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Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?

geschrieben von Mattef 
Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
23. September 2017 15:48
Hallo liebe 3D-Druck Community,

ich habe seit zwei Tagen das Problem, dass der Extruder meines 3D Druckers (Wanhao Duplicator 6 mit "all metal hotend") nicht mehr genügend Plastik ausdruckt und wende mich deshalb als letzte Möglichkeit an euch. Der Drucker ist seit Anfang Juni im Einsatz und hat insgesamt 14 Tage Laufzeit.

Das Problem ist schwierig zu beschreiben, aber vielleicht hat ein Bild und ein Video mehr Aussagekraft.
[www.youtube.com]

oder [www.dropbox.com]

Im Video ist zu sehen, dass die Achse des Extrudermotors vor und zurück springt. Das tritt auf, wenn ich mit dem Drehrad des Duplicator 6 in 0.1mm Schritten manuell und sehr langsam Plastik in die Druckdüse schiebe. Der Motor macht dabei klickende Geräusche. Wenn man Plastik schneller in die Druckdüse schiebt, dann läuft der Motor "rund".
Auch die Testdrucke weisen darauf hin, dass mit dem Motor oder Treiber etwas nicht stimmt. Seltsamerweise tritt nur hin und wieder eine Unterextrusion auf, die sich später wieder von selbst behebt (siehe Würfel 1).

Alle Würfel wurden mehr oder weniger mit den gleichen Einstellungen gedruckt. Als Anhaltspunkt, die Einstellungen des ersten Würfels:
- Hotend 210°C PLA
- Bett 60°C
- Software Cure 2.7.0
- neueste Marlin FW
- Schichtdicke 0.2mm
- Druckgeschwindigkeit 80mm/s
- Motorstrom 1200mA (Defaultwert von Marlin sind 1000mA)

Ich glaube nicht, dass die Einstellungen daran Schuld sind, da das Problem wie gesagt erst seit zwei Tagen auftritt und ich davor nie Probleme hatte.

Meine Lösungsversuche bisher, die alle nichts bewirkt haben:
- natürlich war die erste Vermutung, dass es an einer (teilweise) verstopften Druckdüse liegen könnte. Ich habe mehrere "Cold Pulls" durchgeführt und die Düse ausgebaut und gereinigt. Bei ausgebauter Düse sieht man ungehindert durch sie hindurch und es sind keine Rückstände oder Verstopfungen zu erkennen.
- Druckgeschwindigkeit erniedrigt.
- Verbindungskabel zwischen Platine und Motor überprüft und ausgetauscht.
- Motorstrom erhöht und erniedrigt. Der Defaultwert von Marlin mit 1000mA ist zwar schon recht hoch, aber ein Versuch war es wert.
- Außerdem habe ich den Extrudermotor ausgebaut und an das Kabel des Motors der X-Achse angeschlossen. Hier scheint der Motor ohne Probleme zu laufen.
- Mehrmals Steps/unit kalibriert und überprüft.
- Die Temperatur der Druckdüse ist während dem Drucken konstant hoch und fällt nicht ab.
- Extruderzahnrad gereinigt.
- Auf Werkseinstellungen zurückgesetzt, Marlin neu aufgespielt. Ich habe sogar ohne Erfolg wieder die originale Software von Wanhao aufgespielt.

Es könnte zwar noch daran liegen, dass die Feder, die das Filament festhält, zu stark oder zu schwach ist oder dass die Zähne des Zahnrads stumpf sind. Aber warum sollte ersteres jetzt auftreten, nachdem der Drucker mehrere Wochen ohne Probleme lief und ich keine Änderungen am Extruder vorgenommen habe? Gegen letzteres spricht, dass das Zahnrad immer guten Grip zu haben scheint und es keinen Abrieb am Filament gibt. Vielmehr scheint sich die Achse des Motors selbst nicht genügend zu drehen oder teilweise sogar stehen zu bleiben.

Meine Vermutung ist, dass es am Motortreiber liegt. Dieser könnte eine Spule des Motors mit weniger Strom als vorgesehen versorgen, sodass der Motor bei jedem zweiten Schritt nicht richtig angesteuert wird. Das könnte erklären, warum der Motor so hin und her wackelt, wenn ich ganz langsam Plastik in die Druckdüse schiebe. Wenn dann die Feedrate erhöht wird (im Video ab 0:14) könnte die Trägheit oder was auch immer ausreichen, damit sich der Motor anscheinend normal bewegt. Kommt dann aber noch ein bisschen Gegendruck aus der Druckdüse dazu, könnte das ausreichen, dass der Motor zu wenig Material ausdruckt.

Meine Fragen sind jetzt folgende: Wie kann ich sicherstellen, dass es wirklich am Motortreiber liegt? Falls ich mir ein neues Mainboard für 140€ zulegen muss, möchte ich ganz sicher sein, dass es auch daran liegt. Leider habe ich kein Oszilloskop zur Verfügung, um die Spannungspulse am Motor zu messen.
Hat jemand Erfahrung mit dem Austausch von Motorentreibern am Duplicator 6? Vielleicht könnte ich mir auch nur einen neuen Treiber kaufen und den dann austauschen. Grundausrüstung für Lötarbeiten ist vorhanden, wahrscheinlich sind die Bauteile aber zu schwierig von Hand zu löten...
Oder könnte es auch an einer Softwareeinstellung liegen, die sich "selbständig" geändert hat?
Wenn es am Treiber liegt, woran könnte es liegen, dass schon nach so kurzer Zeit ein Motortreiber defekt ist? Ist der Motorstrom zu hoch?

Ich würde mich sehr freuen, wenn ihr mir bei meinem Problem helfen könntet!
Vielen Danke und viele Grüße
Matthias
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 04:26
Dein Problem ist, dass du einen sog. Direct Extruder (sind seid längerem in Mode gekommen)hast, das bedeutet, dass dein Schrittmotor bedingt durch den Durchmesser des Antriebrädchens ein sehr hohes Drehmoment aufbringen muss..
Wenn der Treiber ihm aber nicht genug Zucker gibt, dann tut sich da auch nix, jetzt müsstest du mal schauen ob du auf deiner Elektronik irgend eine Struktur entdeckst mit ca 4-5 gleich aussehenden Chips und dazugehörigen kleinen Einstellschräubchen, davon machst du am besten mal ein Bild.
Könnte z.b. so aussehen wie das Ding hier am Anfang des Videos:
[youtu.be]

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.09.17 04:26.


Prusa Air 2
Merlin Hotend (passiv und verlängert)

Eigenbau X300 Y500 mit verlängertem Merlin Hotend
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JGAURORA A5
Anycubic Photon
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Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 04:48
Danke für deine Antwort!

Quote
Kenny-F-Powers
Dein Problem ist, dass du einen sog. Direct Extruder (sind seid längerem in Mode gekommen)hast, das bedeutet, dass dein Schrittmotor bedingt durch den Durchmesser des Antriebrädchens ein sehr hohes Drehmoment aufbringen muss..

Ich dachte dass Direct Extruder weniger Drehmoment bereitstellen müssen, weil sie direkt am Druckkopf sitzen und so weniger Kraft aufwenden müssen um das Filament z.B. durch Bowden Tubes zu drücken?

Auf der Platine habe ich mich schon umgesehen. Dort sind zwar die Treiber der Motoren zu sehen, es gibt aber keine Einstellschräubchen auf dem Wanhao Duplicator 6 Main Board. Der Motorenstrom wird bei diesem Board direkt per Software eingestellt. Verschiedene Motorenströme habe ich schon getestet. Ich habe den Strom sogar schon bis 1,5A hochgeschraubt, was aber bis auf einen heißeren Motor keine Verbesserung gebracht hat.

Den Motorenstrom kann man mit dem M-Code "M907 E1200" einstellen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.09.17 04:48.
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 05:09
Der Schlauch beim Bowden Extruder hat keinen nennenswerten Wiederstand.
Alternative zum Direct Extruder sind die landläufig Wade Extruder genannten Antriebe mit einem Übersetzungsgetriebe, der Motor dreht sich zwar mehr, hat es dafür aber deutlich einfacher, wie beim Fahrrad im niedrigen Gang zu fahren.

Wenn der Motor springt wie in deinem Fall, dann bekommt er zu wenig und packt es deshalb nicht.

Also, Gib dem Affen Zucker


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Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 07:13
Quote
Kenny-F-Powers
Der Schlauch beim Bowden Extruder hat keinen nennenswerten Wiederstand.
Das ist nicht ganz richtig. Wenn man das Filament bei zu starker Federwirkung platt drückt, klemmt es im Bowden, da der nur max 2mm ID hat. Das wird noch schlimmer, wenn man viel Retrakt hat und/oder der Motor warm wird. Seit ich meine Motoren kühle, ist dieses Problem weg.


Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
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Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 13:28
Quote
Kenny-F-Powers
Wenn der Motor springt wie in deinem Fall, dann bekommt er zu wenig und packt es deshalb nicht.
Also, Gib dem Affen Zucker

Ok, also dann geb ich mal dem Affen Zucker smiling smiley Gerade hab ich den Motorstrom des Extrudes auf 1.7A eingestellt, aber das Ergebnis ist immer noch bescheiden. Wie hoch kann ich den Motorstrom wählen, bevor mir etwas abraucht? Was sind so übliche Werte?
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 16:38
Das ist auch nicht unbedingt die Lösung. Du kannst feststellen, was du dem Motor antust, in dem due fühlst, ob er warm oder gar heiß wird.

Aber es kann auch einfach an anderen Ursachen liegen:

a.) Falsches Leveling des Druckbetts, die Düse liegt auf und lässt kein Filament durch
b.) Falsche Filament-Menge: Du willst mehr Material fördern, als überhaupt für den Druck sinnvoll wäre
c.) Ebenfalls falsche Filament-Menge: Du druckst zu schnell, und so viel Filament kriegt er nicht durch die Düse gedrückt


liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 17:18
Hallo Minihawk,

danke für deine Antwort.

Quote
Minihawk
a.) Falsches Leveling des Druckbetts, die Düse liegt auf und lässt kein Filament durch
b.) Falsche Filament-Menge: Du willst mehr Material fördern, als überhaupt für den Druck sinnvoll wäre
c.) Ebenfalls falsche Filament-Menge: Du druckst zu schnell, und so viel Filament kriegt er nicht durch die Düse gedrückt

zu a.) Die Druckdüse ist so kalibriert, dass sie bei z=0 eine Papierdicke vom Druckbett entfernt ist. Wenn die erste Schicht gedruckt wird, ist sie ungefähr einen halben Millimeter vom Bett entfernt. Ich verwende außerdem eine Autolevelprozedur mit einem induktiven Näherungssensor.
zu b. und c.) Die E-Steps/unit habe ich kalibriert an einer falschen Filament-Menge sollte es eigentlich nicht liegen. Auch wenn ich eine langsamere Druckgeschwindigkeit wähle, tritt das Problem auf. Außerdem würde das auch nicht dieses seltsame hin- und her Wackeln des Extrudermotors erklären, oder?
Das Knacken und Wackeln des Extrudermotors tritt nämlich auch auf, wenn der Druckkopf mehrere Zentimeter vom Bett entfernt ist und ungehindert Plastik manuell mit minimaler Feedrate ausgedruckt wird.

Ich bestelle mir jetzt mal ein neues Exrtuderzahnrad und eine neue Druckdüse. Ist immerhin billiger als gleich ein neues Mainboard zu kaufen und vielleicht löst das schon das Problem. Vielleicht liegt es tatsächlich auch daran, dass das Zahnrad stumpf oder die Druckdüse schon abgenutzt ist (obwohl sie nicht verstopft zu sein scheint).

Keine Ahnung. Ich halte euch auf dem Laufenden, falls ich etwas herausfinde.
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 17:26
Moin moin aus HU.
Wenn der Motor hin und her geht, ist das ein Zeichen für schwergängiges Filament und zu schwach eingestellten Motor.. Wenn das Ritzel nicht ok ist, würde es durchdrehen. Versuche mal das Filament per Hand durch zu schieben.


Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
[www.facebook.com]
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 17:29
Hi,
Ich hatte bei meinem CTC DIY am Anfang genau so Probleme. Mein Hotend und der Extruder war einfach Müll, so muss ich jetzt wirklich sagen.
Ich habe dann irgendwann ein neues Hotend bestellt, da bei meinem Hotend der ALublock durch den häufigen Düsenwechsel defekt war (das Gewinde war halt kaputt).

Und mit diesem neuen Hotend für 3,77 Wuro incl. Fracht drucke ich jetzt seit mehreren Monaten, ohne die Düse jemals gewechselt zu haben.
Ich reinige die Düse, wenn es mir an der zeit scheint, in dem ich sie mit einem dünnen Draht (habe ich auch bestellt und gekauft, aber dünne Drähte aus Drahtbürsten sind auch geeignet) durchsteche. Dann ziehe ich das Filament bei fast abgekühltem Druckkopf mit etwas mehr Kraft heraus. Und scheinbar hat es gereicht, denn es ist immer noch die erste Düse aus diesem Billig-Set.

Vermutlich wird bei deinem Hotend auch nicht alles in Butter sein.


liebe Grüße

Minihawk

*** In Wirklichkeit ist die Realität ganz anders ***
Re: Extrudermotor klickt und ist schwach - Motortreiber defekt?
24. September 2017 18:03
Quote
Fridi
Versuche mal das Filament per Hand durch zu schieben.

Das geht und es scheint nicht sonderlich viel Widerstand dabei zu geben.


Quote
Minihawk
Hi,
Ich hatte bei meinem CTC DIY am Anfang genau so Probleme. Mein Hotend und der Extruder war einfach Müll, so muss ich jetzt wirklich sagen.
Ich habe dann irgendwann ein neues Hotend bestellt, da bei meinem Hotend der ALublock durch den häufigen Düsenwechsel defekt war (das Gewinde war halt kaputt).

Und mit diesem neuen Hotend für 3,77 Wuro incl. Fracht drucke ich jetzt seit mehreren Monaten, ohne die Düse jemals gewechselt zu haben.
Ich reinige die Düse, wenn es mir an der zeit scheint, in dem ich sie mit einem dünnen Draht (habe ich auch bestellt und gekauft, aber dünne Drähte aus Drahtbürsten sind auch geeignet) durchsteche. Dann ziehe ich das Filament bei fast abgekühltem Druckkopf mit etwas mehr Kraft heraus. Und scheinbar hat es gereicht, denn es ist immer noch die erste Düse aus diesem Billig-Set.

Vermutlich wird bei deinem Hotend auch nicht alles in Butter sein.

Ja, womöglich. Deshalb probiere ich jetzt mal eine neue Düse und ein neues Zahnrad. Aber das mit dem Draht einer Drahtbürste ist auch eine gute Idee.
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