Mein 3D Drucker

Hier blogge ich über meinen 3D Drucker, der auf dem RepRap Prusa Mendel basiert.
http://reprap.org/wiki/Main_Page

 Die Kosten belaufen sich auf ca. 500 Euro.

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Aktueller Stand:
Der Drucker ist fertig und besitzt jetzt sogar eine LED-Beleuchtung!

Momentan: Kalibrierung, Kalibrierung, Kalibrierung
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26.01.12
Konfiguration der Achsen in x/y-Ebene

Bei meinen bisherigen Testdrucken war immer wieder auffällig, dass zum Einen meine quadratische Testdatei rechteckig ausgedruckt und zum Anderen die Kreise oval abgefahren wurden.

Beides könnte auf eine unterschiedliche Ansteuerung der x- und y-Achsenmotoren deuten.

Zur Überprüfung (und zur Eliminierung von Druckfehlern seitens des Kunststoffs) habe ich dazu einen Fineliner an den Extruderschlitten befestigt und den Drucker die erste Layerschicht abfahren lassen.

Drucker bei dem Abfahren der ersten Layerschicht

Erstaunlicher Weise traten die gleichen Verfahrfehler auf.

Direkter Vergleich beider Fahrwege

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23.01.12
LED Beleuchtung, weitere Features

Meine neuste Errungenschaft sind 3 LED-Leisten von IKEA.
Der  Drucker wird jetzt nicht nur gut ausgeleuchtet, sondern sieht auch noch totschick aus!

LED-Leisten an den Gewindestangen

Das Modell "LEDBERG" kostet rund 10 Euro und läuft über 12 Volt - perfekt für mein Computernetzteil, das etliche 12 Volt Ausgänge besitzt. Die Leuchtstangen werden in Reihe geschaltet und besitzen je 7 LED-Bausteine.

Das Hot-End wird perfekt ausgeleuchtet

Mitgeliefert werden außerdem 6 Halterungen, die man mit einem Kabelbinder gut an eine Gewindestange befestigen kann.

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18.12.11
Der erste Druck - viele weitere Testdrucke

Wie zu erwarten war, ist der erste Druck von der Qualität her (wenn man überhaupt von Qualität sprechen darf) ordentlich in die Hose gegangen.

Die ersten beiden gedruckten Teile

Als Testdatei habe ich einen Teil erstellt, das aus einem Quadrat und einem Kreis besteht. So kann ich erkennen, ob die Linien gerade gedruckt werden, die Dimensionen in x, y, z stimmen und die Achsen spielfrei fahren. Da die Kreise unrund waren, hab ich daraus geschlossen, dass zu viel Spiel in den x- und y-Achsen war (diese werden über Zahnriemen angetrieben). Mehrmaliges Nachspannen hat dann auch tatsächlich etwas geholfen.

Testreihe mit verschiedenen Infill-Parametern

Allerdings merke ich, wie wenig ich noch über Skeinforge (Zwischenprogramm, das die "Pfade" des Extruders festlegt) und dessen Einstellungen weiß. Da muss noch einiges nachgelesen werden!


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17.12.11
Der Drucker ist fertig

Nach etlichen Stunden Arbeit kann ich heute endlich verkünden, dass der Bau des Druckers abgeschlossen ist.

Der fertige Drucker

Dabei bin ich noch auf das ein oder andere Problem gestoßen. So war das große Zahnrad des Extruders zu groß - Es hat sich um eine neuere Zahnradversion des Wade's Geard Extruder gehandelt, dessen Durchmesser größer ist. Ich habe aber noch die ältere Extruderversion. Also musste ich den ganzen Extruder vom Schlitten mithilfe von Unterlegscheiben anheben.

Der angehobene Extruder

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16.12.11
Ersten Kunststoff extrudiert

Nachdem die Ansteuerungstests mit den Motoren erfolgreich verlaufen sind, habe ich heute mein erstes PLA-Plastik extrudiert. Der Hobbed Bolt, der Vorschub des Filaments und das Aufheizen des Hot-Ends haben problemlos funktioniert und zusammengespielt.

Mein erstes extrudiertes Plastik

Dabei habe ich festgestellt, dass ein guter Temperaturbereich zwischen 180 und 200 °C liegt. Unterhalb der Temperatur lässt sich das PLA nur schwer extrudieren, oberhalb der Temperatur wirft der Kunststoff kleine Blasen und wird unsauber extrudiert.


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14.12.11
Es bewegt sich was!

Er lebt !!
Die Motoren bewegen sich, für mich als Vollblutmaschi natürlich ein ganz besonderes Highlight!

Nachdem ich mich einige Zeit in das Thema RepRap-Software eingelesen habe, bin ich heute dazu gekommen, die verschiedenen Programme und Module zu installieren und die Ansteuerung auszuprobieren.

Testaufbau für den Elektroniktest

Benötigt werden dabei die Arduino Software, Treiber für Mega und Ramps, Python (eine Art Sprache), diverse Module von Python sowie Skeinforge und Printerface.
Letzteres dient zur direkten Kommunikation mit dem Drucker und hat eine nette grafische Oberfläche, die mich vor Kommandozeilen und ähnlichen Informatiksachen bewahrt.

Screenshot von der Arduino-Software (links) und von Printerface (rechts)

Skeinforge dient zum Umwandeln der STL-Datei (also 3D-Datei) in G-Code, also eine von Maschinen lesbare Sprache. Die meisten CNC-Maschinen laufen meines Wissens auch damit.

Die Arduino-Software dient zum editieren und hochladen von veränderter Firmware.


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13.12.2011
Zusammenbau und Verkabelung


Da jetzt alle Einzelmodule des Druckers zusammengebaut sind, müssen nur noch die Führungsstangen bearbeitet werden.
Das Zersägen hat sich als recht einfach dank eines kleinen Einfalls von mir herausgestellt: Die Stangen einfach in das Futter einer Bohrmaschine eingespannt, brauchte ich die Säge nur noch mit leichtem Druck auf die Stange drücken und im Nu war alles zersägt.

Stangen zersägen ohne Kraft - Ob das wohl klappt?

Siehe da: Es klappt!

Allerdings gab es dann beim Montieren der Gleitlager ein ernstes Problem: Sie haben nicht auf die Stangen gepasst!
Aber der Verursacher war schnell gefunden: Das Überprüfen des Durchmessers der Alustangen mithilfe meines Messschiebers ergab 8,1mm. Ein Zehntel Millimeter Abweichung! Aber bei Baumarktstangen, die pro Stück 2 Euro kosten, muss man vielleicht so viel Toleranz einfach akzeptieren.

Also was tun? Vielleicht mit Schleifpapier abschleifen? Schnell in den Baumarkt, drei verschiedene Körnungen besorgt und eine Stange in die Bohrmaschine eingespannt.

Mit Schleifpapier 0,1mm abtragen?

Leider war dieser Versuch nicht von Erfolg gekrönt. Das Schleifen hat lange gedauert und es wurde nur wenig Material abgetragen. Der beherzte Versuch, mit einer Flachfeile mehr abzutragen, hat allerdings dazu geführt, dass die Oberfläche rau und damit unbrauchbar wurde.
Letztendlich habe ich mich dann dazu entschlossen, neue Stangen mit passendem Durchmesser zu kaufen.

Auch habe ich heute die Motoren, Endstops, Thermosensoren und das Hot-End mit dem Controller verkabelt. Die beiden Motoren für die Z-Achse müssen dabei gleiche Kabellängen besitzen, da sie genau gleich angesteuert werden müssen. Bei ungleichen Kabellängen kann es (habe ich gehört) zu versetzten Bewegungen führen, was im schlimmsten Fall zum Verkippen der x-Achse und des Extruders führen kann.

Die Motoren der z-Achse müssen parallel verkabelt werden

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12.12.2011
Extruder und Endstops

Dank neuer Plastikteile von Manuel konnte ich heute die optischen Endstops und den Extruder fertig zusammen bauen.

Opto Endstops komplett - rechter Plastikhalter breiter

Allerdings haben die Halterungen der Endstops in der eigentlichen Form einen großen Nachteil: Durch die geringe Breite können sie an den Gleitstangen verkippen bzw. verrutschen, sodass die eingestellte Position schon bei leichtem Berühren verändert wird.
Durch die einfache Verbreiterung des Bauteils konnte das Problem aber behoben werden. Auf dem Bild oben hat der rechte Endstop die Plastikhalterung in der breiten Ausführung.


Auch den Wade's Geared Extruder habe ich heute fertigstellen können.
Auf dem unteren Bild sieht man im oberen Bildrand den Extruderblock, in dem das Hot-End (darunter) eingesteckt ist. Zwei Querschrauben halten das Hot-End fest. Darauf/daneben liegt der Hobbed Bolt (eingekerbte M8 Schraube), der längs eingekerbt wurde. Die Kerben greifen in das Plastikfilament und ziehen es bei Drehung der Schraube ein.

Hot-End und Hobbed Bolt im Detail

Der Zusammenbau hat bis auf die Querschrauben für die Fixierung des Hot-Ends einwandfrei geklappt. Die Querschrauben sorgen dafür, dass das Hot-End nicht aus dem Extruder nach unten fällt. Aus irgendeinen mir schleierhaften Grund haben die Abstände der Schrauben mir den Kerben in dem Hot-End-Kopf nicht gepasst. Mir blieb nichts anderes übrig als mit der Rundfeile die Einkerbungen zu vertiefen.

fertiggestellter Extruder mit Nema 17 Schrittmotor

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26.11.2011
Es geht los...


Gestern habe ich damit begonnen, meinen eigenen 3D-Drucker zu bauen. Yes!!!

Nachdem ich gestern den ersten Satz selbstgedruckte Plastikteile von Manuel bekommen habe, hat es mir natürlich in den Fingern gejuckt und ich musste heute Nacht noch das Grundgerüst zusammenbauen. Ist zwar 2 Uhr geworden, aber an einem Samstagabend/Nacht durchaus entschuldbar.
Allerdings macht das 100zentige Ausrichten der Teile Probleme, mit Muttern Abstände im Millimeterbereich hinzubekommen erfordert doch durchaus etwas Geduld.

Hier das Ergebnis:

Ich kann es kaum erwarten, den nächsten Satz Teile zu bekommen!

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11.11.2011
weitere Elektronik löten

Opto Endstops

Nach den RAMPS und den Motorcontrollern habe ich mich heute mit den Opto Endstops befasst und diese zusammengelötet.

Die drei Endstops dienen dazu, dem Controller zu sagen, ob sich der Extruder (x-Achse), das Druckbett (y-Achse) sowie die z-Achse an dem Nullpunkt befinden oder nicht.

Opto Endstops v2.1 rev1

Das "große schwarze Ding mit den zwei Türmchen" auf der Platine ist ein Sensor, der merkt, ob zwischen ihm "etwas" ist oder nicht.
Soll heißen, das an allen Achsen gegenüber von den Endstopsensoren ein Papierstreifen oder ähnliches befestigt wird, sodass der Controller, falls die Achse mit dem Streifen in den Sensor fährt, ein Signal bekommt und den jeweiligen Motor anhält.

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08.11.2011
Inventur und Elektronik löten

Bestandsaufnahme / Inventur

Nach einigen Bestellungen in den letzten Wochen bei diversen Internetshops habe ich mittlerweile fast alle benötigten Teile für den Drucker beisammen.
Es fehlt neben den selbstgedruckten Plastikteilen, die Manuel mir ausdrucken kann, noch Zahnriemen, das gelaserte Druckbett, Kleinteile für den Extruder und verschiedener anderer Kleinkram.

Allerdings kann ich mit dem Zusammenbau ohne Plastikteile nicht anfangen, da die Plastikteile die Gewindestangen und das gesamte Gerüst zusammenhalten. Also ohne Plastikteile - keine Zusammenbau.

Lötset mit Arduino, RAMPS und den 4 Motorcontrollern

Immerhin habe ich letzte Woche mein RAMPS Board (vgl. Motherboard beim PC), welches auf den Controller gesteckt wird, komplett zusammengelötet.

Arduino Mega 2560

GRRF Ramps v1.2

RAMPS 1.2 von unten

 
Im gleichen Zuge konnte ich noch die vier Motorcontroller fertig löten.

Pololu A4983 Motorcontroller mit Kühlkörpern

 Und zusammengebaut sieht die Steuereinheit dann so aus:

Zusammenbau - links

Zusammenbau - rechts

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September 2011:
Kauf von benötigten Teilen

Es fehlt noch:
- Kunststoffteile
- Zahnriemen
- Teile für den Wade's Geared Extruder
- Lasergeschnittene Teile für Druckbett und Netzteilbox

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