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3D Drucker selber bauen – Möglich?

geschrieben von TheHexaCube 
3D Drucker selber bauen – Möglich?
21. July 2015 16:32
Moin Ihr,
mein Name ist Daniel, ich bin 16 Jahre jung, und interessiere mich schon einige Zeit für 3D-Drucker. Mein Interesse rührt von meinem Hobby, dem Erstellen von 3D Modellen. Nachdem es mir leider nicht möglich war, Zugang zum 3D-Drucker meiner Schule zu bekommen (welcher im Rahmen eines P-Seminars gekauft wurde), haben ich und ein guter Freund von mir vor, einen Drucker selber zu entwerfen und zu bauen.
Grundsätzlich bin ich optimistisch, und bin der Meinung dass es auch ohne nennenswerte Erfahrung möglich sein sollte, ein solches Projekt mit ausreichend Geduld zu meistern. Die Gründe weswegen wir uns gegen einen Bausatz entschieden haben sind, dass wir (zumindest vermuten wir es so), auf diese Weise mehr lernen und auch Geld sparen können. Zudem ist es sicherlich beindruckend, ein solches Gerät wenigstens zu größten Teilen selbst gebaut zu haben.

Nun aber zum Drucker selbst:
- Achtung: Nichts was ich hier als „Fakt“ darstelle, meine ich so. So gut wie alles ist nur eine Vermutung und ich bitte um eine Verbesserung, falls ich irgendwo falsch liege! -
Das Hauptaugenmerkmal liegt (wie vermutlich bei fast jedem) auf der Qualität. Geschwindigkeit oder etwa Tragbarkeit sind nur nebensächlich. Ich werde vorerst nur ein einziges Bild hochladen, da mich erstmal interessiert ob mein Ansatz der richtige ist, weitere Fragen möchte ich erst im Verlauf stellen, um es etwas übersichtlicher zu gestalten. Die Druckfläche beträgt Momentan 200mm*297mm, was den Maßen einer DinA4 Seite entspricht. Die Druckhöhe ist auf 270mm angesetzt, sollte aber kein entscheidender Faktor beim Planen sein (Kann also sowohl vergrößert als auch verkleinert werden, sollten Probleme auftauchen). Gesteuert soll das Ganze von NEMA17 Motoren, die ganz nach Ultimaker-Manier Keilriemen sowie die Linearführungen selber antreiben. Die „Stahlstangen“ (mir fällt partout der deutsche Name nicht ein, engl.: „hardened steel rod“) haben einen Durchmesser von 8mm, dementsprechende Linear-/Kugellager: LM8(L)UU und 608RS . Die Z-Achse wird von zwei Trapezgewindespindeln angetrieben, hier stellt sich schon die erste Frage: Reicht es, beide Spindeln mit einem Keilriemen + NEMA17 anzutreiben, oder ist es Sinnvoller, pro Spindel einen Motor zu benutzen? Problem könnte aber sein, dass, falls beide Motoren nicht exakt gleich drehen das Bett nicht exakt senkrecht angehoben wird.
Des Weiteren sind als Bauteile Lasergeschnittene MDF-Platten geplant (Welche Dicke ist Sinnvoll? ), die sich im Internet wohl bestellen lassen. Eine andere Möglichkeit sind Aluminiumprofile, wobei ich nicht weiß, wie dort z.B. die „Stahlstangen“ angebracht werden können -> Eventuell 3D-Gedruckte Halterungen für die Lager?
Lange Rede, kurzer Sinn:
Hat mein Entwurf auf den ersten (oder vielleicht auch zweiten) Blick grundlegende Planungsfehler?

Ich hoffe es erbarmt sich jemand, mir ein „wenig“ zu helfen, und mich zumindest nicht komplett in Grund und Boden zu stampfen.
Fragen eurerseits beantworte ich natürlich gerne, und auch wenn doch nichts aus dem Plan wird, will ich zumindest hier was draus lernen.
Schönen Abend euch,
Daniel (a.k.a Hexa)

PS: Der Text mag etwas wirr sein, ist schon spät... bitte fragt einfach nach wenn etwas nicht klar ist smiling smiley
Anhänge:
Öffnen | Download - Plan1 (Medium).png (357.1 KB)
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
21. July 2015 17:02
Joa warum nicht.

Mdf platten quellen/schrumpfen mit der luftfeuchte. Sperrholz ist noch etwas steifer. (z.B. "siebdruckplatte")
Das arbeiten vom holz führt dazu, dass du das bett häufiger nachjustieren musst. Automatisches levelling oder zumindest ein berührungsloser endschalter zum bett hin kann den nachteil egalisieren.

Gedruckte halterungen sind leicht herzustellen, wenn ... ja wenn man denn einen 3D drucker hat :-)
Du erkennst das Problem :-)

Ist halt ein Henne-Ei Problem, und der nachteil der eigenkonstruktion, weil du da nicht einfach für 30€ nen teilesatz kaufen kannst.
Aber hier sind ja auch leute die dir was drucken können, was also grundsätzlich das Problem lösen würde.

Eventuell haste auch ein fablab (teure maschinenzeit) odr ein hackerspace in der nähe die behilflich sein könnten.


CTC 3D Drucker, fabrikator II mini, ultimaker-diy,
Modifizierter Prusa I3 Boxed.
Baubericht im Blog: [blog.gafu.de]
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
21. July 2015 17:05
Achja, man kann die lager auch mit aufgedoppelten angeschraubten ausgelasterten holzapplikationen befestigen wie beim makerbot 1.
Wenn du sowiso die seitenwände lasern lässt ist es ja 'ein aufwasch'

Dann brachste halt noch stellringe, die die lager und wellen an der flucht hindern.


CTC 3D Drucker, fabrikator II mini, ultimaker-diy,
Modifizierter Prusa I3 Boxed.
Baubericht im Blog: [blog.gafu.de]
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 00:14
Hallo Daniel,
frag doch mal hier im Forum ob jemand einen "alten" Drucker günstig abgibt, viele hier haben ja mehr als einen gebaut.
Dann hättest Du erstmal das Henne/Ei Problem gelöst und kannst dann später die meisten Teile für Deine Eigenkonstruktion noch verwenden...

Also Leute, legt Euch mal ins Zeug, wer hat noch was im Fundus, ist für einen Schüler mit kleinem Geldbeutel !!!


Gruß aus dem Kohlenpott

Dieter
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 00:27
Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, das Ultimaker und co Linearlager für die Lagerböcke verwenden. Vielleicht am Extruderschlitten, aber nicht auf den äußeren sich drehenden Wellen.


LG
Siegfried

My things
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 02:06
Meine Meinung:
Gerade wenn man Geld sparen will und trotzdem der Fokus auf der Qualität liegen soll, kommt man mit einem Bausatz am günstigsten, anstatt sich was neues auszudenken.

Meine Empfehlung wäre ein Bausatz eines i3, da kann man genug selber machen, sodass man als Anfänger absolut ausgelastet ist und hat trotzdem die Gewissheit, das es am Ende läuft, wenn man es vernünftig macht. Thomas Sanladerer hat auch kürzlich "nen kleinen" als Aufbauvideo gepostet, der Preis/Leistungstechnisch vllt auch noch in Frage käme.

Von derEigenkonstruktion rate ich ab, wenn es nicht Richtung "Bierkastendrucker" geht. Denn, wie hier geplant, einen Ultimaker auf eigene Faust nachzubauen, das wird nicht günstig.


Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 03:07
Vielen dank erstmal für die ganzen Antworten,

@dj8ds: Das Henne/Ei Problem habe ich garnicht, da ein Bekannter mir schon angeboten hat, Teile für mich zu Drucken.

@Siad: Ich habe ein ziemlich genaues Modell eines Ultimakers, und es sieht tatsächlich so aus als würden auch dort Linearlager verwendet. Gibt es vielleicht etwas, das zwar genauso aussieht, aber anders funktioniert?

@Skimmy: Nunja. Ich finde es einfach sehr reizend, etwas selber zu entwerfen, auf Probleme zu stoßen und diese wieder selbstständig zu Lösen. Habe jetzt mal gerade nachgeguckt, ein solches Kit kostet, so viel billiger ist es bis jetzt garnicht.. Ich habe jetzt ein Kit für 650€ und eins für 300€ gesehen, leider weiß ich nicht ob das eine überteuert oder das andere Ramsch ist, vielleicht kann mich da ja jemand aufklären.
Für die Teile, so wie sie jetzt auf dem Bild zu sehen sind komme ich auf ca. 350€, d.h. ohne Elektronik und Extruder etc.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.07.15 03:08.
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 03:12
Zum Thema Linearlager:

Es sind LINEAR-Lager. Gemacht für LINEARE Bewegungen auf der Achse. Wenn sich was drehen soll, braucht man Radial-Lager.

Ich hab mich nicht mit der Konstruktion des Ultimakers beschäftigt, aber es würde mich schwer wundern, wenn dort Linearlager zur Lagerung der Wellen verwendet würden...


Der 3D-Druck ist tot, lang lebe der 3D-Druck!

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 03:26
Ich selbst kann nicht von einer Selbstkonstruktion abraten, da ich dies vor kurzem ja erst selber mit meinem Ersten gemacht habe. Die Erfahrungen die ich dabei gesammelt habe sind extrem wertvoll und ich möchte die nicht mehr missen. Trotzdem würde ich - wäre ich jetzt noch mal am Anfang und hätte diese Erfahrung - jetzt auch auf einen i3 zurückgreifen und diesen bauen. Warum? Preislich tut sich das nicht viel. Die Teile sind sehr ähnlich die man benötigt und gewisse Dinge braucht man ja eh für jeden Drucker. Vom Aufwand her ist es deutlich komplexer, denn das man beim ersten mal direkt alle Eventualitäten und Fallstricke berücksichtigt und direkt einen guten und funktionierenden Drucker baut ist sehr unwahrscheinlich. Da steckt schon viel Tüftelei drin und gewisse Dinge wird man erst rausfinden wenn man sie ausprobiert hat. Ich habe für meinen zum Beispiel 2.5 Rahmen (beim dritten Rahmen konnte ich einige Teile der vorherigen wiederverwenden, daher rechne ich dafür nur nen Halben) gebaut bis es gepasst hat. Hinterher habe ich mir dann aber trotzdem gedacht: Klappt zwar, hätte aber viel besser klappen können, wenn ich das ganz anders gebaut hätte...

Die ganzen Erfahrungen fließen dann jetzt in meinen zweiten, den Cub44 ein. Und auch hier müssen eine Menge Dinge neu berücksichtigt werden und auch hier gibt es wieder eine Menge Iterationen, bis ich zufrieden bin. Dabei ist das wichtigste aber, daß ich selbst Teile drucken kann. Das ist extrem hilfreich. Beim Ersten war es teilweise schon sehr nervig, wenn etwas fehlt und man dann Stunden, Tage oder Wochen warten muss, bis ein fremdgefertigtes Teil (und sei es nur ein Holzzuschnitt im Baumarkt) angekommen ist. Und das man ohne solche "Fehler" auskommt ist glaube ich eine Illusion, auch wenn die Planung noch so gut ist.

Ansonsten zu deinem Design: Du kannst nicht auf LM8UU zurückgreifen, denn diese können keine Drehbewegung der Welle führen. Diese können nur längs der Welle führen. Du musst hier z.B. auf Sinterbronze-Gleitlager zurückgreifen. Diese sind allerdings etwas problematisch beim Einbau und mit verkanten. Ist hier wohl am besten, wenn du auf CNC-gefertigte Lagerböcke zurückgreifst. Einige hatten zwar auch mit Kabelbindern gute Ergebnisse erzielt, aber bei einer axialen und radialen Bewegung der Lager könnte dies problematisch werden.

Evtl. würde ich erstmal die Festigkeit von 8mm gehärteten Wellen testen. Evtl. sind 10mm besser. Auf 45cm und 47cm (die habe ich in meinem Ersten verwendet) biegen die sich doch schon recht stark durch, allerdings habe ich auch eine sehr schwere X-Achse :-)

Was ebenfalls wichtig ist - und das ist eines der richtig guten Dinge beim i3 dank der ganzen Gewindestangen - sind die Möglichkeiten zur Justage. Die Achsen müssen richtig zueinander ausgerichtet werden können (im Zehntel-Millimeter-Bereich) und die Lager müssen auch sehr präzise angebracht werden, damit diese nicht verkanten. Auch Dinge wie nachstellbare Riemenspannung muss berücksichtigt werden.
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 03:28
Ich würde einmal auf Gleitlager tippen da du ja linear und Drehbewegungen zugleich hast.

Edit:
Der Glatzemannn war schneller.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.07.15 03:31.


LG
Siegfried

My things
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 04:11
Wenn ihr finanziell eingeschränkt seid würde ich nicht einen eigenen Drucker konstruieren, sondern einen bewährten Bausatz kaufen.
Was Glatzemann schreibt ist auch meine eigene Erfahrung, man lernt extrem viel dazu wenn man einen Drucker selber konstruiert, aber es ist nicht billig. Ausserdem dauert es auch deutlich viel länger bis man was funktionsfähiges hat.
Sind Preis und Zeitaufwand nicht so wichtig dann würde ich sagen macht es, es lohnt sich alleine schon der Erfahrung wegen, aber man muss schon ein bischen Frustrationstolerant sein winking smiley

In Sachen Lager, ich habe früher Linearkugellager verwendet und bin mittlerweile komplett auf Sinterbronze umgestiegen. Damit Sinterbronze Lager nicht verkannten muss man sie mit etwas rotations Spiel montieren, dann bekommt man eine präzise und leichtgängige Führung die auch noch deutlich kleiner und leichter ist als Kugellager Konstruktionen.


[www.bonkers.de]
[merlin-hotend.de]
[www.hackerspace-ffm.de]
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 06:38
Nunja, vielleicht habe ich mich etwas schlecht ausgedrückt, aber es ist nicht so, als wollen wir das ganze so billig wie möglich machen. Mir ist bewusst dass da viel Trial and Error dabei ist, aber wie Glatzemann schon gesagt hat, wird es wohl eine wervolle Erfahrung.

Wo bekomme ich denn am besten solche Bronzelager her, bzw. was kosten die denn so?
Re: 3D Drucker selber bauen – Möglich?
22. July 2015 06:56
z.B. bei ebay. Sind eigentlich sogar noch günstiger als die entsprechenden Linearlager.
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