Ich baue mir einen großen Drucker nach meinen Bedürfnissen

Hallo, nun bin ich schon eine gewisse Zeit am sammeln von Teilen und an der Konstruktion eines eigenen größeren Druckers mit einem Bauraum von 3 x 400mm. Als Bauform habe ich mir dazu einen Cube ausersehen, bei diesem ich ursprünglich die X und Y-Achsen mit Ketten antreiben wollte. Die Fürhrung dieser Achsen erfolgt über Linearschinen und Laufwagen die ich schon bei mir liegen habe. [img]http://up.picr.de/20441734hb.jpg[/img] Nachdem ich aber in einem Beitrag auf IGUS Steilspindeln 10 x 25mm gestoßen bin habe ich diese nun in meine Konstruktion eingebunden um eine möglichst spielfreie und trotzdem schnelle bewegung der Achsen zu ermöglichen ohne Probleme mit der Elastizität von Zahnriemen zu haben. [url]https://www.igus.de/wpck/11091/N14_13_1_dryspin_ZeroBacklash_Gewindemutter?playlistid=58[/url] Darauf aufbauend habe ich eine Zeichnung angefertigt. [img]http://up.picr.de/20481048wo.png[/img] Momentan bin ich nun damit beschäftigt die Z-Achse und die damit erforderlichen Bauteile zu konstruieren. Das Keramikdruckbett wird von 4 12mm Achsen und entsprechenden Lagern geführt. dazwischen bringe ich zwei 10 x 2mm Trapezgewindespindeln an deren Muttern schwimmen in einer Aufnahme geführt werden. Das hier sind die Zeichnungen der Bauteile die ich aus HT-PLA drucken werde. [img]http://up.picr.de/20491127cq.png[/img] [img]http://up.picr.de/20491126xp.png[/img] Gruß Edwin

Die Art und Weise wie die Zero Backslash-Muttern funktionieren kenne ich recht gut und es klappt. Das ist eigendlich eine uralte Technik, die die Leute von IGUS da wieder aufleben lassen. Ich werde da nächste Jahr mal mit denen telefonieren und meine Anwendung mal besprechen und da die sicherlich Ihren guten Ruf bei den Rerapern nicht verlieren wollen rechne ich schon mit einer brauchbaren Antwort.

Auch so habe ich schon mal angefange etwas für meinen neuen Drucker zu machen. ich benötge ja zwei, relativ lange Energieketten und die Drucke ich mir aus ABS. Die Ketten wollte ich ursprünglich in Blau drucken, aber die Farbe, obwohl vom selben Hersteller hat sich als äusserst Wiederspenstig erwiesen. Deshalb mache ich die Ketten eben in Orange und ohne Probleme. So läuft meine Energiekettenproduktion. [img]http://up.picr.de/20499461jg.jpg[/img] Ich habe ein wenig mit den neuen Funktionen in Simplify zum Support herumprobiert und ein hervorragendes Ergebnis erreicht. Diesen kann man nun einfach nur rausdrücken und nachdem man im Bauteil noch mit der Kante einer Spitzzange herumgefahren ist, ist der Support restlos und schnell entfernt. [img]http://up.picr.de/20499459vd.jpg[/img] Aber nicht vom vermeintlich groben Aussehen täuschen lassen. Das sieht scheinbar nur meine Kamera durch die extreme Tiefenschärfe. Solche bilder nutze ich deshalb auch für die Teileoptimierung. So sehen die Glieder sehr glatt aus und man kann sie auch ohne jede weitere Nacharbeit zusammenstecken und die Kette ist stabiler als ich glaubte und funktioniert. [img]http://up.picr.de/20499460xm.jpg[/img]

Heute früh habe ich dann mal meine beiden Energieketten zusammengesteckt und die PVA-Reste vom Klebestift abgewaschen. [img]http://up.picr.de/20509289ou.jpg[/img] Als Nächstes war die Haftung des HT-PLA an der Reihe. Aus diesem Material will ich mir ja einige Bauteile drucken und ich habe das schon einige Versuche mit verschiedenen Druckunterlagen gemacht, die aber nur bedingt zufriedenstellend waren. Was ich noch nicht probiert hatte war die Herstellerempfehlung auf Blue-Tape von 3M zu drucken. Da ich das aber nicht da hatte, aber dafür Blue-Tape von Tesa aus dem Baumarkt, habe ich das eben mal ausprobiert und zu meiner Freude klappt es bis jetzt ganz gut und das Tape kostet nur einen Bruchteil. Ich drucke das HT-PLA mit 220°C bei 30mm/s auf ein 70°C warmes Druckbett. So muß man das Bett abkühlen lassen, da man des HT-PLA sonst nicht abbekommt ohne das Tape zu zerreissen. Hier mal ein Testwürfel. [img]http://up.picr.de/20509287aa.jpg[/img] Momentan läuft ein erster Versuchsdruck für die Spindelmutteraufnahme der Z-Achse und es sieht gut aus. Bis jetzt kein Warping. [img]http://up.picr.de/20509288fj.jpg[/img]

Die Haftung auf dem Leim kann man mit ein bischen Übung richtig Steuern, Je nach Schichtstärke des laims, der Auftragstemperatur, Geschwindigkeit und Abstand. Leider funktiniert es nicht beim HT-PLA, wie Du hier siehst. Nachdem der Druck fertig war sahen die Teile zwar soweit sehr schön aus, aber es gab doch wieder extremes Warping. [img]http://up.picr.de/20517568me.jpg[/img] [img]http://up.picr.de/20517567sg.jpg[/img] Das Warping dieses HT-PLA ist so stark ausgeprägt, daß es das Tesa-Bluetape in sich zerreißt. Ich habe also bis jetzt noch nichts gefunden wie man dieses eigendlich sehr interessante Material wirklich brauchbar drucken kann. Momentan läuft nochmal ein Versuch mit dem orginal Bluetape von 3M, wobei ich aber schon gemerkt habe, daß das PLA auf dem Tesa sogar besser haftet, aber so ab 1,2mm Höhe beginnt das Warping. So nebenbei werde ich aber noch etwas Anderes versuchen was ich schon lange mal machen wollte und habe ein stück Spiegelfliese mit Natriumsilikat beschichtet. Das hatte ich mir generrell schon mal für ABS und PLA als Dauerdruckplatte überlegt zu testen, da es eine chemische Verbindung mit der Glasoberfläche eingeht und es nicht mehr vom Glas ablösbar ist und eine Kristalline, raue und porröse Oberfläche ergibt die unter dem Microskop wie mit Wiederharken gepickt aussieht. Das muß jetzt bis morgen trocknen und dann kann ich es probieren. Was ich auch noch probieren könnte wäre der Druck auf Pappelsperrholz wie mit Nylon, aber das wiederstrebt mir ein wenig. Na ja, wenn es nicht klappt mache ich die Teile eben aus Alu, was ich eigendlich nicht wollte. Die Konstruktion ist aber dafür ausgelegt.

Das Drucken von HT-PLA besonders von größeren Teilen werde ich auch wohl verschieben bis ich meinen Drucker mit beheiztem Bauraum fertig habe. Das PLA zeigt ein Extremwarping wie ich es noch nicht erlebt habe. Die Haftung auf dem TESA-Bluetape ist besonders nach dem abreiben mit Spiritus eigendlich hervorragend, aber das Warping ist derart ausgeprägt, daß es das Tape zerreisst und das Bauteil dann nur noch lose auf dem Druckbett liegt. [img]http://up.picr.de/20531128kd.jpg[/img] Deshalb habe ich die Konstruktion geändert und die Montageplatte aus Alu gefräßt und die Auflagen des Druckbetts und die Halterung der Spindelmutter aus ABS gedruckt. [img]http://up.picr.de/20540810di.jpg[/img] Die Halterungen für die 12mm Stäbe der Linearführungen sind auch schon dabei.

Es ist schon ganz gut wenn man sich mit der eigenen Konstruktion etwas Zeit läßt und aus den Problemen Anderer noch dazu lernen kann. Deshalb werde ich die Trapezspindeln der Z-Achse nochmal ändern und die feste Seite nach oben setzen, so daß diese auf Zug arbeiten. Ursprünglich wollte ich beide Spindeln noch von unten mit einem Schrittmotor antreiben, aber jetzt ist mir die Idee gekommen die beiden Spindeln doch von oben mit einem Motor anzutreiben. Dazu dachte ich an eine druchgehende, liegende Achse von der beide Spindeln mit einem jeweils 90° verdrehten Zahnriemen angetrieben werden. Dadruch wird die Riemenlänge deutlich reduziert und der Aufbau nochmal vereinfacht, ohne daß er stört. Ein unteres Lager wird durch diese Bauweise dann auch nicht mehr notwendig, da ich die Spindel in einem Schwenklager einbauen möchte und sie durch die Spindelmutter nach unten geführt wird.

Ich hatte jetzt Gelegenheit mich mit jemanden zu unterhalten der Igus Zero-Backlash-Spindeln einsetzt, wenn auch mit einer geringeren Steigung an einer CNC-Fräse, die aber auch größere Lasten bewegen muß im Einsatz. Diese läuft mittlerweile mehrere Wochen fast im Dauerbetrieb einwandfrei. Ein Gespräch mit einem Mitarbeiter von Igus dazu war leider nicht so eindeutig, aber wenn ich den Preis von ca. 125€ der drei 650mm langen Spindeln mit den Muttern betrachte habe ich diese jetzt einfach mal bestellt. Wenn sich diese als für 3D Drucker ungeeignet herausstellen habe ich noch einen anderen Anwendungsfall dafür und verliere so nicht viel. Ein Umbau auf den ursprünglich geplanten Kettenantrieb ist dann immer noch relativ einfach möglich, da ich den dafür notwendigen Einbauraum nie ausser Acht gelassen habe. Wenn es aber so funktioniert wie ich es mir vorstelle bekomme ich eine sehr präzise und extrem leise X und Y-Achse die nicht mit der Elastizität der Zahnriemen kämpft. Auch meine Gedankengänge zur Z-Achse gehen weiter. Generell habe ich mir für alle 5 Spindeln Schwenklager für die Festseite bestellt. Auf den Lieferanten dazu hat mich Legion dankenswerter weise ebenso wie auf die Spindeln gebracht. [url]http://www.igus.de/wpck/11091/N14_13_1_dryspin_ZeroBacklash_Gewindemutter?C=DE&L=de[/url] [url]http://www.kugellager-express.de/pendelkugellager-1200-10x30x9-mm.html[/url] Bei der Z- Achse werde ich die Spindel nur an der Oberseite anschlagen und antreiben und diese so ausschließlich auf Zug betrieben Die Führung des Druckbetts wird dann auschließlich durch vier 12mm Stahlstangen und Linearmuttern bewerkstelligt. Die Führung der Igus-Spindeln werde ich anders aufbauen. Diese bekommen an der Antriebsseite zwar auch jeweils ein Schwenklager, aber mehr deshalb, da Schwenklager auch Axiale Kräfte zu einem gewissen Teil aufnehmen können und ich so kleinere und deutlich günstigere Lager verbauen kann. Das Loslager baue ich konventonell in Form einer im Lager schwimmenden Achse und die Mutter werde ich ebenfalls lecht schwimmend im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung einbauen. Die bewegten Gewichte der Achsen werden dabei trotz der Linearschienen, die 90% des Gewichts ausmachen recht gering bleiben, da ich einen Bodwenextruder vorsehe. ich denke so an ein bewegtes Gewicht von ca. 900g bei der y-Achse zu kommen und diese wird von 2 Spindeln angetrieben.

So langsam werden es immer mehr Teile für den Drucker bei mir. Ein Großteil der Elektroik ist da. Ein Radds 1.2 mit einem Arduino Due und 6 Schrittmotortreibern Ein Display 6St. 2,5A Schrittmotoren. 4St 24V Kapton-Heizmatten mit zwei Solid State Relais. Einiges an sonstigen Kleinteilen. Die 12mm Stahlstangen und die 8 Kugelführungen der Z-Achse. Die Igus Steilgewindespindeln und die Zero- Muttern. U.s.w. [img]http://up.picr.de/20694581qi.jpg[/img] Die IGUS Steilgewindesspindeln habe ich natürlich sofort ausprobiert und bin erfreut wie leicht und trotzdem absolut spielfrei die sich bewegen lassen. Mal sehen wie die im Dauerbetrieb halten. [img]http://up.picr.de/20694580xx.jpg[/img] So nebenbei Drucke ich schon weiter einige ABS-Teile und ich kann so langsam beginnen den Rahmen endgültig festzulegen und die Profile zu bestellen. Besonders gefällt mir, daß bei der neuesten Version des Radds nur noch eine Spannung angelegt werden und für 24V auch sonst nichts geändert werden muß. So kann man mit einem einfachen Schaltnetzteil arbeiten. Dazu kommt, daß es jetzt auch zu Marlin kompatibel ist.

Ein klein Wenig geht es weiter. Da ich die Trapezspindeln von hier aus dem Forum habe und diese 500mm lang sind ist theoretisch ein maximaler Hub von 400mm möglich wenn man diese auf die übliche Art bearbeitet. Also dachte ich mir, da kann man doch nochmal 50mm Hub herausholen ohne daß es etwas kostet. Also habe ich die Pendellagerung und die Aufnahme des Pullis von der Spindel getrennt. Dazu habe ich in die Trapezspindeln jeweils ein M4 Gewinde Geschnitten und diese auch sauber geplant. Die Aufnahme des Pendelkugellagers und des Pullis habe ich mir aus Messingresten separat gedreht. Messing deshalb, weil es gerade so da war, leicht zu bearbeiten ist und die Belastungen eher gering sind. Hier die vorgearbeiteten Teile. [img]http://up.picr.de/20720808lg.jpg[/img] Die Aufnahme habe ich mit den Spindeln dann nicht nur verschraubt, sondern auch mit Metallkleber verklebt. Das hält nun wie aus einem Stück. Um dan auch noch einen perfekten Rundlauf zu bekommen habe ich die Aufnahme mit etwas Übermaß gedreht und stellte die Passungen dann nach dem Verkleben her indem ich alles zusammen nochmal überdrehte. So habe ich nun eine perfekt rundlaufende Trapezspindel mit Schwenkkugellager und nun einen maximalen Hub von 450mm ohne weiter etwas ändern zu müssen. [img]http://up.picr.de/20720807cz.jpg[/img]

Soooo, ich warte zwar noch auf die Profile für den Rahmen die noch bei Motedis in der Fertigung sind, aber im Prinzip habe ich ja schon begonnen. Vielleicht bekomme ich die Teile ja noch diese Woche,....mal sehen. Und gleich gibt es ein paar Probleme. Irgendwie gelingt es mir momentan nicht größere Teile aus ABS verzugsfrei zu drucken und die sind schon relativ groß und verwinkelt. Bis ca. 10mm Höhe klappt alles wunderbar und dann beginnt das Warping. Hier kann man es ein wenig sehen und das sind noch die einfachen Teile für die z-Achse, die ich benötige. [img]http://up.picr.de/20759495if.jpg[/img] Also drucke ich erstmal alles aus PLA woraus diese wunderbar gerade und maßhaltig werden. [img]http://up.picr.de/20759496om.jpg[/img] ich sehe es jetzt erstmal so, daß ich gleich was Vernüftiges zum ausprobieren für meinen neuen Drucker habe was ich für ihn drucken kann. Auch mit etwas Anderes Wichtiges habe ich heute für meinen Drucker fertig gestellt. Dieser benötigt ja auch bei seiner Größe einen vernünftigen Aufstellplatz und so habe ich dafür ein Schwerlastregal aus dem Baumarkt dafür umgebaut. Das ist nachdem ich alles auch noch mit der Wand verschraubt, und eine Tischplatte montiert habe eine schöne und stabile Arbeitsfläche geworden den er sich mit meinem NEO teilen kann. Da bekommt man auch schon einen ersten Eindruck welchen Größenunterschied der neue Drucker zum NEO haben wird. [img]http://up.picr.de/20759560cy.jpg[/img] So nebenbei habe ich auch noch die Stromversorgung gefunden. Zwei HP-Surfernetzteile mit jeweils 1KW Leistung. Die werde ich zusammenschließen und alles so mit 24V betreiben. Da ist dann auch genug Leistung für mein 24V Heizbett vorhanden, das ich aus 4 x24V Kaptonheizmatten und zwei Solidstate-Relais aufbaue.

Stück für Stück mache ich ein klein wenig weiter. Die Spindeln mit den Motoren der Z-Achse und die Führungen habe ich vormontiert. [img]http://up.picr.de/20779193ps.jpg[/img] [img]http://up.picr.de/20779194xn.jpg[/img] Dann habe ich begonnen die Steilgewindespindel der X-Achse zu bearbeiten. Dafür habe ich mir zuerst eine verlorene Spannzange aus Alu gedreht und kann so die Spindel im perfektem Rundlauf bearbeiten. Die Bearbeitung ist zu meiner Überraschung sehr einfach, da es ein gut zerspanbarer Edelstahl ist der sich mit einer HM-Platte fast wie Messing bearbeiten läßt. [img]http://up.picr.de/20779191is.jpg[/img] Die Festlagerseite mache ich mit zwei gegeneinander montierten, einreiigen Schrägkugellager. [img]http://up.picr.de/20779189be.jpg[/img] Beim Schrittmotor mußte ich noch die Achse etwas kürzen und abflachen. [img]http://up.picr.de/20779190ma.jpg[/img] Und so paßt es nun schon mal profisorisch zusammengesteckt. [img]http://up.picr.de/20779192nv.jpg[/img] Die lose Seite bearbeite ich erst passend wenn ich auch alles montieren kann.

Heute sind die beiden Festlager der Y-Achse fertig geworden. 170g Filament für die Beiden. Das sind ganz schöne Trümmer, aber sie sollen auch Einiges herhalten. Für die Lagerpassungen habe ich das perfekte Werkzeug gefunden. Einen 22mm Boherer den ich mal am Flohmarkt gefunden hatte und nur neu schleifen mußte. [img]http://up.picr.de/20790156jv.jpg[/img] Die Spindeln und Motoren habe ich auch gleich wieder dazu bearbeitet. [img]http://up.picr.de/20790158fh.jpg[/img]

Da ich immer noch auf die Profile für den Zusammenabu meines Druckers warte habe ich mich derweil mit dem Extruder beschäftigt. Dazu hatte ich ich eigendlich für den Airtripper entschieden. Also habe ich mir einen ausgedruckt und beim Zusammenbau aber schnell festgestellt, daß dieser wohl teilweise für Zollager gezeichnet ist. So paßt leider nicht alles so zusammen wie ich es mir vorstelle, da vor allem das 1,75mm Filament nicht in einer ganz geraden Linie druch den Extruder geführt wird. Ebenso ist die Verschraubung für die von mir verwendeten Schlauchkupplungen zu groß, da meine ein M10 Feingewinde haben. Also habe ich mich hingesetzt und einen Extruder gezeichnet und auch gleich einen ersten Prototypen ausgedruckt. [img]http://up.picr.de/20810955pp.jpg[/img] [img]http://up.picr.de/20810957vj.jpg[/img] [img]http://up.picr.de/20810956vm.jpg[/img] Das Filament wird jetzt in ganzer Länge, schnurgerade mit nur geringsmöglichen Überhängen in austauschbaren Teflonschluchen geführt und ich habe dazu auch gleich den Idler massiver und etwas länger für einen feinfühligeren Andruck ausgeführt. Ein paar kleine Anpassungen sind noch notwendig und dann sollte mein Extruder für mich perfekt sein. So ist er extrem einfach aufgebaut, stabiler als der Airtripper, ebenso leicht zu drucken und er etwas größer, was für mich aber keine Rolle spielt. Die Funktion ist das Wichtige.

In der Wartezeit habe ich jetzt den Extruder nochmal etwas überarbeitet und neu gedruckt. So sollte er jetzt passen. [img]http://up.picr.de/20828140xi.jpg[/img] Da ich die Mitteilung habe, daß meine Profile jetzt versendet wurden habe ich mit der Vorbereitung der Linearschinen weiter gemacht. Diese sind ja gebraucht und voller Fett, was sie in einem gewssen Maße schwergängig macht. Da ich aber auf jeder Schiene bis zu drei Wagen habe und nur jeweils einen brauche kann ich nichts falsch machen das zu verbessern. So habe ich einen Wagen abgenommen und zerlegt. Der Hauptgrund für die relative Schwergängigkeit sind neben dem Fett die Astreifdichtungen. Die habe ich enfert und das Fett ausgeputzt. [img]http://up.picr.de/20828141qn.jpg[/img] Den Wagen habe ich dann gut mit Getriebeöl geschmiert und auf der Schiene bewegt. So kommt das Fett langsam aus den Kugeln und der Wagen läuft immer leichter. Mittlerweile ist der Wiederstand der Wagen fast auf das Niveau der sonst eingesetzten Linearlager gefallen und so kann man damit arbeiten. [img]http://up.picr.de/20828142ek.jpg[/img]

Na das hoffe ich doch.......:D Nun sind auch die zugeschnittenen Profile des Rahmens angekommen und ich konnte es mir nicht verkneifen diesen schon mal in den Grundzügen aufzubauen. [img]http://up.picr.de/20832482wd.jpg[/img] [img]http://up.picr.de/20832483mr.jpg[/img] So als Vergleich sieht man meinen NEO in voller Größe daneben stehen und dabei hat er noh lange nicht seine Volle größe, da ich vor habe die Umhausung entkoppelt vom Rahmen zu bauen.......B)- Es steckt aber noch viel Arbeit alleine in der genauen Ausrichtung des Rahmens im Drucker, aber jetzt sieht man wenigestens schon mal was Richtiges und es geht vorran.

Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen.......:D Heute habe ich den ganzen Rahmen sauber mit der Wasserwaage eingerichtet und die Höhe der X und Y-Achse eingemessen. Sie Linearschinenen der Y Achse sind zugeschnitten und die Borhrungen für die Befestigung von unten durch das Profil sind gebohrt. Nur die passenden Schrauben fehlten mir noch. Die habe ich mir so nebenbei auf den Weg zur Arbeit besorgt. Einen kleinen Denk- und Konstruktionsfehler habe ich auch gefunden. Die gedrucken Teile der X-Achse sind zu hoch, weil ich die Profilschine nicht berücksichtigt hatte. Die werde ich mir also neu drucken müssen, aber mit solchen Dingen muß man rechnen. [img]http://up.picr.de/20841740xb.jpg[/img] [img]http://up.picr.de/20841742kp.jpg[/img] So nebenbei sind die beiden HP 1000W Survernetzteile angekommen. Da muß ich mal sehen wie ich die zu einem 24VNetzteil umbaue..... [img]http://up.picr.de/20841741wp.jpg[/img]