Archiv der Kategorie: 3D Druck

NEMA 23 Extruder – part 02

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Vor einiger Zeit bin ich über Filament-Tracking-System von Vincent gestolptert. Der Gedanke den Filamentvorschub zu überwachen gefällt mir sehr.

Irgendwie kam mir die Idee das FTS direkt mit meinem NEMA23 Extruder zu kombinieren.

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Das FTS bietet nicht nur die Möglichkeit den Filamentvorschub zu erkennen, sondern auch das Filamentende, bevor der Extruder leer läuft, zu erkennen.
Diese Funktion fällt durch die Integration in den Extruder leider raus. Da der Drucker zwangsweise seinen Puffer leerdrucken muss, bevor in pausiert, ist ein größer Abstand zwischen Extruder und FTS notwendig.

Eventuell liesse sich die Funktion noch durch einen zusatzlichen Schalter nachrüsten.

Die von mir verwendeten Gummipuffer sind etwas länger als die aus der BOM vom sparklab, aber leichter zu beziehen.

Folgende Bauteile ergeben die Tracktionsrollen:
2 Schwingungsdämpfer  Typ A M4 D8 H8
4 Rillenkugellager 684ZZ
1 Neodym Magnet 5x5x5mm

Zu Sicherheit sollte der Magnet verklebt, oder anderweitig befestigt, werden.

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Die Tracktionsrollen werden einfach nur in den Extruderblock geschoben und durch eine Schrauben gegen herausarbeiten gesichert.

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Die Anschlußkontakte des Hall-E Endstops müssen um 90° abgewinkelt werden.

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Hier nochmal im Detail.

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Das System habe ich noch nicht im praktischen Einsatz getestet.
Manuelle Tests sind jedoch positiv.

Die stl’s, wie immer zu download:
http://www.thingiverse.com/thing:955370

Rework Effector

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Eigens für mein Hexagon Projekt hatte ich schon einen Entwurf für die Kühlung des Hotends und des Druckteils erstellt. Das gerenderte Bild zeigt einen der frühen Entwürfe.

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Nach vielen weiteren Modifikationen und Tests stand das Design. Da es an der Hexagon-XL Front momentan etwas stockt, habe ich das fertige Design nochmals angepasst um das Teil an meinem i3 ersten Testläufen unterziehen zu können.

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Zielsetzung war es unter anderem das Hotend schnell und unkompliziert ausbauen zu können. Das Hotend lässt sich durch lösen von 3 Schrauben und 2 Steckverbinder schnell entnehmen.

Für eine Magnetlösung steht leider nicht genügend Platz zur Verfügung.

Der rote Teflonschlauch / Bowden stammt aus einen MIG/MAG Schweißgerät-Schlauchpaket. Die Schläuche sind deutlich steifer, präziser und weisen erheblich weniger Drall als die üblichen billig-Schläuche auf.

Der blaue Druckluftschlauch soll den Kabelstrang minimal aussteifen. Die Kabelstränge laufen so sehr geschmeidig und sind geschützt vor Knicken und Vibrationen.

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Das Druckteil sollte unbedingt von mindestens zwei Seiten gekühlt werden. So sollten Probleme mit einer einseitigen Kühlung der Vergangenheit angehören.
Von den teilweise üblichen Ringlösungen mit einem Lüfter halte ich nichts, da es eigentlich niemals eine gleichmäßige Strömung ergeben kann.

Um Gewicht und Bauraum zu sparen setze ich auf 30mm Lüfter.

Der Heizblock ist so angeordnet, dass die maximale Sicht auf das Druckteil gewährleistet ist.

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Das Design ist so ausgelegt, dass die Kühlluft nicht den Heizblock runterkühlen kann und so die PID Regelung, bei plötzlichem Einschalten der Lüfter, ins straucheln bringt.

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An so ziemlich allen gängigen Lösungen stört mich, dass der Lüfter für die Hotend-Kühlung entweder frontseitig montiert ist bzw. an das Hotend geclipt wird.
Die frontseitige Montage versperrt immer die Sicht auf das Druckteil. Die Clip-Variante ist enorm nervig sobald man mal an das Hotend muss.

Deswegen ist der Lüfter auf der Rückseite platziert.

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Der Luftstrom des Hotendkühlers ist auf die COB-Led gerichtet. So  möchte ich der COB zu mehr Lebensdauer verhelfen.

Um die Demontage des Hotend maximal zu vereinfachen, habe ich die Heizpatrone und den Thermistor steckbar gemacht.
Die XT60 sind vielleicht etwas überdimensioniert. Ich mag jedoch die sehr feste Steckverbindung.

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Der Haltewinkel passt auf das i3 rework X-Carriage und sollte somit in einer Vielzahl von Druckertypen verwendbar sein.

Einige zusätzlich Gewinde habe ich für zukünftige Upgrade wie z.B. Auto-Bed-Leveling vorgesehen.

Wie immer findet ihr das Teil unter meinen Thingiverse-Account:
http://www.thingiverse.com/thing:953811

Alternativ, fertig ausgedruckt:
My 3D Hub

NEMA 23 Extruder – part 01

Für meinen Hexagon XL Drucker brauche ich noch einen Bowden-Extruder.

Auf der Suche nach einer schönen Lösung habe ich  jede Menge tolle Ideen gesehen. Den Extruder wollte ich, wie auch alle Teile des Druckers, selber erstellen.

Nach endlos vielen gezeichneten Versionen steht das Design für die „Basic“ Variante fest.

Arbeitstitel: „Kraftwerk Extruder“.

Für den Hexagon ist dieser Extruder/Motor ziemlich sicher völlig oversized.

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Irgendwie bin ich bei der Idee,  mal einen NEMA23 Motor zu verwenden, hängen geblieben. Der große Motor erzeugt deutlich mehr Drehmoment als die kleinen NEMA17.

Zum Vergleich (aus den Datenblättern):

NEMA 17 / 2,5A – (ACT 17HS5425) : 48Ncm Drehmoment
NEMA 23 / 2,5A – (ACT 23HS5425) . 110Ncm Drehmoment

Der größere Rotordurchmesser zahlt sich also deutlich aus. Die größere Motorträgheit sollte keine Rolle spielen.
Genügend Drehmoment für eine saubere und ruhige Dosierung ist also, auch ohne Getriebe, vorhanden.

Des weiteren wollte ich das MK8 Ritzel einsetzen.
Die Testreihe von Airtripper ist sehr aufschlußreich.

Leider haben NEMA23 6.35mm Wellen. Das MK8 ist konstruktiv auf eine 5mm Bohrung begrenzt. Um das MK8 verwenden zu können muss die Rotorwelle des Motors abgedreht und eine Schlüsselfläche angebracht werden.

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Hier mal die Basic Version in Teilen:

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Da genügend Platz zur Verfügung stand, habe ich den Klappmechanismus mit Kugellagern ausgeführt. Die tragende Kunststofffläche ist somit stark vergrößert.

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Bei den meisten Extrudern wird der Klemmdruck durch wackelig aufgehängt Schrauben erzeugt. Diese Lösungen sind einfach nur Nervig (kleine Gewindesteigung, meist Werkzeug benötigt,…).

Aus diesen Gründen habe ich eine Augenschraube verwendet. Die Schraube wird durch den Extrudergrundblock gegen verschieben gesichert.
Die Rändelmutter M5 hat eine angenehme Steigung und lässt sich bequem ohne Werkzeug bedienen.

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Für sehr flexible Filamente ist die Führung am Ritzel nicht optimal. Da man diese eh nicht mit einem Bowdenextruder verwenden sollte, hab ich, zu Gunsten der besseren Zugänglichkeit, die Filamentführung nicht noch enger gehalten.
Mit seitlich einschiebbaren Messingröhrchen liesse eine sehr präzise,haltbare und lückenfreie Führung nachrüsten.

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Der fertige Prototyp.

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BOM:

4  – Mutter DIN934 M5
1 – Mutter DIN934 M4
3 – Schraube DIN912 M5x16
1 – Schraube DIN912 M5x35
1 – Schraube DIN912 M4x30
1 – Rundstahl  d=6mm(H7), l=12mm
2 – Rillenkugellager 684ZZ
1 – Rillenkugellager 626ZZ
1 – Feder (z.B vom Druckbett)
1 – Augenschraube DIN444 M5x40
1 – Rändelmutter DIN466 M5
2 – Push-Fits M5 (4mm Schlauch)
1 – MK8 Förderritzel
1 – NEMA 23 Stepper (5mm Schaft!!)

und die Druckteile:
http://www.thingiverse.com/thing:928958

Fertig ausgedruckt auch hier zu bekommen:
My 3D Hub

Hexagon XL – part 13

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Grundsätzlich drucke ich nicht gerne mit Host. Für Einrichtungs- und Kalibrationsarbeiten ist eine USB Verbindung zum PC wunderbar.
Ansonsten empfinde ich die Verbindung zum PC nur als zusätzliche Fehlerquelle.

Kurzum: Display und Sd-Karten-Slot sind ein must have.

Zum Einsatz kommt erstmal mal das original RADDS Display.

Die ursprünglich Planung sah vor, keine Teile ausserhalb der Sechskantkontur anzubringen. Der von mir entworfene Gehäuseprototyp für das Display wirkt jedoch vollkommen deplaziert und ist auch von der Handhabung her äusserst unpraktisch.

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Nach vielen weiteren Überlegungen und Entwürfen ist dann das folgende Design entstanden. Das Gehäuse wird jetzt doch ausserhalb der Druckerkontor angebracht. Leicht geneigt für eine bessere Ablesbar- und Bedienbarkeit.

Um die Beleuchtung ganz umkompliziert, ohne Bedienung des Displays, schalten zu können habe ich noch etwas Platz für 2 zusätzliche Schalter vorgesehen.
Es passen alle Schalter und Taster aus der 1801 Serie von Marquardt.

Das Displaygehäuse kommt ohne zusätzlich Frontplatte, wie z.B. beim Hexagon V2, aus.

Der „back“ Button ist erhaben. Der „reset“ button ist leicht versenkt um ein versehentliches killen des Controllers zu vermeiden.

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So sieht das ganze dann in der Realität aus. Es fehlt leider noch der Knopf für den Drehencoder. Dieser ist immer noch auf dem langem Weg von China zu mir.

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Das Gehäuse inkl. Montagewinkeln und Bedienknöpfen gibts, wie immer, hier:
http://www.thingiverse.com/thing:881010

Fertig ausgedruckt auch hier zu bekommen:
My 3D Hub

Hexagon XL – part 12

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Bei allen Druckern hat mich bislang eine schlechte Ausleuchtung geärgert.
Um es diesmal besser zu machen habe ich mir 4 Stück COB LED’s aus China geordert. Die Teile sind 170mm x 17mm x 5mm groß und sehr günstig (ca. 2€/Stück)

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Um die LED-Streifen am Rahmen befestigen zu können, habe ich Halter entworfen.

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2 Stück habe ich im Kopfteil untergebracht.

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Weitere 2 sind im unteren Bereich der Vertikalen montiert. Das reduziert Schatten auf ein Minimum. Das nachfolgende Bild zeigt die Ausleuchtung in völliger Dunkelheit. Die Belichtungszeit wurde so gewählt, dass das Foto einen möglich realistischen Eindruck ergibt.

Die COBs sind extrem hell. Mit meiner Step-Down-Bank kann ich Lichtstärke noch etwas reduzieren, dass sollte der Lebensdauer der COB’s auch zu Gute kommen.

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Die Halter gibt es hier: http://www.thingiverse.com/thing:845244

Fertig ausgedruckt auch hier zu bekommen:
My 3D Hub

Hexagon XL – part 11

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Bei einem Deltaprinter macht nur ein rundes Druckbett Sinn.

Als Grundlage dient eine feingefräßte Alugußplatte. Gußplatten verziehen sich bei Erwärmung deutlich weniger als gewalztes Aluminium. Durch die Überfräsung ist die Platte sehr plan.
Die Legierung (AlMg4,5Mn) ist leicht und gut zerspanbar.
Selbst mit Hausmitteln (Flex, Feile, Zirkel) sind gute Ergebnisse erzielbar.
Ich habe eine 6mm starkes Material bestellt, so dass Aufheizzeit, Wärmespeicherung und Abkühlzeit halbwegs ausgewogen sein sollten.

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Für eine kurze Aufheizzeit und eine homogene Erwärmung kommt eine 500W/220V Silikon Heizmatte zum Einsatz.
Die Matten von Keenovo aus China sind qualitativ sehr hochwertig und bezahlbar.
Die bestellte Matten ist selbstklebend und hat vormontierten einen Thermistor.

Um das Heizbett regeln zu können, wird mein Solid-State-Relais zum Einsatz kommen.

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Als Isolator kommt ein 12mm dicke Korkschicht zum Einsatz. Alles zusammen wird auf die Zwischenplatte geschraubt.

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Meine Erfahrungen mit PEI beschichteten Druckbetten sind sehr positiv. Leider ist eine PEI Beschichtung nicht mit Hausmitteln zu machen und ein Sonder-Anfertigung nicht gerade günstig. Deswegen habe ich mich diesmal dazu entschlossen der BuildTak Folie eine Chance zu geben. Im Gegensatz zu PEI sollte die Folie auch leicht austauschbar sein..

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Nachtrag 09/2015:
Eine 500W Heizmatte (ca.0,6W/cm“) auszuwählen war die richtige Entscheidung. Die Aufheizzeit ist phänomenal kurz.

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Hexagon XL – part 10

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Wirklich viel Arbeit war die Zwischenplatte. 5mm starkes AlMg3 und sehr viele Ecken. Da wünscht man sich wirklich eine CNC Fräse.

Es geht aber auch mit Hausmitteln.

Die Löcher/Gewinde an den sechs Kanten ermöglichen eine Verschraubung mit dem Grundrahmen. Ein evtl. notwendige Nivellierung der Grundplatte mittels Konterschrauben lässt sich so ebenfalls realisieren.

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Für das Kopfteil habe ich noch eine schicke 5mm Aluplatte gemacht. Die 3 Löcher mit den M4 Innensechskantschrauben sind für die Riemenspanner. In das mittige Loch kann ich noch einen Spulenhalter montieren

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Um der Basis mehr Stabilität und Masse zu verleihen habe ich eine Grundplatte angefertigt. 2 Lagen 19 mm starkes  MDF flächig verklebt und verschraubt.

Für das Auge habe ich noch ein Fase angefräßt und das Material mit Hartwachs behandelt.

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Schnell noch 6 Winkel designed und gedruckt. Die Winkel sind leicht untermaßig um das Profil Richtung Grundplatte zu ziehen.

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Die Klammern/Winkel gibt es wieder hier: http://www.thingiverse.com/thing:927540

Hexagon XL – part 09

2 Antworten

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

4 Antworten

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

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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