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Extruder Brainstorming

geschrieben von spirit47 
Extruder Brainstorming
26. October 2011 12:36
Hallo,
ich bin ja immer noch dabei, Ideen für meinen Repstrap zu sammeln, hab schon Kopfschmerzen.
Bei den Extrudern ist mir aufgefallen, dass die mit M8-Filament-Schraube über 500mm/min drücken können bei 200 U/min. Das wären dann an der 0,5er Düse 280mm/sek.
Ab 300 U/min fällt das Drehmoment der Motoren stark ab (je nach Ausführung der Nema 17), da ist also noch Luft nach oben.
Worauf ich hinaus will ist folgendes: Wenn man die Übersetzung erhöht hätte man mehr Drehmoment an der Filament-Schraube.
Die Filament-Schraube hat aber so wenig Auflagefläche, die würde dann durchrutschen.
Man könnte jetzt die Filament-Schraube aus einer M12 machen, oder auch anders.
Und dann ist da noch diese Bowden-Idee, also die Ultimaker Leute haben das wohl ganz gut hingekriegt. Zudem hätte man dann mehr Platz für Zahnräder am Extruder, denke auch über ein gedrucktes Planetengetriebe nach. Aber je einfacher, desto besser.
Für mich ist die Geschwindigkeit nicht Ausschlaggebend, aber da ich mit meinem Repstrap ja auch bohren will, ist der Werkzeugwechsel total easy.
Da ich ja in der Materie ganz neu bin, kann es sein, dass ich irgendwo völlig daneben liege. Ansonsten besteht die Chance einen besseren Extruder zu bauen. Die Konstruktion kann ich machen.

Gruß Günter
VDX
Re: Extruder Brainstorming
27. October 2011 05:39
Hi Günter,

da gabs/gibts schon einiges an Varianten und Änderungen in der Richtung - such lieber noch etwas im Hauptforum, bevor du dich dranmachst.

Ansonsten sind neue Ideen immer gut - manche sogar so gut, daß sie es bis in den Mainstream schaffen winking smiley


Viktor
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Re: Extruder Brainstorming
28. October 2011 19:55
spirit47 Wrote:
-------------------------------------------------------

> Und dann ist da noch diese Bowden-Idee, also die
> Ultimaker Leute haben das wohl ganz gut
> hingekriegt. Zudem hätte man dann mehr Platz für
> Zahnräder am Extruder, denke auch über ein
> gedrucktes Planetengetriebe nach. Aber je
> einfacher, desto besser.
> Für mich ist die Geschwindigkeit nicht
> Ausschlaggebend, aber da ich mit meinem Repstrap
> ja auch bohren will, ist der Werkzeugwechsel total
> easy.

Ich habe einen 3mm Bowden mit 0,5 mm Düse an einem meiner Drucker. Das Problem ist, dass das Ding weiterkleckert, wenn er gar nicht soll. Um das Problem in den Griff zu bekommen, opfert man am Ende viel vom Geschwindigkeitsvorteil des Bowden.

Der Ultimaker hat einen 1,75 mm Bowden. Das scheint besser zu sein, weil der vor der Düse weniger Druck aufbaut.
Re: Extruder Brainstorming
29. October 2011 08:21
theodleif Wrote:
-------------------------------------------------------
> Ich habe einen 3mm Bowden mit 0,5 mm Düse an
> einem meiner Drucker. Das Problem ist, dass das
> Ding weiterkleckert, wenn er gar nicht soll. Um
> das Problem in den Griff zu bekommen, opfert man
> am Ende viel vom Geschwindigkeitsvorteil des
> Bowden.
>
> Der Ultimaker hat einen 1,75 mm Bowden. Das
> scheint besser zu sein, weil der vor der Düse
> weniger Druck aufbaut.

Hallo Detlef,

denke, dass da einige andere Faktoren ausschlaggebend sind, denn der Druck in der Düse muss ja bei kleinerer Düse und hoher Flowrate größer sein.
Der hauptsächliche Unterschied ist, wir haben beim Bowden ca. 3mm plastische Spannung im Filament. Wenn der Extruder stoppt, kommen also noch 3mm Material nach.
Die haben unter anderem auch eine modifizierte Sprinter Firmware.
Es kleckert, weil in der Düse kein Unterdruck erzeugt wird beim zurückfahren des Filaments.
Material zu klein, unrund, Bohrung vor der Düse zu groß.
Extruder reagiert zu langsam. Düsenkörper zu heiß.

In dem Zusammenhang hab ich bei Thingiverse ein interessantes Hotend ohne Thermalbarriere gefunden. Hier mal das Original von lampmaker, aus Alu.
Statt die Hitze zu blocken, wird sie hier abgeleitet. Der Düsenkörper kühlt sich damit natürlich wesentlich stärker nach oben hin ab.



Hier geht es zum Artikel: lampmaker Hotend
Re: Extruder Brainstorming
03. November 2011 07:36
bin gerade auch dabei einen neunen Extruder zu entwerfen. Meine idee ist das Drehmoment vom Motor über eine flexible Welle zum Extruder zu bekommen (mopedtacho/dremel), und nach der Welle, also direkt am Extruder eine starke Untersetzung (ca. 30:1) zu machen. Dadurch gibt es ein hohes Drehmoment und gleichzeitig ist ein leichtes Verdrehen oder Hysterese der Welle unkritisch. Bin grade noch am überlgenen ob ich das Filament von beiden Seiten antreibe. Wenn man das Getriebe mit einem Schneckengetriebe realisiert kann man auf der Schnecke ja 2 Schenckenräder haben, wobei das Rad, welches dann in das Filament greift im radius so angepasst ist, dass das Filamant genau passt. Und etwas Freiheit vom abstand Schnecke-Rad hat man ja noch sodass man es auch spannen kann.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 03.11.11 07:49.


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Re: Extruder Brainstorming
03. November 2011 10:25
hallo goaran,

geniale idee, um das gewicht des schrittmotors vom schlitten weg zu bekommen.
doch was wiegt so ein untersetzungsgetriebe? weniger als der schrittmotor?

k.r.i.d.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.12.11 03:41.
Re: Extruder Brainstorming
03. November 2011 10:39
Gesetz der Fall das das mit der Welle Funktioniert, was man probieren müßte...




Würde mir dieser Hebel Sorgen machen. Viel Luft hast du an dem Gewinde der Schnecke nicht.
Der geht ja an der Stelle mehr zusammen wie außen an dem Filament.
Entweder du bekommst den nicht eng genug zusammen, oder du hast so viel Spiel an dem Gewinde, das du beim Retrakt immer erst den Luftspalt zurück drehen mußt (zusätzlich zu dem was die Welle nach gibt).
Von den Veränderungen, beim ändern des Durchmessers am Filament will ich nicht anfangen..dann würde sich der Wert den du beim Retrakt benutzten mußt immer mit verändern.


Mfg
Wolfgang
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Re: Extruder Brainstorming
03. November 2011 12:16
Quote
Stoffel15
Viel Luft hast du an dem Gewinde der Schnecke nicht.
Der geht ja an der Stelle mehr zusammen wie außen an dem Filament.
Wieso geht es an der Schnecke mehr zusammen als außen am Filament? Es geht proportional zum Abstand vom Drehpunkt zusammen. Wenn also der Drehpunkt so wie auf der Zeichnung nahe an der Schnecke liegt geht es dort nur sehr wenig zusammen. Wenn der Drehpunkt (grün) auf der Schneckenachse liegt, was man ja realisieren kann, indem man die Hebel an der Schneckenachse lagert ändert sich der Luftspalt zwischen Schneck und Zahnrad gar nich, und somit bleibt auch das Spiel und die Hysterese beim Retract konstant. Das einzige was sich ändert ist, dass sich die Zahnräder um die Schneckenachse drahen (pinke pfeile).


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Re: Extruder Brainstorming
03. November 2011 13:16
Ja, wenn du es direkt an der Achse macht, wäre das OK...
Ich bin mal gespannt wie du das realisieren willst.


Mfg
Wolfgang
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Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 04:50
Hallo Goran,

den Filamentvorschub mit den Schneckenrädern find ick jut.

Bei der flexibelen Welle ist die Frage, speichert die weniger Energie, wie dass Filament mit dem Extruder außerhalb.
Die Übersetzung von 30:1 ist viel zu klein, da stottert der Motor vor sich hin. Wenn ich das richtig im Kopf habe, hast Du schon 1:36 bei 3mm Filament zur 0,5mm Düse. Wenn Dein Schneckenrad 30mm D hat, hast Du über 90mm Vorschub bei einer Umdrehung.
Bei 30:1 kommst Du auf 3mm Filamentvorschub bei einer Motorumdrehung...
Ich hab keine Ahnung von flexiblen Wellen, aber die muss schon was abkönnen...
Meiner Meinung nach, brauchen wir wesentlich höhere Übersetzungen.

Hat einer von Euch eine Idee, wie man ein Ventil in die Düse bekommt?

Gruß Günter
VDX
Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 05:02
... es gab einige Ideen, ein Messerblatt schräge vor die Düsenöffnung zu schieben, um das Nachlaufen zu verhindern ... das Problem ist immer wieder die seitliche Leckage und Kunststoff, der mit der Zeit den freien Weg blockiert.


Viktor
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Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 05:26
Diese Flexiblen wellen sind so ne Sache. Die Billigen die bei den Hobby-Werkzeugen dabei sind kannst du vergessen. Das ist eine Feder in einem "Schlauch" die funktionieren auch nur in eine Richtung. Drehrichtung steht auch meist drauf. Aber für den Extruder braucht man beide Richtungen.

Wie das mit den Teureren ist weis ich nicht. Aber die nehmen genauso Bewegungsenergie auf, wie der Bouwden (Filament) auch, wenn nicht sogar noch mehr. Da war dem Detlef seine Idee mit einer Art Kardanwelle schon besser.


Mfg
Wolfgang
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VDX
Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 06:03
... falls jemand diese alten manuellen Graviergeräte (z.B. bei den "MisterMinit"-Schildershops) kennt - da ist ein großer Motor fest an den Untertisch montiert und je zwei umlaufende Riemen an den beiden Teilen eines Knickarms übertragen die Drehbewegung zur Gravierspindel, die im Kopf sitzt.

Der Knickarm hat freie Beweglichkeit in X, Y und Z, die Spindel ist sehr klein (nur die Aufnahme für den Gravierstichel, die Lagerung und das letzte Antriebsrad), und trotzdem kann das Teil soviel Drehmoment übertragen, wie die Transmissionsriemen schaffen ohne durchzurutschen oder zu reissen.

Das gleiche mit Zahnriemen aufgebaut ist zwar etwas wuchtiger und man benötigt noch zwei kleine Kardangelenke, um den durch die Z-Bewegung bedingte Verkippung am Anfang und Ende auszugleichen, wäre aber immer noch leichter, als einen schweren Motor am Kopf mitzubewegen ...


Viktor
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Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 06:56
Ich bin kein Techniker, aber könnte man das Problem, mit der Dicke des Filaments nicht darüber aufheben, dass man die Zahnräder festverbaut und die verbindung zum Vorschub über ne Gelenkwelle macht?
Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 09:11
ich sietze nacher 5 studen im Zug, dann werde ich mal ein bsichen CADen und mal was konstruieren. Zu der Flexwelle. Ich habe mir vor einer Weile mal so eine Tachowelle gekauft, die ist doppelt gequirrlt kann also in beide Richtungen drehen. Wenn man das eine Ende Fest im Schraubstock einspannt kann man am anderen Ende nur minimal was verdrehen, 2-3° so schecht ist die gar nicht. und das Moment ist ja auch gar nicht so extrem wenn da z.b eine 50:1 untersetzung ist.


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Re: Extruder Brainstorming
04. November 2011 20:56
Hallo Goran,

hab mir Deine CNC Fräse angeschaut, toll gemacht. Das eine Frästeil sieht aus wie Stahl, dass wäre so ziemlich einmalig für so eine selbstgebaute Maschine.
Zudem habe ich Deinen Extruder gesehen, der statt Thermoblock auf Wärmeableitung setzt. Hast Du da schon drüber berichtet.

Gruß Günter
Re: Extruder Brainstorming
05. November 2011 13:46
So, habe mal mit der Konstruktion angefangen, bis jetzt nur die Kaufteile, sind alles Zahnräder von Maedler, bzw halt Standardkomponenten. Auf der Schneckenachse sitzen oben und unten jeweils 2 Kugellager, dort wird zum einen die Achse im Gehäuse gelagert, und außerdem sind dort die Teile gelagert, die die 2 Kurzen Wellen tragen.
Vorschub ist um die 2,5mm / Stepperumdrehung, beim Wade sind es 5mm denke das passt so von der Größenordung.




@Günter

Das Frästeil ist aus Alu, Stahl ist dann doch etwas zu hart für so eine kleine Schreibtischfräse.
Zum Extruder, habe die Designdaten als heeksCAD auf [www.thingiverse.com]
Der Vorschub ist aber Suboptimal, das würde ich beim nächsten anders machen, und zwar ist die welle die in das Filament greift nur 6mm im Durchmesser. das ist meiner Meinung nach zu wenig. Er frisst sich öfters mal ein. Außerdem ist das ganze Zahnrad/Zahnriemen Getriebe viel zu Aufwändig, das habe ich damals nur gemacht weil ich meine Fräse neu hatte und mal ein wenig damit spielen wollte winking smiley
Und entschuldigung dass ich hier gerade aus versehen dienen Thread gekaptert habe, wenn du willst kann ich die Sachen in einen neuen reinpacken.

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.11.11 14:00.


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Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 00:15
Hallo Goaran,

die Zahnräder zum fördern des Filaments sind noch nicht optimal. Wenn Du das Material quetschst, ist das ungünstig für den Weitertransport (Reibung und/oder Spalt). Die Zähne sollten möglichst scharf sein, die runde Form ausgearbeitet.

Und danach nehmen wir uns die Düse vor...spinning smiley sticking its tongue out

Gruß Günter
Anonymous User
Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 01:48
moin,

wie groß ist das gewicht der summe der einzelteile?

k.r.i.d.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.12.11 03:40.
Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 02:58
Hi,
an der Stelle wo du das Filament greifst, bist du sehr hart im Material.
Da mußt du aber sehr gut Führen, sonst drückt er dir den seitlich weg. Oder die Zahnräder breiter machen. und je nachdem wie die Zähne stehen kommt unten ein total verformter Strang raus.
Wenn du Pech hast ein Zickzack...

Da kannst du aber nicht mehr mit Teflonfütterung arbeiten, die wäre binnen kurzer Zeit verschlissen. So deformierte Stränge macht sogar das Peek nicht lange mit.
Da bleibt dir nur eine Düse komplett aus Metall übrig.


Mfg
Wolfgang
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Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 03:08
Dieses "hobbing", also das aufbringen einer Verzahnung mit einem Gewindeschneider, funktioniert wohl auch bei grösseren Durchmessern und spitze Zähne greifen bekanntlich besser als solche, die für Norm-Getriebe gemacht sind.


Generation 7 Electronics Teacup Firmware RepRap DIY
     
Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 05:26
Der Extrudermotor und das Filament sind sich im Weg. Entweder muß das Filament in einer engen Kurve zugeführt werden, oder der Extrudermotor muß an einer laaaaaangen Welle weit weg montiert sein, oder Du brauchst eine Kardanwelle oder mehr Zahnräder.

Grüße
joff
Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 06:23
Traumflug Wrote:
-------------------------------------------------------
> Dieses "hobbing", also das aufbringen einer
> Verzahnung mit einem Gewindeschneider,
> funktioniert wohl auch bei grösseren Durchmessern
> und spitze Zähne greifen bekanntlich besser als
> solche, die für Norm-Getriebe gemacht sind.


Wobei man da aufpassen muß...der Umfang sollte durch die Steigung des Gewindeschneiders möglichst glatt zu teilen sein.
Wenn da ein Wert von XX,5 raus kommt, trifft das Gewinde, wenn es das erste mal rund ist, genau auf die Stelle wo eigentlich ein Zahn stehen sollte.
bei xx,1 oder xx,2 geht das noch..


Mfg
Wolfgang
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Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 06:41
Moin,
hier mal ein Interessanter Link zum Thema Gear Hobbing.
Vom Schreiner-Kollegen Achim Steinke: GEAR-HOBBING
Auch der rest seiner Seite ist sehenswert.
Gruss Reiner


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 16:18
Hallo,

danke erst mal für die vielen Tipps. Dass die Zahnräder so wie sie oben stehen viel zu Tief im Filament sind ist mir auch klar. Das waren nur die Zahnräder die ich gefunden habe, welche am ehesten passen. Ich hatte mir auch schon überlegt, die Zahnräder etwas abzudrehen, sodass ich eine Art Scheibe mit 3mm Nut am Umfang bekomme und das noch mit dem Gewindeschneider zu hobben. @joff, der Motor soll über eine Flexible welle angeschlossen werden um die Masse weg von den bewegten Teilen zu bekommen. Mit der Welle habe ich schon rumexperimenteirt, sie lässt sich zwar minimal verdrehen, allerdings ist die Untersetzung relativ hoch, sodass die Welle eher eine hohe Drehzahl und kleines Moment hat.
habe mal mit dem Gehäuse angefangen.
ist links und rechts identisch, nur um 180° gedreht.





2-mal bearbeitet. Zuletzt am 07.11.11 16:19.


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Re: Extruder Brainstorming
07. November 2011 16:35
Wo ist die Möglichkeit geblieben auf den Durchmesser des Filaments ein zu gehen ? Du hast jetzt keine Möglichkeit mehr den Druck darauf zu verändern. Außerdem hast du keine Führung... das geht raus aus den Zahnrädern.

Verzettel dich nicht...


Mfg
Wolfgang
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Re: Extruder Brainstorming
08. November 2011 03:14
klar habe ich eine Möglichkeit. Die beiden Hälften sind auf der Achse auf der die Schnecke sitzt gelagert. somit kann ich es um diese Achse drehen und somit den Abstand, der Filamentzahnräder variieren. Vorne rechts an den Ösen kommt eine Spannfeder rein, mit der es angepresst wird. Abbildung, rechts

Die Führung für das Filamant kommt an den Teil des Gehäuses,der sich nicht bewegt, werde dort auch möglichst nah an die Filamenträder rangehen, sodass es nicht wegrutschen kann.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.11.11 03:17.


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Re: Extruder Brainstorming
08. November 2011 03:57
Ich sehe an dem Gehäuse keine Möglichkeit die Bewegung zu machen ? Wie du das vor hattest war mir schon klar.
Das sieht alles steif aus ? Wo ist das "Gelenk" ?


Mfg
Wolfgang
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Re: Extruder Brainstorming
08. November 2011 04:58
Quote

der Umfang sollte durch die Steigung des Gewindeschneiders möglichst glatt zu teilen sein.

... wobei sich der Umfang bekanntlich mit der Einschnitttiefe ändert. Einfach mit geringem Vorschub schneiden, dann dreht sich das werdende Zahnrad oft genug und dieser Versatz verteilt sich gleichmässig. Oder so lange tiefer schneiden, bis kein Versatz mehr da ist.


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Re: Extruder Brainstorming
08. November 2011 05:20
Dann hast du die Spitzen aber schon weg geschnitten.... es geht nicht... ich habs in allen möglichen Varianten versucht.
Wenn der nicht von Anfang an ziemlich genau in die Rillen trifft, kannst du das vergessen.
Ich hab jetzt VA-Schrauben... die muß ich eh vorsichtig schneiden, weil das Material ja viel zäher ist.
Der größte Gewindedurchmesser der sauber läuft ist M5 auf ner 8mm Schraube. Sonst wird die Zahnung zu einem Ei am Schluss, weil er am Anfang die Spitzen an einer Stelle weg geschnitten hat. Mit M5 bekommst du eine schöne saubere Zahnung hin.

Ich hab mich gewundert warum das so ist... und dann hab ich angefangen zu rechnen (gut, ist nicht grad meine Stärke und meine Lieblingsbeschäftigung tongue sticking out smiley ) aber dann wurde es logisch.


Mfg
Wolfgang
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