigungstoleranzen/Spiel sind zu schlecht.

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Hier alle Kunststoffteile die für den Rahmen benötigt werden. An den Teilen hat mein Prusa i3 etliche Überstunden geleistet. Alles aus schwarzem ABS gedruckt.

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Hexagon XL – preview

Schon länger möchte ich möchte ich mal an einem Delta Drucker probieren.

Alle Drucker basierten bislang auf Bausätzen. Der Delta sollte meiner werden, also alle Teile selbst gezeichnet und durchdacht.

Die Kriterien sind klar: größer, schneller, leiser, schicker … einfach besser … als die üblichen Bausätze.

Nach längerer Inspirationssuche bin ich auf den Hexagon Delta Drucker vom Fablab Karlsruhe gestossen. Im RepRap-Forum baute Manuel gerade an einer XL Version dieses Druckers.

Das Design von Gerd Keller empfand ich als grandios.

Die Konstruktiven Vorteile dieses Delta Druckers haben mich ebenfalls gereizt.

Nach vielen vielen Stunden stand der erste Entwurf. Gezeichnet mit SketchUp.

Hier die wichtigsten Maße:
Höhe: 1002 mm
Schlüsselweite: 435 mm
Druckbett: ca. 300 mm Durchmesser

Im Gegensatz zu dem Hexagon habe ich mich für höhere Profile im Kopf- und Fußteil entschieden.

inspired by:
– Hexagon v1 von Gerd Keller (Fablab Karlsruhe)
– Hexagon von Manuel Daelman 
– Deltaprinter by ChaosLabs

Gesamtansicht:
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Druckbett rund:
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Die Gesamte Elektronik soll im Fußteil verschwinden:33

Durch die höheren Profile im Kopfteil, sollten sich dort auch Riemspanner realisieren lassen. Geplant sind Opto Endstops.
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Linearführungen, Gleiter und Kugelköpfe von IGUS. Rods aus Carbon:

EDIT: Die IGUS-Linearführungen haben sich im Nachhinein als untauglich erwiesen.

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