X-Führungsstangen horizontal oder vertikal anordnen?

Hallo zusammen,

vielleicht sehe ich das Problem einfach nicht, aber kann mir jemand sagen, warum (zum Beispiel beim Sparkcube) und auch bei vielen anderen Druckern die X-Achsen/Führungsstangen immer horizontal zueinander verbaut werden?
Die Anordnung wie beim Prusa i3 scheint mir sehr viel geschickter um z.B. im Nachhinein auf mehrere Hotends zu upgraden oder auch ein Schnellwechselsystem einzubauen.
Bei der horizontalen Anordnung hat man - und bitte verbessert mich, wenn ich hier jetzt total falsch liege - immer das Problem, dass die Achsen nur einen Abstand von (zumindest beim Sparkcube) 40mm zueinander haben. Da kommen dann noch die Linearkugellager, deren Halterung usw.
Viel Platz bleibt da nicht... Bei der horizontalen Anordnung hat man jedoch so viel Platz nach vorne wie man möchte (Abgesehen davon, dass sich der Bauraum in Y-Richtung ein wenig verkürzen könnte). Man hätte auch genug Platz für Lüfter, Sensor für ABL usw., was ja bei den bisherigen Carriages immer ziemlich reingequetscht werden musste.
Und viel Platz in Z-Richtung verliert man ja auch nicht, oder?!

Kann mich also vielleicht jemand aufklären, warum diese Bauweise nicht so verbreitet ist?
Wäre sehr freundlich.

Danke im Voraus und viele Grüße
Wulle

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 09.07.15 15:47.

Ich bin zwar absoluter Neuling kann es mir aber so erklären:
Horizontal nebeneinander hat den Vorteil das das Gewicht nicht seitlich hängt.

Bei Horizontal untereinander zieht das Gewicht ja die obere Stange nach vorne und drückt die untere nach hinten.

Du hast mit allem Recht

Waagerechte Anordnung der Einfachheit halber. Es wäre jedoch kein Problem, die Querstangen einfach weiter auseinander zu planen.

Der Sparkcube als Beispiel war nie für ein E3D Hotend gedacht, sondern wurde für ein schmales, schlankes JHead konstruiert.

Ein Freund von mir baut gerade einen CoreXY mit Igus-Gleitschienen (vierkant), da sind die Schienen deutlich weiter voneinander entfernt und er kann mit ein paar kurzen Handgriffen an das Hotend...

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

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Generell könnte man auch einfach weg von den Wellen und Kugelbuchsen. Dann erreicht man ganz andere Freiheiten bei der Konstruktion.

Mal ein schnelle Google-Beispiel:

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

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

naja das gewicht das da seitlich an den stangen hängt ist bei einem bowden z.b. sehr gering, dafür sind die hotend viel zugänglicher.
in meinen augen einer der wenigen kritikpunkte am sparkcube

@Skimmy:

Meine Rede - man hat dann viel mehr Bauraum bei viel weniger Platzbedarf und deutlich mehr Steifigkeit der Konstruktion.
Aber wer sich die meisten 3D-Drucker auf Messen und im Netz anschaut, sieht eben fast ausschließlich die Rundführungen.
Nach dem Motto: "ham wa immer schon so gemacht"

Aber hey, das sieht ja fast so aus wie meine Konstruktion :-)

Das Ganze in Alu ...

Allerdings habe ich keine CoreXY-Konstruktion (inwieweit sich Spanplatte natürlich für solche Führungen eignet, muss wohl jeder selbst entscheiden).

Mein Würfel hat bspw. 700x700x700mm Außenabmessungen und ich komme damit auf 510x505x510mm echten Bauraum (also Verfahrweg der Düse)!
Ich bezweifele, dass man das mit Rundführungen hinbekommt.

Ein weiterer Nachteil der Rundführungen bspw. beim Sparkcube ist, dass die Führungen der Y-Achse das gesamte Gewicht der X-Achse tragen müssen - die Auflage lediglich an den Endpunkten der Führungen wirkt sich sicherlich nicht positiv aus.

Ansonsten würde ich vermutlich auch die Konstruktion übereinander bevorzugen - gerade bei E3D-Hotend. Man gewinnt damit damit X/Y-Baufläche und nach oben hin ist ein Bowden ja meist eh offen - da kann also ruhig noch mehr "rausgucken".

Chris

P.S.: Skimmy, kannst Du mir noch den kompletten Link zu dem Spanplattendrucker schicken? Mich würde wirklich sehr interessieren, wie seine Erfahrungen mit MDF-Platten aussehen (Feuchtigkeit, Temperatur etc.)

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.07.15 02:24.

wie belastbar sind diese führungen eigentlich auf momente ?
Weil der druckkopf wird ja immer "seitlich hängen"

Edit: also bei den china dingern steht was von 2,6Kg/m das sollte also kein Problem sein. (C schlitten)

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.07.15 03:14.

Hallo an alle und vielen Dank für die zahlreichen Beiträge!

Lag ich mit meiner Überlegung also doch nicht so falsch...
Ich hab mal was gezeichnet. Ich dachte mir, vielleicht könnte man auch mal ein wenig aus gelasertem Blech und ein bisschen "biegerei" basteln:



(Die große Platte soll natürlich später "einen Stock tiefer" auf den Alu-Profilen verbaut werden. Hab nur zur besseren Einsicht oben drauf gesetzt.)

Was meint Ihr?
Meine Zweifel kommen eigentlich nur beim Preis/Budget... (zumal man als Schüler wenig Kohle übrig hat)
Und könnte man sich die Führungen (Ich hab mal mit MGN 12 konstruiert) zuschneiden lassen?

Grüße
Wulle

Den x-Wagen auch hochkant machen. Dann davor das Hotend und dahinter die Riemen...

Edit: und bevor du anfängst zu kannten, kannste besser die X Achse auf den Kopf drehen...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.07.15 18:26.

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

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Warum genau Hochkant? Ich meine irgendwo gelesen zu haben, dass diese ganzen Führungen immer flach/parallel zum Boden montiert werden sollen. Oder kann man das vernachlässigen?
Die Idee der umgedrehten X-Achse gefällt mir auch sehr gut. Aber sind die Führungswägen für "Überkopf-Arbeit" ausgelegt?

Grüße

Laut Hiwin ist die Einbaulage egal.
An anderer Stelle las ich von 50% erhöhtem Schmierstoffbedarf bei senkrechtem Einbau.
Da bei uns Schmierbedarf nach Gehör ermittelt wird und Tröpfchenweise mit dem Punktöler geschieht sollte das auch wurscht sein.

Aber ob jetzt von oben oder unten montiert ist egal.

Gruß
Mike

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Gruß ©
Mendel auf Akimbo umgebaut / Arduino 2560 / RAMPS 1.4 / Großes Display mit SD-Card-Reader / 8825TI-Treiber / SSD AC 24V Bett / Bluetooth HC06

Hab nochmal ein bisschen rumkonstruiert...






Habe für ein 3mm (Edel-)Stahlblech konstruiert. Wird laut Firma mit Toleranzen von +-0.2mm gekantet. (Blech an sich wird gelasert... also für dieses Projekt auf jeden Fall genau genug!)
Meint ihr, die X-Achse passt von der Länge dann sicher in den Rahmen... oder kann das bei dieser Konstruktion schon zu eng werden von den Toleranzen her?
0.2mm können manchmal schon recht viel anrichten!
Oder muss ich noch irgendein "variables" Bauteil einbauen?

LG
Wulle

willst die achse nicht um 180° drehen, so das du den X-Schlitten von vorne aufschrauben kannst? ist irgendwie einfach zugänglich wenn du den drucker irgendwo hin stellst wo du von hinten nicht wirklich ran kommst.

Ansonst schaut genial aus gefällt mir.

Die Ausrichtung der X-Achsenführungen über Kopf wird so extrem schwierig werden, da Du unterfüttern musst.

Warum Edelstahl? Der ist dreimal(!) so schwer wie Aluminium. So wird die X-Achse bleischwer.

Von der Steifigkeit her reicht Alu vollkommen aus - Du hast ja auch noch die Schiene selbst.

Ich würde die Schiene auch nach vorn setzen - oder unten drunter. So habe ich das gelöst.

Viele Grüße,
Chris

Sieht schick aus, aber ich würde die Schiene da nicht "verstecken", da kommste doch nicht dran?! Oder soll das extra "clean" aussehen?

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

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Was ich mich bei so einer Lösung auch frage: Wie sieht das mit der Wäremeausdehnung aus?

Ist die vernachlässigbar? Oder würde die die äußeren Wagen "verkanten/blockieren"? Wenn ich den Gedanken jetzt mal weiterspinne, hab mal ein wenig gerechnet...

Bei ner X-Länge von 500mm würde sich die Alu-Schiene (Alu 23,8*10^-6/K, Aluprofile 23,4*10^-6/K, tut sich also nicht viel bei den verschiedenen Alu-Legierungen) bei ner Temperaturänderung von sagen wir mal 15°C auf 60°C also dT = 45K eine Längenänderung von 0,5265mm ergeben. Also über den Daumen: Halber Meter Schiene wird 0,5mm länger. Verteilt auf beide Wagen würde jeder dann ca 0.25mm Spiel haben müssen!?

Vernachlässigbar?

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

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Hi Skimmy,

Naja, die Wärmedehnung ist normalerweise nicht vernachlässigbar - unter anderem deswegen gibt es ja Fest- und Loslager.

Allerdings ist die Wärmedehnung bei 3D-Druckern meist gering - von beheizten Bauräumen mal abgesehen. Man kann dem natürlich so weit wie möglich entgegenwirken, indem man soweit wie möglich dasselbe Material verwendet.

Auch deswegen ist Edelstahl für die X-Achse keine glückliche Wahl. Aluminium würde sich hier analog zum Rahmen ausdehnen und zusammenziehen.

In dieser Konstruktionsart werden die Wagen das Profil, auf das die Schienen geschraubt sind, nach außen drücken oder nach innen ziehen.

So etwas kann durchaus zum Klemmen, auf jeden Fall aber zur Schwergängigkeit und höherem Verschleiss führen.

Aber man sollte da nicht zu kritisch sein. Hier hat sich der Aluminiumrahmen und das X-Achsenprofil selbst nach stundenlangen Hotend- und Heizplattentests nicht merklich erwärmt.

Und: wir bauen hier ja auch keine Präzisionswerkzeugmaschinen und messen mit Endmaßen :-)

Viele Grüße,
Chris

Naja, mein Rahmen erwärmt sich auch nicht wirklich. Meine X-Achse, derzeit noch 10mm Rundwellen, aber deutlich, die sind nach dem Druck deutlich wärmer als "handwarm", aber noch nicht heiß... Da wird sich der Rahmen nicht im gleichen Maße ausdehnen...

Mir gehts hier weniger um Präzision, sondern um konstante Ergebnisse. Nicht das nachher der erste Druck top ist, der Druck nach 5 Std aber immer mehr anders aussieht, weil die Y-Achse klemmt...

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

Schreibt mich nicht mehr an, ich hab das drucken an den Nagel gehängt.

Hallo,
erst einmal Danke für Eure Beiträge!

Quote
mantus
willst die achse nicht um 180° drehen...

Das kann man während der "Bastelphase" natürlich machen. Aber ich dachte mir, dass es sicher "cleaner" aussieht, wenn man das ganze am Ende umdreht.

Quote
Chris D.
Die Ausrichtung der X-Achsenführungen über Kopf wird so extrem schwierig werden, da Du unterfüttern musst.

Was meinst Du mit Überkopf? Und wo muss ich unterfüttern?

Quote
Chris D.
Warum Edelstahl? Der ist dreimal(!) so schwer wie Aluminium.

Mir wurde gesagt, dass beim abkanten Stahl/Edelstahl etwas einfacher ist. Alu ist ja immer noch ein wenig "spröde".
Ich hab mir heute aber nochmal ein wenig Gedanken gemacht, und bin zu dem Entschluss gekommen, entweder Alu zu verwenden (eben aus Gewichtsgründen),
oder wenigstens dünneres Blech (3mm sind doch ein wenig viel ). Dass die Führung selber ja auch noch zur Stabilität beiträgt hab ich während der Konstruktion gar nicht wirklich bedacht

Quote
Skimmy
Sieht schick aus, aber ich würde die Schiene da nicht "verstecken", da kommste doch nicht dran?! Oder soll das extra "clean" aussehen?

Wenn es so funktioniert, wie ich mir das vorstelle, dann wär der Teil, an dem man wirklich etwas "bastelt" nicht versteckt. Nur die Riemenhalter wären noch verdeckt und die sollten ja sowieso funktionieren.


Nun zu dem "Längen/Wärme-Problem":

Natürlich möchte ich - wie Skimmy es bereits sagte - auch nach 5 Stunden noch eine gut laufende Y-Schiene haben. Aber dann brauche ich eben dieses "variable" Bauteil, von dem ich eben noch keine Ahnung habe, wie es aussehen oder funktionieren sollte/könnte.
Was vom genausten an dem Aufbau wird sicher der Rahmen sein. Da müssten es innen (theoretisch) 356mm sein, dass die X-Achse perfekt reinpasst. Aber was mach ich, wenn die Kanten mit den Im "Worst-Case-Szenario" doch so gekantet sind, dass ich eine X-Achsen Länge von 356.4 hab?
Das wär ja das gleiche Problem wie bei der Wärmeausdehnung.
Vielleicht würden kleine Federn (Tellerfeder heißen die doch, oder?) unter den Verschraubungen helfen...

Grüße
Wulle

Naja wenn du einen geschlossenen Bauraum hast, dann würde sich der rahmen aus Alu im selben maß dehnen wie dein Alu Blech, dann brauchst dir keine gedanken machen.
Wenn alles offen ist, gehe ich bei der Art von Konstruktion aus, das dieses Blech auf der dem Bett abgewendeten Seite genügen "kühlt" durch die Bewegung, das es keine nennenswerte Ausdehnung gibt.

wäre für mich ein typisches Thema das ich erst behandle wenn es wirklich auftritt.

Quote
Wulle
Hallo,
erst einmal Danke für Eure Beiträge!

Kein Problem - man sollte sich in einem Forum ja gegenseitig helfen

Quote
Wulle

Quote
Chris D.
Die Ausrichtung der X-Achsenführungen über Kopf wird so extrem schwierig werden, da Du unterfüttern musst.

Was meinst Du mit Überkopf? Und wo muss ich unterfüttern?

Sorry, das war von mir falsch ausgedrückt - ich meinte Deine beiden Führungen, die mit den Köpfen zueinander zeigen.

Quote
Wulle
Mir wurde gesagt, dass beim abkanten Stahl/Edelstahl etwas einfacher ist. Alu ist ja immer noch ein wenig "spröde".
Ich hab mir heute aber nochmal ein wenig Gedanken gemacht, und bin zu dem Entschluss gekommen, entweder Alu zu verwenden (eben aus Gewichtsgründen),
oder wenigstens dünneres Blech (3mm sind doch ein wenig viel ). Dass die Führung selber ja auch noch zur Stabilität beiträgt hab ich während der Konstruktion gar nicht wirklich bedacht

Ich würde ein einfaches, käufliches Aluminiumprofil verwenden. Mit dem Kanten von Blech ist es immer so eine Sache. Wir kanten hier auch viel, aber man kann sich nicht sicher sein, dass dann später Flächen auch wirklich eben sind - und für die Führungsschiene müssen die Flächen *sehr* eben sein. Bei Profilen hatten wir das Problem bisher noch nie, die sind erstaunlich gerade.

Ein weiterer Vorteil von Aluminium wäre, dass Du nachträglich noch leicht Bohrungen etc. anbringen kannst. Und Du weisst ja selbst, wie das mit Prototypen so ist ;-)

Quote
Wulle
Nun zu dem "Längen/Wärme-Problem":

Natürlich möchte ich - wie Skimmy es bereits sagte - auch nach 5 Stunden noch eine gut laufende Y-Schiene haben. Aber dann brauche ich eben dieses "variable" Bauteil, von dem ich eben noch keine Ahnung habe, wie es aussehen oder funktionieren sollte/könnte.
Was vom genausten an dem Aufbau wird sicher der Rahmen sein. Da müssten es innen (theoretisch) 356mm sein, dass die X-Achse perfekt reinpasst. Aber was mach ich, wenn die Kanten mit den Im "Worst-Case-Szenario" doch so gekantet sind, dass ich eine X-Achsen Länge von 356.4 hab?
Das wär ja das gleiche Problem wie bei der Wärmeausdehnung.
Vielleicht würden kleine Federn (Tellerfeder heißen die doch, oder?) unter den Verschraubungen helfen...

Genau das meinte ich mit dem Unterfüttern. Wenn bei der jetzigen Konstruktion längenmäßig etwas nicht genau stimmt, dann hast Du ein ordentliches Problem, denn Du musst die komplette Schiene entweder unterfüttern oder zurücksetzen - beides sehr unschön.

Ich hänge hier nochmal "meine" Lösung mit den hängenden Schienen an. Bei dieser ist das Ausrichten sehr einfach, denn seitlich kannst Du die Schienen viel einfacher um ein paar 1/10mm versetzen:



Zusätzlich bringt Dir das noch etwas mehr Verfahrweg.

Vielleicht ist das ja eine Lösung für Dich. Mein Profil für die X-Achse ist übrigens ein 40x20x2mm-Aluminiumprofil.

Wegen der Tempaturen würde ich mir nicht zu große Gedanken machen. Wenn Du für alles Aluminium nimmst, dehnt sich auch alles gleichmäßig aus. Nur die Führungsschienen sind dann noch ein theoretisches Problem, welches wir aber beim Bau anderer Maschinen noch nie wirklich hatten. Theoretisch zieht die Schiene Dir natürlich das Profil krumm, aber in der Praxis ist der Effekt einfach zu gering.

Wenn Du einen beheizten Bauraum mit vielleicht 80°C haben möchtest (ich kenne mich mit ABS etc. nicht aus) - dann würd eich die Schienen aber natürlich im heißen Zustand ausrichten und festziehen. Dann hast Du auch die Gewähr, dass sie genau dann sauber laufen. Dafür gibt es dann bei Zimmertemperatur eventuellProbleme ;-)

Bei offener Bauweise sehe ich bei unseren Druckarten kein thermisches Problem.

Viele Grüße,
Chris

man könnte auch einfach das profil nicht in einem stück fertigen.
also 3 teilen, so das du 2 kleine profilteile hast die du auf die wagen schraubst, und dann ein grosses "U-Profil" das die Führung aufnimmt und auf die beiden "winkel" geschraubt wird, so kannst du dann einfach evtl. längenprobleme ausgleichen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 21.07.15 08:27.

Ich kann Chris D. nur zustimmen. Ich tendiere mittlerweile auch zu unten oder oben auf dem Profil liegenden Linearschienen. Um zwei wirklich parallel zueinander auszurichten sollte dies deutlich einfacher sein. Auch die Halter für die X-Schiene sind dann etwas einfacher herzustellen.