RepRapPro Mendel hot end assembly/de

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| Einleitung | Montage des Rahmens | Montage der Y Achse | Montage der X Achse | Montage der Z Achse | Montage des Heizbettes | Montage des Extruder Vorschubs |

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Contents

Ziel

Am Ende dieses Bauabschnitts sind alle mechanischen Baugruppen montiert und deren Bearbeitung abgeschlossen! Alles was dann noch bleibt ist die Verkabelung, Aufstellung und Inbetriebnahme.

Das hot End an Ihrem Mendel wird so aussehen:

Reprappro-mendel-hot-end-fitted.jpg

Werkzeuge

In diesem Bauabschnitt benötigen Sie folgende Werkzeuge

  • Inbusschlüssel
  • Kleiner Schraubendreher
  • Zangen
  • einstellbarer Gabelschlüssel
  • Hitzequelle (kleine Lötlampe plus Fön/Lötkolben)
  • Schraubstock

Bauteile

Hardware Quantity Reprappro-huxley-hotend-components.jpg
Der Schrumpfschlauch ist leicht zu verwechseln mit dem Teflonröhrchen für den Extruder Bowdenzug.
Der Schrumpfschlauch ist kürzer und aus dünnerem Material.
Lüfter und Kühlkörper 1
Aluminium Heizblock 1
M3x25 Schrauben 2
M3x16 Schrauben 2
Kabelbinder 2
Edelstahlhülse 1
Messing Verbinder 1
Messingdüse 1
100K Temperatursensor 1
Heizwiderstand 1
Teflon Isolierband 1
Teflon Abstandhalter 1
Aluminium Kühlkörper 1
Verbindungskabel 8-adriges Flachbandkabel
Crimpstecker 4
Teflon Schrumpfschlauch 1

Der Huxley Heizwiderstand ist ein 6,8 Ohm, wohingegen der des Mendel ein 2,7 Ohm Typ ist.

Es gibt außerdem unterschiedliche Crimpstecker für die Verbindung der Kabel zum Widerstand und dem Temperatursensor (rotes Rechteck). Siehe unten.

Es gibt einige Arbeiten in diesem Bauabschnitt, bei denen Sie Stücke von Teflon zuschneiden müssen. Es ist unbedingt erforderlich, jegliche Reste/Staub davon zu entfernen, damit diese nicht in den Extruder gelangen können. Teflonstaub wandert in die Düse und verstopft diese wenn es in das Gerät gelangen sollte.

Schritt 1: Der heisse Teil des hot End

Prüfen Sie, daß der Heizwiderstand in das etwas größere Loch im Heizblock passt. Die Widerstände haben etwas unterschiedliche Durchmesser. Der Temperatursensor sollte in sein Loch passen. Die Herstellungstoleranzen sind hier geringer.

Wenn der Widerstand zu groß ist, klemmen Sie den Heizblock in den Schraubstock und vergößern das Loch vorsichtig mit einem 5mm Bohrer. Achten Sie darauf, den Bohrer gerade in das Loch zu führen. Wenn Sie den Bohrer mehrmals hoch und runter laufen lassen, vergrößert sich das Loch langsam. Wiederholen Sie dies solange, bis der Widerstand passt. Die ideale Passung ist, wenn der Widerstand saugend paßt, aber nicht schwer hineingeht. Sie sollten nur sehr wenig Kraft aufwenden um den Widerstand in seinen Sitz zu bringen. Wenn er zu schwergängig ist, wird die Isolierung beschädigt. Legen Sie den Widerstand zur Seite. Sie werden ihn gleich wieder benötigen.

Sie werden ein kurzes Stück (ca. 15mm) 3mm Teflonröhrchen benötigen. Dieses brauchen wir später als Führung für die Heizer Hülse. Wenn Sie die Version mit 3mm Durchmesser an Ihrem Extruderantrieb haben, schneiden Sie dieses Stück mit einer scharfen Klinge rechtwinklig von dessen freiem Ende ab. Wenn Sie die 4mm Version haben, dann liegt Ihrem Bausatz eben dieses kurze Stück 3mm Teflonröhrchen genau zu diesem Zweck bei. So oder so, legen Sie das Stück auf die Seite, wir brauchen das erst später.

Nehmen Sie das freie Ende des Extruderantrieb Teflonröhrchens. Wenn Sie die 4mm Version haben, dan formen Sie mit einem Bleistiftspitzer einen kleinen Kegel von ca. 2mm an dessen Ende. Achten Sie darauf, nicht zu weit zu schneiden, Teflon ist sehr weich.

Schrauben Sie den Messingverbinder an das freie Ende des Extruderantriebs Teflonröhrchen. Schauen Sie während dessen durch das andere Ende des Verbinders, damit Sie das Röhrchen nur bis zum Ende des Gewindes schrauben - nicht weiter. (Eine Lupe kann hier hilfreich sein).

Das einschrauben des Röhrchens in den Messingverbinder, verringert dessen Innendurchmesser. Verwenden Sie einen 2mm Bohrer am besten an einem Handbohrfutter um den Innendurchmesser vorsichtig auf ca. 2mm zu vergrößern.

Reprappro-huxley-hotend-enlarging-ptfe.jpg

Schieben Sie ein Stück 1,75mm Filament vom anderen Ende her durch den Bowdenzug um diesen von Teflonstaub zu befreien (Siehe die Warnung oben bzgl. Teflonstaub). Stellen Sie sicher, daß das Filament ohne irgendwo zu haken sauber und leichtgängig durch den Bowdenzu hin und her läuft.

Wickeln Sie Teflonband um das kürzere Gewinde der Edelstahlhülse und die Düse:

Reprappro-huxley-hotend-nozzle-block-link.jpg

Stellen Sie sicher, daß das Band nicht die Löcher abdeckt und lassen Sie den glatten Teil der Hülse frei (oder schneiden das Band nach dem umwickeln mit einer Klinge ab). Die Hülse hat ein großes Temperaturgefälle während des Betriebs von einem Ende zum anderen (über 200°C). Aus diesem Grund ist es wichtig, daß dieser Bereich frei bleibt, damit die Hitze zirkulieren kann.

Schrauben Sie die Hülse und die Düse in den Heizblock so ein, daß diese sich in der Mitte treffen. Die Düse gehört auf die Seite des Blocks mit der kleinen 2mm Bohrung (diese nimmt später den Temperatursensor auf).

Setzen Sie den Isolationskonus auf die Düse. Die Düse sollte etwas weiter aus dem Block herausragen als der Konus tief ist. Der Konus wird später auf die Düse geschraubt und die Düse muß ein klein wenig aus dem Konus herausschauen.

Da sich Aluminium bei Erwärmung mehr ausdehnt als Messing oder Edelstahl, besteht die Gefahr, daß die Düse oder die Edelstahlhülse sich während des druckens lockern. Um dies zu verhindern müssen Sie diese festziehen während der Block heiß ist. Um dies durchzuführen, spannen Sie den Block mit einer möglichst kleinen Ecke, aber so, daß er sicher nicht herausfallen kann, im Schraubstock ein.

Stellen Sie den einstellbaren Gabelschlüssel auf die Flachstellen der Düse ein und halten Sie eine Flachzange bereit.

Verwenden Sie die Lötlampe, um den Block zu erhitzen:

Reprappro-huxley-hotend-blowtorch.jpg

Gehen Sie behutsam vor, damit der Aluminiumblock nicht schmilzt. Aluminium schmilzt bereits bei ca. 660°C und die Flamme einer Lötlampe kann über 1000°C erreichen. Es ist ausreichend den Block auf etwas über seine spätere Arbeitstemperatur zu erhitzen (ca. 300°C). Halten Sie die Lötlampe soweit von dem Block weg, daß nur das weniger heiße Ende der Flamme diesen erreicht. Bleiben Sie dabei nicht länger an derselben Stelle. Während der Block heiß ist, halten Sie die Hülse mit einer Zange (nicht den Block!) und ziehen die Düse mit dem verstellbaren Gabelschlüssel an. Es reicht ein kleiner Drehwinkel von ein bis zwei Grad aus um sicherzustellen, daß sich weder die Hülse noch die Düse während des druckens lösen können.

Belassen Sie danach den Block im Schraubstock bis dieser abgekühlt ist.

Stchritt 2: Das Kühlsystem

Nehmen Sie das kurze Stück Teflonröhrchen, welches Sie zuvor zur Seite gelegt hatten und stecken es in die andere Seite der Edelstahlhülse. Schneiden Sie es mit einer scharfen Klinge bündig ab.

Reprappro-huxley-hotend-ptfe-liner.jpg

Nehmen Sie einen 5mm Bohrer und drehen diesen vorsichtig in dem Stück Teflonröhrchen, daß Sie eben eingesetzt haben, um dieses ein ganz klein wenig zu weiten. Entfernen Sie sorgfältig jeden Teflonkrümel.

Reprappro-huxley-hotend-heatsink-1.jpg

Schrauben Sie jetzt das Ende der Bowdenzughülle (das Messingteil mit dem eingeschraubten Teflonröhrchen) in den Aluminium Kühlkörper (das ist der dünne lange mit den 5 Bohrungen). Wenn dieses vollkommen hineingeschraubt ist, schrauben Sie das freie Ende der Edelstahlhülse in das M5 Gewinde, bis diese das Messingteil berührt. Jetzt drehen Sie das Messingteil etwa 1/4 Umdrehung wieder heraus und drehen die Hülse hinein, bis diese das Messingteil berührt. Ziehen Sie das Messingteil mit einer Zange fest. Dadurch werden die Hülse und das Messingteil gegenseitig in dem Kühlkörper fixiert.

Reprappro-huxley-hotend-heatsink-2.jpg

Der Heizkörper sollte parallel mit dem Kühlkörper und dem Heizwiderstand sein.

Ziehen Sie die klebrige Schutzfolie vom Lüfter und dem Kühlkörper ab. Das geht teilweise etwas schwer. Verwenden Sie evtl. eine Zange. Achten Sie darauf, den filigranen Kunststofflüfter nicht zu zerbrechen. Die einfachste Methode ist, wenn Sie eine Ecke ebgepittelt haben, die Folie mit einer Flachzange zu greifen und diese mit der Folie über die Rückseite des Kühlkörpers zu rollen, fast so wie man eine Sardinendose öffnet.

Reprappro-huxley-hotend-fan-attachment-2.jpg

Wenn Sie mögen, können Sie etwas Wärmeleitpaste auf den Kühlkörper geben. Befestigen Sie den Lüfter mit den beiden längeren Schrauben. Setzen Sie die kürzeren Schrauben in den Teflonabstandshalter und drehen Sie diese einige Umdrehungen in den Block.

Wie Sie sehen können, sind Schlitze an dem Kühlkörper, welcher an dem Lüfter befestigt ist. Der Lüfter bläst durch diese Schlitze nach unten auf den Heizblock. Verhindern Sie dies, indem Sie die Schlitze mit Klebeband o.ä. abdecken.

Schritt 3: Der Heizwiderstand und der Temperatursensor

Wenn der Heizwiderstand zu locker in seinem Loch sitzt, umwickeln Sie diesen mit etwas Teflonband. Geben Sie auf jeden Fall etwas Wärmeleitpaste hinzu, um den thermischen Kontakt mit dem Aluminiumblock zu verbessern. Die beste Wärmeleitpaste ist die, welche Titandioxyd enthält. Diese sieht aus wie eine Tube weiße Künstler Ölfarbe. (Aus gutem Grund enthält diese ebenfalls TiO2; aber verwenden Sie nicht Farbe!).

Wenden Sie keine Gewalt an um den Heizwiderstand in seine Position zu bringen. Dies würde die Isolierung beschädigen, was zu einem Kurzschluß führen würde! Wenn der Widerstand zu groß ist, vergrößern Sie das Loch vorsichtig mit einem 5mm Bohrer.

Verwenden Sie zwei benachbarte Adern an jedem Ende des Heizwiderstandes. Dies vergrößert die Stromkapazität des Kabels.

Die Adern des Flachbandkabels haben die folgende Belegung:

  1. Ader mit der Markierung: Temperatursensor
  2. Temperatursensor
  3. Lüfter +
  4. Lüfter Masse
  5. Heizwiderstand Anschluß 1
  6. Heizwiderstand Anschluß 1
  7. Heizwiderstand Anschluß 2
  8. Heizwiderstand Anschluß 2

Die Polarität der Anschlüsse des Heizwiderstands spielt keine Rolle - der Heizwiderstand hat keine Polarität.

Diese Reihenfolge wurde gewählt, um die Adern des Heizwiderstandes (durch welche hoher Strom fließt), so weit weg wie möglich von den Adern des Temperatursensors zu bekommen, welche ein sehr stromschwaches Signal an einen hochohmigen Eingang liefern).

Sie können entweder die Hülsenverbinder (rechts in dem roten Rechteck in dem Bauteilebild) oder die Crimpstecker (links) verwenden. Die Crimpstecker werden einfach direkt an die Adern der Heizwiderstands- und Temperatursensorkabel gecrimpt. Das geht einfach. Die Hülsenverbinder sind etwas fummelig zu montieren und stellen eine unlösbare Verbindung her.

Der Vorteil der Crimpstecker ist, daß Sie die Baugrupe an und wieder abstecken können. Der Vorteil der Hülsenverbinder ist, daß diese einen besseren Kontakt haben, was einen geringeren Übergangswiderstand bedeutet.

Alternative 1: Hülsenverbinder

Das Bild zeigt die Hülsenverbinder und die einzelnen Adern.

Isolieren Sie etwa 10mm am Ende der Adern für den Heizwiderstand ab und crimpen diese an die Anschlüsse des Widerstands. Setzen Sie Schrumpfschlauch darüber und schrumpfen diesen mit dem Lötkolben oder Fön.

Reprappro-huxley-hotend-resistor-crimp.jpg

Das Bild zeigt auf der linken Seite einen fertig konfektionierten Anschluß und die rechte Seite wartet darauf, daß die Hülse über das Kabel geschoben und gecrimpt wird. Um den Teflonschrumpschlauch zu schrumpfen verwenden Sie bitte eine Flamme. Der Lötkolben ist hier nicht ausreichend.

Der Temperatursensor sollte in das vorgesehene Loch passen. Die Hülsen passen jedoch nicht hindurch. Dadurch können Sie die zweite Hülse erst crimpen, nachdem der Sensor an seinem Platz sitzt.

Reprappro-huxley-hotend-thermistor-crimp.jpg

Setzen Sie ca. 20mm des Teflonschrumpfschlauches über den Temperatursensor und schrumpfen diesen mit einer Flamme. (achten Sie aber darauf, das nichts verschmort). Setzen Sie den Temperatursensor in den Block. Der Teflonschrumpfschlauch sollte für einen guten Sitz sorgen. Crimpen und schrumpfen Sie dann das andere Ende mit dem Flachbandkabel. Vergessen Sie nicht, zuvor Schrumpfschlauch über die Ader zu schieben und ein Stück zur Seite zu schieben, bevor Sie crimpen. Das ist nach dem crimpen nicht mehr möglich.

Reprappro-huxley-hotend-wiring.jpg

Alternative 2: Crimpstecker

Crimpen Sie die Stecker einfach an die Enden der Widerstands und Sensoradern. Vergessen Sie nicht, daß für den Widerstand zwei Adern zusammen verwendet werden. Isolieren Sie die Adern ab und verdrillen die jeweils zusammengehörigen, bevor Sie diese crimpen. Am einfachsten ist dieser Schritt, mit einer dafür vorgesehenen Crimpzange wie z.B. diese http://www.rapidonline.com/Tools-Equipment/Ratchet-Action-Crimp-Tool-Ht225d-85-0262. Wenn Sie eine solche Zange nicht haben, ist vielleicht dieser Hinweis hilfreich http://www.youtube.com/watch?v=KEm2PuHBt4Y.
(Anmerkung des Übersetzers: In Deutschland bekommt man u.a. solche Zangen recht preiswert bei http://www.nessel-elektronik.de)

Herstellen der Verbindung

Biegen Sie die Kabel nach oben in Richtung Kühlkörper. Ziehen Sie diese nicht fest - Sie benötigen etwas Spiel um Bewegungen und Ausdehnung ausgleichen zu können. Befestigen Sie diese am oberen Ende des Kühlkörpers mit zwei ineinander verschlungenen Kabelbindern. Einer davon geht durch den oberen Schlitz des Kühlkörpers.

Schneiden Sie die überstehenden Enden der Kabelbinder ab.

Verwenden Sie das Multimeter um den Widerstand zwischen den Kabeln und dem Aluminiumblock zu messen. Dieser muß unendlich sein. Messen Sie außerdem den Durchgangswiderstand des Heizwiderstandes und des Temperatursensors. Tun Sie dies an den entfernten Enden der Kabel. Der Widerstand des Heizelementes muß im Falle des Mendel unter 3 Ohm liegen, im Falle des Huxley unter 7 Ohm. Der Widerstand des Temperatursensors muß über 100 KOhm betragen.

Schritt 4: Lüfterkabel und Düsenisolierung

Sie müssen eine Ader des Lüfters durchtrennen. Schauen Sie auf dem unten stehenden Bild. Verwenden Sie einen roten und einen schwarzen Filzstift um die Plus und Minusleitung des Lüfters zu markieren. Verfolgen Sie diese an das andere Ende und markieren Sie diese dort ebenfalls.

Reprappro-huxley-20110929-1uej3mb489himinxkrb7a4p5d1.jpg

Schneiden Sie den Stecker ab, aber so, daß sich die Markierungen auf der dem Lüfter zugewandten Seite befinden. Entfernen Sie die zusätzliche Ader.

Schrauben Sie den Isolationskonus an die Düse.

Schritt 5: Installation

Reprappro-mendel-hot-end-close-up.jpg

Verwenden Sie die zwei übrigen Schrauben in dem Aluminiumkühlkörper um das Extruder hot End an den X Schlitten Ihres Mendel zu schrauben. Das Teflonröhrchen wird in den gedruckten senkrechten Kanal des X Schlittens eingeklipst.

Führen Sie das freie Ende des Teflonröhrchens zurück an den Extruderantrieb und sichern diesen mit der Zunge, welche Sie am Ende der vorhergehenden Seite entfernt hatten.

Das Röhrchen verläuft außerhalb der Maschine und nicht zwischen den Gewindestangen.

Wickeln Sie das Flachbandkabel locker um das Teflonröhrchen nach oben wie in dem Bild am Anfang dieser Seite gezeigt. Machen Sie 10 Umrundungen. Ziehen Sie es nicht fest.

Setzen Sie die Glasplatte auf das Bett und fixieren sie mit den 4 Federklipsen.

Schrauben Sie die Z Achsen Einstellschraube (mit dem Rändelrad am oberen Ende und der Feder), so ein, das diese etwa 4mm unter der X Motor Befestigung herausschaut.

Lösen Sie die Schrauben der h-Klammer welche den Z Endabschalter hält. Positionieren Sie den Z Endabschalter so, daß wenn die Einstellschraube diesen erreicht, die Extruderdüse etwa 1mm über dem Glas steht. Ziehen Sie die h-Klammer fest.

Nächster Bauabschnitt

Stromversorgung