Drucker XXL - Frage zu Präzisionswelle

Hallo Zusammen,

ich bin dabei meinen ersten Drucker zu entwerfen. Habe seit einem Jahr einen Prusa i3 und bin sehr zufrieden, bis auf die große des Bauraums.
Ich würde nun gerne einen Drucker bauen, der 100cm auf 60-80 cm Bauraum hat. Die Höhe sollte ebenfalls bei 60 - 80 cm liegen.
Die Druckplatte soll sich nicht bewegen, da dort eine Spiegelplatte eingelegt werden soll und ich denke das wird zu schwer für einen oder zwei Schrittmotoren!
Denn Aufbau stelle ich mir folgendermaßen vor: 1000 = y Achse (Zahnriemen Antrieb), darauf befestigt ist die z Achse (Spindel Antrieb) und ebenfalls die x-Achse (Zahnriemen Antrieb).
Damit der Aufbau schön lotrecht bleibt, wird die y- Achse etwas länger und es werden querstreben zwischen y und z angebracht, die dann ebenfalls mit einem Linearkugellager auf y laufen.


Dadurch liegt das gesamte Gewicht auf den Y-Wellen.

Nun meine Fragen: Ich hatte vor für die Y-Welle die "Präzisionwelle Ø15mm cf53 h6" zu erwerben und zusätzlich unter die Mitte der Stange einen Auflageblock zu montieren um dem wahrscheinlich hohen Gewicht des Druckkopfs entgegen zu wirken. Denkt ihr, 15 mm sind zu wenig oder zu viel?
Was für Schrittmotoren wären nötig um ein Gewicht von 2-3 Kilo unkompliziert zu bewegen.

Das dieser Aufbau funktioniert, weiß ich von einem Kumpel, der eine alte Fräse umgebaut hat. Da sind natürlich hochwertige Komponenten dran. Allerdings kann der Kopf nur 10 cm hoch fahren. Da ich aber einen Drucker baue, kann ich viel Gewicht einsparen und es muss keine Vorschubkraft wie bei einer Fräsoperation kompensiert werden.

PS: Ich drucke nur PLA und eigentlich nie schneller als 35 mm/sec.

Moin Easy...

ich verstehe die Gewichtsprobleme nicht.
Warum sollte denn der Druckkopf so schwer werden ??
Hast Du vor 23 Extruder direkt zu bereiben ??
Oder ist Dein Extruder aus Gold ??

Die Druckplatte soll sich nicht bewegen, da dort eine Spiegelplatte eingelegt werden soll und ich denke das wird zu schwer für einen oder zwei Schrittmotoren!

Im Grunde musst Du die Stabilität doch in den Rahmen bekommen und kannst bei den Spindeln "normales" Material einsetzen, d.h. Dein Problem wird in erster Line die Z-Achse sein, aber selbst da, so denke ich, werden die NEMA17 Motoren durchaus hinreichend dimensioniert sein (wenn Du nicht den billigsten Kram nimmst)
Die notwendigen Linearführungen reduzieren ja auch die notwendigen Kräfte.

Mach doch mal eine Skizze damit wir nicht nur Text sondern, auch mal ein Bild zu Deiner Konstruktion sehen.

... und (Scherzmodus an) .. Du bist Dir schon im Klaren das der Nachdruck eines Porsches einen noch größeren Bauraum benötigt !??
Viel Spass bei der Druckzeit......(Scherzmodus aus)

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 11.07.16 10:36.

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Die Dummheit ist rund. Niemand weiß, wo sie anfängt und wo sie aufhört.

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(Wood) CTC - i3Clone a.D.
(Yellow) i3-Steel Eigenbau ( Ramps 1.4 )
(Green) Prusa i3-MK3
(Red) DICE von Skimmy
(Blue) Anycubic Chiron
(Grey) Qidi-Tech X-MAX

Luclass

Hey,

danke erstmal für die schnelle Reaktion.

Ich verwende zwar keine 100 Extruder, gehe davon aus das der Druckkopf bzw der Aufbau schon etwas wiegen wird, dadurch das ganze Gestänge und die Schrittmotoren + Rahmen für Stabilität alle auf der Y-Schiene liegen. Ich hab mal eine grobe Zeichnung vom Aufbau der einzelnen Axen und eine seperate Zeichnung von der stabilisierung der Z-Achse angefertigt. Das zeigt aber nicht wirklich den Drucker, sondern nur die Komponentenverbindung. Über die Art des Rahmens hab ich noch nicht groß nachgedacht, wollte es mit Aluvierkant Profilen versuchen.

Also aus dem Bauch herraus würde ich sagen 15mm ist schon echt viel. Ein Motorrad hat 2x 20 mm (Durchmesser) Achsen. Da lasten dann aber auch insgesamt ca. 2.500 N (sprich 250 kg) drauf. Also aushalten wird die Achse das ohne Probleme.
Wenn du dir gedanken über die Durchbiegung machst, kann ich dir das gerne mal berechnen. Du bringst das Gewicht auf 2 Wellen oder? Bzw. ist auf der Rückseite auch noch mal eine Y-Achse, sprich 4 Wellen, oder ist die x-Achse nur einseitig gelagert?
Da würde ich mir dann eher sorgen um die X Achse machen.

Hey N8boy,

die skizze war nur vereinfacht, wird natürlich auf 2 Wellen links und 2 Wellen rechts gelagert. Die Z Achse natürlich auch. Da fehlt in der Zeichnung noch ein Rahmen, der die Z- und X- Komponenten lotrecht hält, plus diese diagonalen Führungsstangen aus Skizze 2, die ein Wakeln des Z/X Aufbaus verhindern sollen.

Bei der Wahl von 15mm Durchmesser gings mir in der Tat um die Durchbiegung, macht sich ja beim Drucken deutlich bemerkbar. Lieber ist die Konstruktion überdimensioniert als zu schwach, wenn´s nach mir geht. Da darf ruhig Luft nach oben sein.

Sowohl die Y-Achse, als auch die Z-Achse würde ich gerne mit jeweils 2 synchronisierten Motoren antreiben, oder gibt das Hitzeprobleme? Bei meinem Prusa sind nur die Z Motoren synchron. Oder reicht 1 Schrittmotor um den ganzen Aufbau (sagen wir mal 2 Kilo) parallel und dauerhaft über 100 cm zu hiefen.

Der Extruderkopf hat übrigens einen weiteren Schrittmotor damit der Kopf beim Dual-Extrusion angekippt wird und mir die inaktive Düse nicht immer mein Druckobjekt streift, was zu fiesen Narben führt.

Oder ist das alles Quatsch was ich mache und sollte lieber auf Delta setzten?

Vielen Dank bis hier

Hallo,

da ein Link zu einem Excel um die Durchbiegung zu berechnen: http://www.roboternetz.de/community/threads/28186-Tool-zur-Berechnung-der-Wellendurchbiegung

Wenn Du für Y 4 Wellen 15mm Durchmesser, mit je 1000mm Länge hast und daran 2kg/20N hängen, also 0,5kg/5N pro Welle, biegt sich das um 0.204 mm.
(Gerechnet Welle lose zweiseitig aufliegend, Belastung in der Mitte, in der Realität sind die Werte kleiner, da die Welle ja etwas gespannt ist).
Also deutlich unterdimensioniert für die Größe, da kannst Du die 0.15mm Abstand zum Druckbett nicht vollflächig konstant einstellen.
Selbst mit 20mm Wellen bist Du immer noch bei 0.064mm....

Und das ist nur die statische Belastung, dynamisch schwingt es dann in alle Richtungen.

2kg für den Druckkopf + Querwellen + Stepper, für die beweglichen Teile ist realistisch, der X350 von German Reprap ist wesentlich kleiner bewegt mit Dual-Extruder aber in etwa diese Masse.

Ich würde bei der Größe eher zu Linearführungen tendieren, die auf stabilen Aluprofilen mind. 40mm, eher sogar 80mm verschraubt werden.

lg
Markus

4-mal bearbeitet. Zuletzt am 12.07.16 02:28.

Bei den Dimensionen sind freitragende Wellen die allerschlechteste Wahl.

Eine 15er Linearschiene mit einem unterstützenden 60x30 Profil hochkant ist da die bessere Wahl.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 12.07.16 07:28.

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Power is nothing.....without control!

Bei der berechnung wurden aber die mittigen Wellen abstützungen nicht berücksichtigt, daher wird das ganz doch etwas geringer ausfallen. Nichtsdestotrotz macht es sinn hier auf stabilere Profile mit Linearführung umzusteigen.

Ja das stimmt, die mittlere Abstützung hab ich nicht eingerechnet, die Durchbiegung wird damit auf 500mm gerechnet nur 0.025mm.

Trotzdem: Profile mit Linearführung !

lg
Markus

Ich weiß nicht wieso die Leute immer so an diesen frei schwingenden Wellen hängen.
Das ist doch totaler Müll.
Was Ihr hier berechnet ist auch nur der statische Lastfall. Wir wollen doch aber Drucker bauen die sich auch bewegen...

Die billigsteAlternative sind unterstütze Wellen. Die gibt es auch wie Sand am Meer.

Profilschinenführungne werden bei der Länge recht schnell teuer.

Hey Leute,

danke für die zahlreichen Antworten, die ja nur zu einem Schluß kommen > Profile mit Linearführung!

@ Chaosstifter bzgl "Ich weiß nicht wieso die Leute immer so an diesen frei schwingenden Wellen hängen."

Das liegt daran, das ich keinen Plan von den Materialeigenschaften und Mechaniken habe. Ich fuchs mich da grad erst rein, lerne aber schnell . Ich schau mir halt meinen Drucker an und analysiere wie er funktioniert und ob das in einer größeren Version funzt. Und bei meinem bewegt sich der Tisch in "Y", d.h. der Bewegungsspielraum ist dann bei ner 20 cm Platte 40 cm. Da ist das noch ok, aber bei den Dimensionen von 100 x 80 cm wären das 200 bzw. 160 cm. Also muss ich das Umbauen und da orientiere ich mich an dem, wie der Prusa i3 aufgebaut ist, eben mit Wellen, Spindeln und Zahnriehmen.


Würde man denn eine Linearführung selber bauen oder besser (der Präzision halber) fertig kaufen?

Hab jetzt mal auf der Suche nach Linearführungen das Bild im Anhang gefunden. Das ist eigentlich genau das, was ich wollte. Da wird die gesamte Länge des Rundstabs unterstützt. Nur auf was montiert man sowas dann am besten. Ist ein Aluprofil wirklich exakt gerade und mehr oder weniger verzugsfrei?
Alles fängt ja mit der Basis, bzw. dem Rahmen an. Hab gesehen das Leute Aluprofile auf eine (dicke) MDF Platte schrauben, aber irgendwie wirkt MDF auf mich nicht sehr vertrauenserweckend, was die Verzugsfreiheit angeht?

Grüße Easy

Das geht schon auch....wenn die nur nicht von Haus aus Scheiße wären. Es gibt sowas auch in gut, nur nicht von CNC Discount. Und dann wirds teuer.

Wir meinen eher Profilschienenführungen.

Gib dich aber keinen Illusionen hin. Dein Vorhaben wird, wenn du es richtig machen willst....sicher 2000 Euro reine Mechanikkosten verursachen.

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Das ist schon ok mit der Kohle. Ich bin nicht davon ausgegangen, dass das günstig wird, aber es soll eben nicht schrottig werden UND Geld kosten.

Meint ihr mit Profilschiene sowas?
[www.ebay.de]

Kenn mich wirklich Null aus mit der Qualität der Hersteller, bzw. mit dem Preis/Leistungsverhältnis. Wo würdest du denn deine Halbzeuge beziehen?

Grüße

Ich kaufe immer die Romani Führungen.
Bei dir wären die ausreichend.

[m.ebay.de]

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Gruß

also ich konstruiere auch gerade einen Drucker
Verwende diese hier:

[product.item24.at]

500x500x800 Rahmen

Möchte dann auf einem solchen eine Schiene montieren mit einem Kugelumlaufschlitten.

Habe schon eine erste Finite Elemente Rechnung gemacht für den Rahmen.

Meine Annahme: Kraft von F=1kgxBeschleunigung 10m/s^2 greift oben am querträger an (also 10N)

Eine Einhausung aus 5mm Alublech sollte dem Rahmen genug Steifigkeit bringen, sodass die Gesamte Verwindung des Rahmens unter 5 bis 8 mü bleibt.

Allerdings hat der ganze Kasten dann (meiner hat jetzt schon 55kg + ) sicher über 70 kg

Gibt massig FE Programme die kann ich sehr empfehlen.....

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.07.16 19:02.

Eine FEM Simulation ist immer nur so viel Wert wie die Informationen und die Sorgfalt die man reinsteckt.
Man kann sich vieles ausrechnen lassen...

Warum Item?
Für privat sind die Preise dort einfach super hoch und die Qualität ist nicht soo viel besser.
Ich hab von denen mal eine sehr simple doppel-T Konstruktion zusammenschrauebn lassen. Musste damals schnell gehen und ich wollte alles fertig haben.
Hat viel gekostet und die Träger waren verkehrtherum eingeschraubt....

Denk mal auch in diese Richtung:

[www.gryphoncnc.com]

Ich habe ein 3D Drucker aus Makerslide-Profilen. Günstig, stabil.

Quote
soletto
Gruß

also ich konstruiere auch gerade einen Drucker
Verwende diese hier:

[product.item24.at]

500x500x800 Rahmen

Möchte dann auf einem solchen eine Schiene montieren mit einem Kugelumlaufschlitten.

Habe schon eine erste Finite Elemente Rechnung gemacht für den Rahmen.

Meine Annahme: Kraft von F=1kgxBeschleunigung 10m/s^2 greift oben am querträger an (also 10N)

Eine Einhausung aus 5mm Alublech sollte dem Rahmen genug Steifigkeit bringen, sodass die Gesamte Verwindung des Rahmens unter 5 bis 8 mü bleibt.

Allerdings hat der ganze Kasten dann (meiner hat jetzt schon 55kg + ) sicher über 70 kg

Gibt massig FE Programme die kann ich sehr empfehlen.....

Was bringt dir das....wenn die Profile krumm sind....und das sind sie alle, und du die nicht überfräsen kannst, dass Teil nicht auf einer Messmaschine zusammen bauen kannst.

Und hier auch wieder....wenn du deine Baugruppe ins FEM wirfst...und da alles dynamisch rechnen kannst...hab ich Respekt. Da du aber kein Ansys zuhause haben wirst...ist das eher unwahrscheinlich.

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Hey Leute,

kennt sich jemand mit den Produkten der Firma IGUS aus? Wurde mir von einem Kumpel empfohlen. Es geht mir in erster Linie um die Qualität, der Preis ist erstmal sekundär (man darf ja rumspinnen). Die haben unter anderem auch ultraleichte Carbon Linearführung etc.

PS: Der Drucker soll schon für professionelle Arbeiten gedacht sein, nur will ich open-source haben, da ich mir A. das Material selber aussuchen will (nicht wie bei Startasys, diesen Geiern!), B. ABSOLUTE Kontrolle über jeden einzelnen Pfad haben will, z.B. mit Grasshopper/Silkworm, bzw. (etwas tricky) mit Slic3r und AMF Dateien.

Und alles was grad so in meiner digitalen Schublade liegt, ist zu groß für meinen Prusa.

Die IGUS Sachen sind schon sehr gut, aber die Carbon Führungen sind dann doch eher etwas für den Fotobereich.
Der BBOne und sein kleiner Bruder verwenden die z.B. [bbone.info]

---

[www.bonkers.de]
[merlin-hotend.de]
[www.hackerspace-ffm.de]

OK Also ich habe ja auch schon gelesen das die Profile Krumm sind.
Wo gibt es den dann gerade Profile zu kaufen

Habt ihr Tipps?
Und welche Führungsschlitten sollte man wählen.

Mal das nötige Geld nich berücksichtigt.

Carbon Führungen? Wo die muss ich haben. Passt zu meinem Carbon Rennrad

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 19.07.16 13:53.

Gibt es nicht, aber du kannst, wenn du es wirklich wirklich willst, bei SKCNC anfragen, die überfräsen dir jedes Profil mit der großen Fräse, bis zu 2000mm.
Carbonführungen....so ein Schwachsinn....ehrlich...

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Quote
Stud54
Gibt es nicht, aber du kannst, wenn du es wirklich wirklich willst, bei SKCNC anfragen, die überfräsen dir jedes Profil mit der großen Fräse, bis zu 2000mm.
Carbonführungen....so ein Schwachsinn....ehrlich...

Vielleicht hol ich mir einfach als Welle ein Kanonenrohr von Rheinmetall, das dürfte doch meinen Ansprüchen genügen

Oder du redest weniger...und denkst mehr nach....auch ne Option

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