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Fragen zur Konstruktion

geschrieben von manmaz 
Fragen zur Konstruktion
12. March 2016 08:11
Hallo,

ich bin dabei mir einen Drucker entsprechend dem Konzept, Mendel90 zu bauen. Dabei orientiere ich mich an das Buch "3-D-Drucker selber bauen" von Daniel Walter. Die X-Achse bestehend aus Motor, Führungsstangen usw. habe ich fertiggestellt. Anstelle der Holzteile der Vorlage jedoch aus Aluminium (Bild). Wenn ich nun die zu bewegende Masse der Y-Achse betrachte, stellt sich mir die Frage ob es nicht zweckmäßig ist auf der Rückseite des Portals
zwei sauber geführte, entsprechend ausgelegte Gegengewichte laufen zu lassen.
Die Motoren, Kupplungen und Gewindestangen würden entlastet. Bisher habe ich so etwas noch nicht gesehen, hat jemand eine Meinung dazu?
Wenn man den Faden weiter spinnt, und von einem dann relativ geringen Drehmoment ausgeht ergibt sich die Frage ob
man den Y-Achsen Antrieb nicht mittels einer oben liegenden Welle, und zwei Zahnriemen realisieren könnte oder sollte. Ein einfaches Schema zeigt mein zweites Bild.

Mit freundlichen Grüßen
manmaz
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Öffnen | Download - X-Achse (2).JPG (48.9 KB)
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Re: Fragen zur Konstruktion
12. March 2016 08:51
Moin moin aus HU.
Gegengewichte machen nur beim Z-Antrieb Sinn wenn überhaupt.
Gegengewichte erhöhen die bewegte Masse und machen das System langsam.


Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
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Re: Fragen zur Konstruktion
12. March 2016 09:43
Quote
Fridi
Moin moin aus HU.
Gegengewichte machen nur beim Z-Antrieb Sinn wenn überhaupt.
Gegengewichte erhöhen die bewegte Masse und machen das System langsam.

Danke für die schnelle Antwort. Natürlich, ich habe mich vertan, ich meine auch die Z-Achse. Das mit der größeren Masse stimmt natürlich, aber handelt es sich dabei um ein K.O. Kriterium, oder überwiegen die Vorteile? Insbesondere wenn der Antrieb dann über eine Welle mit zwei seitlichen Zahnriemen erfolgen könnte.
Der Z-Antrieb mittels zwei Motoren über die Gewindestangen gefällt mir nicht, ist mir irgenwie unheimlich.
Aber ich habe noch nie einen 3D Drucker gebaut und beschäftige mich erst seit einem Monat mit der Thematik. Ich bitte also um Nachsicht.

Gruß
Manmaz
Re: Fragen zur Konstruktion
12. March 2016 11:22
Moin moin aus HU.
Meine Z-Lösung beim großen Drucker.




Bei meinem großen Drucker hängt aber auch die Z-Achse.
Irgendwie ist mir bei meinem Neuen Pruse Steel der stehende Aufbau nicht geheuer.


Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
Meine Seite
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Re: Fragen zur Konstruktion
12. March 2016 13:55
Hallo,

also bei der Z-Achse kommt es auf extreme Genauigkeit an. Dort ist ein Riemen dadurch absolut fehl am platze...

mfg,
Rickenharp
Re: Fragen zur Konstruktion
12. March 2016 19:00
Hi,

saschaho hat seinen Drucker mit Riemen an der Z-Achse aufgebaut und ziemlich geniale Ergebnisse damit erzielt

[forums.reprap.org]

wenn man die sich die Toleranzen der überlicherweise verwendeten Gewindestangen ansieht kommt man eher zu dem Schluss dass Gewindestangen nicht geeignet sind.

BG Jörg


Meine Drucker: Geeetech i3x (Acryl Prusa i3) / P3Steel toolson edition / CL260 / China Delta mit reraptoolsfsr, smoothieware / Creality CR10/ Tronxy X1 / Renkforce RF100 / Ender 2/ Hypercube/Tronxy X3S / Tronxy X5S / Ender 3 / Alfawise U10
my thingiversthings / Location: AT/Wien
Re: Fragen zur Konstruktion
16. March 2016 21:21
Wurde in neues Thema verschoben...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.03.16 22:07.
Re: Fragen zur Konstruktion
16. March 2016 22:05
Hallo manmaz

Einen Gewichtsausgleich für die Z-Achse halte ich nicht für sinnvoll. Bei der Z-Achse geht es mehr um die genaue Einhaltung der Position. Das Gewicht des Druckkopfes wird von den beiden Gewindespindeln problemlos zuverlässig getragen. Die Z-Achse macht zudem noch sehr geringe Bewegungen. Die zusätzliche Masse eines Gewichtsausgleiches würde aber die mögliche Geschwindigkeit der X-Achse reduzieren.

Zu den beiden Spindelantrieben der Z-Achse: Auch für mich war das zu Beginn gedanklich etwas unheimlich. Aber dieser "gesteuerte Gleichlauf" ist vermutlich der beste Kompromiss in Bezug auf Einfachheit und Zuverlässigkeit. Ich kenne Anwendungen in der Industrie, in denen mit bestem Erfolg 10 und mehr voneinander unabhängige Antriebe per Frequenzumformer zu absolutem Gleichlauf gezwungen werden. Die heutige Zuverlässigkeit von Antrieben und Elektronik macht das möglich.
Etwas trickreich ist eher die präzise Erst-Ausrichtung der beiden Spindeln (mit Meßuhr auf die Grundplatte des Y-Tisches, nicht auf den einstellbaren Drucktisch, durch Verdrehen eines Schrittmotors). Ich mache mir nach erfolgter Ausrichtung Markierungen an beiden Kupplungen zu den Schrittmotoren, damit ich Abweichungen später sofort erkennen und korrigieren kann.

Grüße
hpgrap
Re: Fragen zur Konstruktion
25. March 2016 10:33
Quote
hpgrap
Hallo manmaz

Einen Gewichtsausgleich für die Z-Achse halte ich nicht für sinnvoll. Bei der Z-Achse geht es mehr um die genaue Einhaltung der Position. Das Gewicht des Druckkopfes wird von den beiden Gewindespindeln problemlos zuverlässig getragen. Die Z-Achse macht zudem noch sehr geringe Bewegungen. Die zusätzliche Masse eines Gewichtsausgleiches würde aber die mögliche Geschwindigkeit der X-Achse reduzieren.

Zu den beiden Spindelantrieben der Z-Achse: Auch für mich war das zu Beginn gedanklich etwas unheimlich. Aber dieser "gesteuerte Gleichlauf" ist vermutlich der beste Kompromiss in Bezug auf Einfachheit und Zuverlässigkeit. Ich kenne Anwendungen in der Industrie, in denen mit bestem Erfolg 10 und mehr voneinander unabhängige Antriebe per Frequenzumformer zu absolutem Gleichlauf gezwungen werden. Die heutige Zuverlässigkeit von Antrieben und Elektronik macht das möglich.
Etwas trickreich ist eher die präzise Erst-Ausrichtung der beiden Spindeln (mit Meßuhr auf die Grundplatte des Y-Tisches, nicht auf den einstellbaren Drucktisch, durch Verdrehen eines Schrittmotors). Ich mache mir nach erfolgter Ausrichtung Markierungen an beiden Kupplungen zu den Schrittmotoren, damit ich Abweichungen später sofort erkennen und korrigieren kann.

Grüße

hpgrap

Danke für die Hinweise, dem stimme ich zu.
Re: Fragen zur Konstruktion - Leichtbau
25. March 2016 11:15
Hallo,

seit einigen Tagen bin ich mit der Konstruktion / Konzeption eines 3D Druckers beschäftigt. In meinem ersten Beitrag (Fragen zur Konstruktion) habe ich ein Foto der X -Führung eingestellt. Das ganze Teil kommt mir mitlerweile zu wuchtig vor. Deshalb mein zweiter Versuch einer Leichtbauweise. Das beigefügte erste Bild zeigt die neue X-Führung. Anstelle massiver Wellen habe ich zwei Aluminiumrohre. Dabei handelt es sich um Pfeile wie sie zum Bogenschießen verwendet werden. Sie zeichnen sich durch geradheit, einer ebenen Oberfläche und Steifigkeit aus (hatte ich rumliegen) . Bei den Führungen handelt es sich um kurze Abschnitte eines Silikonschlauches. Den Antriebsmotor befindet sich auf der Rückseite des Schlittens. Die Führung des Zahnriemens (Bild) wird dadurch einfach.
So wie Abgebildet, habe ich den Schltten ca. 2000 mal hin und her laufen lassen, ohne Probleme und mit absoluter Reproduzierbarkeit der Positionierung.
Meine Vorstellungen bzgl. der weiteren Vorgehensweise zeigt das zweite Bild. Hier verwende ich ebenfalls die Aluminiumrohre (Pfeile). Das Bild sollte weitestgehend selbserklärend sein. Falls erforderlich könne die Wellen problemlos gegen stabilere ausgetauscht werden.

Ich wollte die Konstruktion einmal vorstellen und würde mich über eine kritische Beurteilung freuen. Dies gilt insbesonders für die Anordnung des Motors. Ich kann mir nicht vorstellen, das dies nicht schon einmal so gemacht worden ist.

Gruß
manmaz
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Öffnen | Download - X_Schlitten.jpg (46.9 KB)
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Re: Fragen zur Konstruktion - Leichtbau
25. March 2016 11:23
Moin moin aus HU.
Versuche bitte nicht, das Rad neu zu erfinden, ausser Du hast zu viel Geld/Zeit. Dieser Antrieb ist zu schwehr, wenn dann noch der Extrudermotor dazu kommt. Alle Konzepte, die im Moment laufen, haben einen langen Leidensweg hinter sich.


Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
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Re: Fragen zur Konstruktion - Leichtbau
25. March 2016 11:30
Sehe ich das richtig das du den X Motor mitbewegen willst?
Wenn ja, das würde ich nicht machen, es erhöht die bewegte Masse enorm und kann dir nachher deutliche Probleme mit Druckbild und Geschwindigkeit bereiten.
Die Umschlingung des Pulleys ist auch unzureichend, sobald die Beschleunigung, oder die Schlittenmasse, zunehmen wird dir der Riemen überspringen.


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Re: Fragen zur Konstruktion
25. March 2016 11:39
Hallo manmaz

Wie wäre es eher mit einer schrägverzahnten Zahnstange.
Und dazu gehörigen Zahnrad.

Bei x hätte ich die Pfeile nicht verwendet wegen der schnellen Bewegung.
Bei z und Deiner Riemenkonstruktion hätte ich Angst das durch die Vorspannung des Riemens, das sich Deine Pfeile verbiegen.

Mfg Chris

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 25.03.16 11:49.
Re: Fragen zur Konstruktion - Leichtbau
25. March 2016 12:45
Quote
Fridi
Moin moin aus HU.
Versuche bitte nicht, das Rad neu zu erfinden, ausser Du hast zu viel Geld/Zeit. Dieser Antrieb ist zu schwehr, wenn dann noch der Extrudermotor dazu kommt. Alle Konzepte, die im Moment laufen, haben einen langen Leidensweg hinter sich.

Was ich vorgestellt habe, hat bis auf 1m Silikonschlauch nichts gekostet, Zeit habe ich als Rentner genung. Sicher wird der Antrieb durch den Motor schwerer, aber ein auf den Schlitten montierter Extrudermotor mit Extruder hat das gleiche Gewicht. Ich würde einen bowdenextruder mit außen liegenden Motor vorsehen. Damit sollte das Gewichtsproblem neutral zu betrachten sein. Die in einem anderen Beitrag erwähnte möglicherweise zu geringe Umschlingung mag zutreffen. Diese lässt sich ohne weiteres auf 180 grad vergrößern. Hierzu müsste die Reibung der erforderlichen Umlenkrollen berücksichtigt werden (ein umlaufender Riemen hat auch eine Umlenkrolle) . Wie in meinem Konzept dargestellt, wird die Y-Achse wie gehabt mittels Gewindestangen bewegt. Als Führung würde ich hier ebenfalls, auf jeder Seite zwei, Aluminiumrohre (die blau eloxirten Pfeile) verwenden. Die Z-Achse mit umlaufenden Zahnriemen wie gehabt. Die Y-Achse würde natürlich zusätzlich stabilisiert werden, da reichen die 4 Führungsrohre (Pfeile) nicht.

Meine Absicht ist es nicht die 3D Drucker Konstruktion zu revolutionieren, aber warum soll man nicht etwas ausprobieren. Mein Ziel besteht darin herauszufinden ob ich unter Verwendung einfacher und kostengünstigen Teilen einen Drucker bauen kann.

Sekt oder Selters, erst mal Selters.
Danke für alle Hinweise.
Gruß manmaz
Re: Fragen zur Konstruktion
25. March 2016 14:05
Ich wünsche dir viel Erfolg beim Bau deines Druckers, ich weiss aber jetzt leider nicht wie ich dir weiter helfen könnte.


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Re: Fragen zur Konstruktion - Leichtbau
26. March 2016 04:26
Quote
manmaz
Quote
Fridi
Moin moin aus HU.
Versuche bitte nicht, das Rad neu zu erfinden, ausser Du hast zu viel Geld/Zeit. Dieser Antrieb ist zu schwehr, wenn dann noch der Extrudermotor dazu kommt. Alle Konzepte, die im Moment laufen, haben einen langen Leidensweg hinter sich.

Was ich vorgestellt habe, hat bis auf 1m Silikonschlauch nichts gekostet, Zeit habe ich als Rentner genung. Sicher wird der Antrieb durch den Motor schwerer, aber ein auf den Schlitten montierter Extrudermotor mit Extruder hat das gleiche Gewicht. Ich würde einen bowdenextruder mit außen liegenden Motor vorsehen. Damit sollte das Gewichtsproblem neutral zu betrachten sein. Die in einem anderen Beitrag erwähnte möglicherweise zu geringe Umschlingung mag zutreffen. Diese lässt sich ohne weiteres auf 180 grad vergrößern. Hierzu müsste die Reibung der erforderlichen Umlenkrollen berücksichtigt werden (ein umlaufender Riemen hat auch eine Umlenkrolle) . Wie in meinem Konzept dargestellt, wird die Y-Achse wie gehabt mittels Gewindestangen bewegt. Als Führung würde ich hier ebenfalls, auf jeder Seite zwei, Aluminiumrohre (die blau eloxirten Pfeile) verwenden. Die Z-Achse mit umlaufenden Zahnriemen wie gehabt. Die Y-Achse würde natürlich zusätzlich stabilisiert werden, da reichen die 4 Führungsrohre (Pfeile) nicht.

Meine Absicht ist es nicht die 3D Drucker Konstruktion zu revolutionieren, aber warum soll man nicht etwas ausprobieren. Mein Ziel besteht darin herauszufinden ob ich unter Verwendung einfacher und kostengünstigen Teilen einen Drucker bauen kann.

Sekt oder Selters, erst mal Selters.
Danke für alle Hinweise.
Gruß manmaz

Hmmm, ich baue gerade etwas ähnliches, bei mir wird es nach 2 Druckern aber eher das Spaß Projekt, finde deinen Ansatz bis jetzt gut, aber du solltest noch 2 Kugellager bei den Motor packen, so dass der Riemen ungefähr in einem Halbkreis um das Antriebsrädchen liegt

Für die Gleiter nehme ich jedoch Teflonschlauch, der kostet bei Ebay 4€ oder so. Da er nicht super maßhaltig ist habe ich mir etwas einfallen lassen

[forums.reprap.org]

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 26.03.16 04:37.


Prusa Air 2
Merlin Hotend (passiv und verlängert)

Eigenbau X300 Y500 mit verlängertem Merlin Hotend
BIQU Magician
JGAURORA A5
Anycubic Photon
--------
Eine Kiwi am Tag deckt den menschlichen Tagesbedarf an Kiwis
Re: Fragen zur Konstruktion - Leichtbau
26. March 2016 16:22
Quote
Kenny-F-Powers

Hmmm, ich baue gerade etwas ähnliches, bei mir wird es nach 2 Druckern aber eher das Spaß Projekt, finde deinen Ansatz bis jetzt gut, aber du solltest noch 2 Kugellager bei den Motor packen, so dass der Riemen ungefähr in einem Halbkreis um das Antriebsrädchen liegt

Für die Gleiter nehme ich jedoch Teflonschlauch, der kostet bei Ebay 4€ oder so. Da er nicht super maßhaltig ist habe ich mir etwas einfallen lassen

[forums.reprap.org]

Ehre wem ehre gebührt, das mit dem Teflonschlauch habe ich deinem Beitrag entnommen. Meine Pfeile passten optimal ohne das Schneiden der Spirale in den Schlauch. Dadurch bin ich erst auf die Pfeile gekommen. Für die Gleitlager der Y-Achse werde ich auch eine Spirale schneiden müssen. Ich habe die dem Durchmesser angepasste Spirale versuchsweise mit einem Schrumpfschlauch überzogen, dies damit der Durchmesser über die gesamte Länge gleich bleibt. Den Riemen werde ich im Halbkreis um das Rad führen. Das mit dem Schrumpfschlauch finde ich genial, läuft leise, kostet nichts und Verschleiß spielt damit keine Rolle. Ich hoffe meinen Drucker soweit zum Drucken zu bringen, daß ich einzelne Komponenten durch gedruckte Teile austauschen (verbessern) kann.

Gruß
manmaz
Re: Fragen zur Konstruktion
26. March 2016 18:28
Na das freut mich doch smiling smiley
Ich werde nun meine Y achse probeweise in etwa so aufbauen wie bei dem Ding hier, da die Pfeile sehr leicht sind könnte das doch auch eine idee sein:
You Tube Smartrap
p.s. obwohl ein Köcher mit 20 Pfeilen neben meinem Drucker steht bin ich nie auf die idee gekommen die zwei zu verbinden..... sad smiley

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 26.03.16 18:29.


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Re: Fragen zur Konstruktion
28. March 2016 06:07
Quote
Kenny-F-Powers
Na das freut mich doch smiling smiley
Ich werde nun meine Y achse probeweise in etwa so aufbauen wie bei dem Ding hier, da die Pfeile sehr leicht sind könnte das doch auch eine idee sein:
You Tube Smartrap
p.s. obwohl ein Köcher mit 20 Pfeilen neben meinem Drucker steht bin ich nie auf die idee gekommen die zwei zu verbinden..... sad smiley

Hallo,
der auf dem Youtube Video vorgestellte Drucker sieht gut aus, man bekommt direkt Lust das eigene Konzept entsprechend zu ändern. Die hierzu erforderliche Präzision bekomme ich mit meinen Möglichkeiten jedoch nicht hin. In meinem letzten Beitrag ist mir ein Fehler unterlaufen, muß heißen ... das mit dem Teflonschlauch finde ich genial ... nicht mit dem Schrumpfschlauch. Ich habe daraus abgeleitet einmal eine komplette Linearfürung (als Versuchanordnung) hergestellt (Bilder) einmal mit einem billigen Aluminiumstab, läuft super leicht mit einem Spiel vergleichbar den Kugelbuchsen und weil es so schön ist einmal mit einem Pfeil. Letzteres läuft etwas stramm, ist jedoch der leichten Biegung des Schlauches geschuldet und kann durch die Länge der Führung minimiert werden. Ich werde alle Achsen entsprechend lagern.

Meine weiteren Anforderungen:

Um den häuslichen Frieden nicht zu gefärden muß der Drucker zusammengeklappt und in die Ecke gestellt werden können. Ich stelle mir vor die Y-Achse gegen den Rahmen der X-Z Achse zu klappen. Meine fertig montierte X-Z Achsenkonstruktion hat die Maße 45/45/ 8 cm. Mein Bestreben ist es also alles auf 45/45/20 cm zu packen. Ich bin mir darüber im klaren, daß es Probleme mit der Kalibrierung geben kann (wird) aber der Drucker soll nicht jede Woche auf und abgebaut werden.
Frage: Hat jemand so etwas schon einmal gemacht oder hat jemand eine Idee wie man so eine Verbindung lösbar und einigermaßen reproduzierbar wieder herstellen kann.
Zweitens suche ich nach geeigneten Steckverbindungen um die Einheiten bei Bedarf zu trennen. Hinweis, Idee?

Gruß
manmaz
Anhänge:
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Re: Fragen zur Konstruktion
28. March 2016 07:07
Hallo manmaz

Ich weiß nicht hattest den schon gesehen?

Vielleicht wäre das was? [reprap.org]

Das mit dem Schrumpfschlauch sieht jedenfals besser aus und stabiler als mit Kabelbindern. thumbs up
Mfg Chris

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 28.03.16 07:18.
Re: Fragen zur Konstruktion
28. March 2016 07:10
Das mit deim Pfeil ist und bleibt der Hammer grinning smiley

Es gibt "klappbare" Drucker,

z.B.:
[www.thingiverse.com]
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