Leichte topspeed Motoren
31. August 2015 13:01
Hallöchen.

Für meinen eigenbau suche ich Nema 17Motoren oder kleiner, mit denen ich richtig speed und gute beschleunigung erreichen kann. Da ich da nur 2 Motoren brauche, können sie gerne etwas mehr kosten als z.b. Wantai Motoren.
Re: Leichte topspeed Motoren
01. September 2015 12:30
Zu viel wachsweiche aussagen ...

Kleiner als NEMA17 ... NEMA 14, 11, 8

Was ist richtig Speed?
Was ist gute Beschleuningung?


Entweder du musst die genannten Faktoren definieren z.b. Motor xy ist zu langsam oder definieren welches Drehmoment, Drehzahl ... ohne kannst Du keine Datenblätter wälzen und zu einem Ergebnis kommen.

Kurz gesagt
... Induktion ist dein Feind - je mehr mH der Motor hat desto träger macht in die Induktivität
.... Spannung ist dein Freund - je Höher die Spannung mit der an den Regler/Motor gehst desto besser -- wirkt gegen die Knüppel die Dir die Induktion zwischen die Füsse wirft.


Als Beispiel ein NEMA 11:
(Werte aus einem Datenblatt)


Moment ca. 8Ncm
Alle Werte mit Nennstrom 0,67Ampere

Betriebsspannung : 12 Volt 400U/min - ~8Ncm
Betriebsspannung : 24 Volt 400U/min - ~8Ncm
Betriebsspannung : 48 Volt 400U/min - ~8Ncm

Betriebsspannung : 12 Volt 1000U/min - ~4,8Ncm
Betriebsspannung : 24 Volt 1000U/min - ~7Ncm
Betriebsspannung : 48 Volt 1000U/min - ~6,9Ncm

Betriebsspannung : 12 Volt 1500U/min - ~3Ncm
Betriebsspannung : 24 Volt 1500U/min - ~6,4Ncm
Betriebsspannung : 48 Volt 1500U/min - ~6,7Ncm

Betriebsspannung : 12 Volt 2000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 24 Volt 2000U/min - ~5,2Ncm
Betriebsspannung : 48 Volt 2000U/min - ~6,4Ncm

Betriebsspannung : 12 Volt 3000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 24 Volt 3000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 48 Volt 3000U/min - ~5,9Ncm

Betriebsspannung : 12 Volt 4000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 24 Volt 4000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 48 Volt 4000U/min - ~5,2Ncm

Betriebsspannung : 12 Volt 5000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 24 Volt 5000U/min - nicht möglich
Betriebsspannung : 48 Volt 5000U/min - nicht möglich

Kurzzeitig:
Betriebsspannung : 48 Volt 1Ampere 6000U/min - 1,88Ncm
Betriebsspannung : 48 Volt 1Ampere 7000U/min - 0,6Ncm


Wenn Du also nicht weißt welches Drehmoment du brauchst, kannst Du nicht mal die max. Drehzahl finden.

Wie man sieht, fährt man mit der hohen Spannung besser. Es liegt also keinesfalls nur am Motor - sondern auch am Regler.
Re: Leichte topspeed Motoren
14. September 2015 19:08
Ich habe mich falsch ausgedrückt bei meiner Fragestellung.

Mir ging es mehr darum nach Steppern zu fragen, denen man das Maximum an Beschleunigung und speed unter einem Prusa rauskitzeln kann.
Wird für mein Projekt benötigt.
Dennoch ist die Antwort sehr hilfreich. Ich brauch also Stepper, dessen Induktivität möglichst gering ist, und möglichst hohe zugelassene Spannung kompensiert diese.
Ein 12V Ramps fällt da schon mal flach, oder ich muss es auf 24V umrüsten. Oder es geht auf den 24V Radds zu.

Beispiel: Betriebsspannung : 24 Volt 2000U/min - ~5,2Ncm

Das wäre wohl in dem Beispiel das höchste der gefühle.
Nun frage ich mich, wenn die Spannung erhöht wird, müsste doch der Strom zwangsläufig ebenfalls ansteigen. Oder regelt das der Treiber?
Die Stepper haben wohl kaum selbstregelnde Innenwiderstände.


Ehemalige Drucker: Prusa i3 Hephestos, Prusa i3 rework, Geetech i3 China-Acrylat
Drucker im Besitz: Toolson i3 mk2,
Drucker im umbau: Creality CR-10, Flashforge Finder red
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Drucker in Planung: Subject Delta, Prusa i3 Lantia GTI, Trumpf truplast 5300
Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 01:05
Aaalso....der Steppertreiber ist ein stromgeregelter Baustein. Im Grunde nix weiter...wie 4 Schalter, die nacheinander schalten, in einer bestimmten Reihenfolge. Gaaanz primitiv ausgedrückt.

Es wird also permanent der Strom gemessen und geregelt. Das ist unabhängig von der Spannung.

Aber die Spannung ist nicht unwichtig.

Je höher diese ist, desto schneller kann die Spule magnetisiert werden und je weniger schlimm wirkt sich die Gegeninduktion zeitkritisch aus.

Das heißt, dass ein Schrittmotor an 12V seine maximale Geschwindigkeit vielleicht nicht erreichen kann, da sich, wenn der nächste Schritt schon kommt, das Magnetfeld noch nicht komplett aufbauen konnte.

Schrittmotoren sind aber nicht wirklich für hohe Geschwindigkeiten ausgelegt. Das ist leider so, dafür steht dir volles Drehmoment ab Geschwindigkeit 0 zur Verfügung.

Neuere 3 Phasen Schrittmotoren können schon schneller....brauchen aber auch andere, komplexere Treiber.

Du könntest ja auf größere Riemenscheiben umbauen...winking smiley


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Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 02:28
Ich würde mich aber erstmal auch nicht unbedingt auf die Motoren und deren Beschleunigungs- und Top-Speed-Werte versteifen. Du wirst da schnell die Erfahrung machen, daß da nicht unbedingt die Motoren der begrenzende Faktor sind, sondern ganz andere Dinge vorher geklärt sein müssen:

  • Der Drucker-Rahmen muss ausreichend stabil sein
  • Du musst Schwingungen unterschiedlicher und wechselnder Frequenz in den Griff bekommen, damit sich der Drucker nicht zu stark aufschwingt
  • Du brauchst ausreichend starke Riemen, damit die bewegten Massen wieder abgebremst werden können
  • Druckteile (falls du die einsetzen möchtest) müssen ausreichend stark und steif sein um den auftretenden Kräften entgegenwirken zu können. Die Teile brechen recht schnell, wenn man die überlastet.
  • Die Achsenlängen müssen ausreichend lang sein, damit hohe Geschwindigkeiten überhaupt erreicht werden können
  • Das zu druckende Teil muss ausreichend groß sein und entsprechend lange Segmente haben, damit hohe Geschwindigkeiten überhaupt erreicht werden können
  • Das Hotend und der Extruder müssen in der Lage sein, genügend Filament zu transportieren, zu schmelzen und die Düse muss entsprechend groß sein damit nicht zu viel Druck aufgebaut wird
  • Du brauchst ein Filament, welches mit hohen Geschwindigkeiten gedruckt werden kann. Einige Sorten (PETG, XT-CF20, etc.) sind in Sachen Geschwindigkeit sehr, sehr wählerisch.
  • Du darfst keinen Wert auf hohe Druckqualität legen. Grundsätzlich nimmt die Druckqualität mit zunehmender Geschwindigkeit ab.

Ich würde an deiner Stelle erstmal mit günstigen, gängigen Motoren testen. Für unter 10€ bekommst du schon Nema 17 Motoren mit denen du viele Drucker in die Knie zwingen kannst.

Welchen Aufbau hast du eigentlich geplant? Willst du auf den Achsen Steilgewindespindeln einsetzen?


--
Microsoft MVP in den Kategorien DirectX/XNA * Visual C++ * Visual Studio and Development Technologies seit 2011

  • Mein Erster (RAMPS 1.4, Selbstbau WolfStrap-Derivat mit Linearführungen, Wade Extruder und E3D lite6 Hotend)
  • Cub44 (Selbstbau Dual Wire Gantry Derivat mit Zahnriemen und Linearschienen, RADDS 1.5 und DUE, Custom Hotend - E3D like, Compact Bowden Extruder)
  • HexMax (sechseckiger Delta (eigenes Design) mit Druckraum 300mm Durchmesser und >=400mm Höhe, RADDS 1.5, 24V, Custom Hotend, Compact Bowden Extruder)
  • P3Steel Toolson MK2 - Keine Zeit zum selbst planen ;-)

Andere Projekte: FSR Board (ABL-Sensor-Platine inkl. Firmware) * ThirtyTwo (32Bit RepRap-Firmware)
Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 02:36
@Glatzemann Ist ja nicht so, dass er noch keinen Drucker gebaut hat winking smiley

Quote

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Drucker im bau: Prusa i3 rework
Drucker in Planung: Prusa i3 GTI, Trumpf truplast 5300


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Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 03:14
Und gaanz wichtig: bewegte Massen möglichst gering halten. Der bewegte Tisch eines Prusa und vermutlich ein Direktextruder auf der X-Achse sind der Flaschenhals - war zumindest bei meinem Prusa i3 so...


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Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 04:08
Darüber habe ich mir schon gedanken gemacht.
Gerade der Extruder bekommt ne zwangsdiät in form eines bowden-extruders.
So hab ich den schweren Stepper schon mal von X Achse runter. Allerdings glaube ich, sind die kniffliger in der Handhabung.
Trapezspindeln kommen nur auf Z vor, für den rest muss ich mir was einfallen lassen. Denn die GT2 Riemen machen das nicht gut mit fürchte ich.
Den Rahmen werde ich nach hinten und nach vorne abstützen, sowie Füße anbringen um den Drucker auf ner ebene zu fixieren.


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Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 06:29
Du willst also im Grunde einen "Top-Speed Prusa i3" bauen?


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Re: Leichte topspeed Motoren
15. September 2015 20:17
Kurz und knapp: Ja.

Qualität ist da dann zweitrangig, das kann er dann auch langsam.


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Re: Leichte topspeed Motoren
16. September 2015 13:00
der prusa i3 ist aber mit Sicherheit der falsche Rahmen für Top-Speed.

bei richtig Speed würde ich an sowas, wie den Mendelmax 1.5 denken.

Ich habe neulichs beim nächtlichen Stöbern ein sehr interessantes projekt gefunden: Beiwagerl hieß das, da druckt dann tatsächlich jmd. mit 400mm/s ohne arg zu großes Zauberwerk im Sinne von Spezialmotoren etc.

hier mal nen Link:

[www.youtube.com]

hier noch ein Video.

irgendwo gabs auch noch nen Wordpress Blog dazu.

google mal nach Chris + Beiwagerl

400mm/s sind schon ne Ansage!
natürlich wackelt da dieser kleine Rahmen vollkommen.

nen kleiner und simpler Aufbau aus Aluprofil ein kleines Druckbett (10x10cm oder 15x15cm) und pro Achse eine Linearführung alà HiWin MGN12 (aber bitte kein Nachbau) zwecks Leichtlauf - dazu nen Bowden, da sollte einiges gehen!

Alex

Edith sagt hier gibts weitere Infos:
[chrisu02.wordpress.com]

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.09.15 13:04.
VDX
Re: Leichte topspeed Motoren
16. September 2015 13:35
... mein alter, modifizierter Orca kann auch mit 300mm/s drucken, wenn ich PLA nehme und die Parameter entsprechend dem Filament optimiere - die Ergebnisse sind dann aber nicht verwendbar, so daß ich eher mit 50-80mm/s drucke.

Hab' aktuell noch eine 'schwere' Anlage für eine Pastedispenser-Entwicklung in Arbeit, die in dem kleinen Arbeitsraum von 145x200mm bis 400mm/s schafft, das ist aber auch eher weniger für die Produktion geeignet confused smiley


Viktor
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Re: Leichte topspeed Motoren
16. September 2015 17:37
In fast die selbe richtung wie der Rahmen des Beiwagerl habe ich bereits geplant.
Dass ich nach hinten, nach vorne und seitlich zusätzlich Stabilisiere und abstützen werde.
Auch um den Druckbett herum wird mit 6mm (Guss)Alublech abgestützt, damit nicht zuviel rappeln kann.

Weitere erläuterungen wird es dann in einem Projekt-Thema von mir geben.
Wenn er die 400mm wirklich mit guten normalen Steppern erreicht, dann werde ich mich ersma hinsetzen und Datenblätter Wälzen.
Eure infos und die des Beiwagerl lass ich dabei durch den Kopf gehn.

Vielen dank winking smiley


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Re: Leichte topspeed Motoren
17. September 2015 06:10
Quote
Ishtmi
In fast die selbe richtung wie der Rahmen des Beiwagerl habe ich bereits geplant.
Dass ich nach hinten, nach vorne und seitlich zusätzlich Stabilisiere und abstützen werde.
Auch um den Druckbett herum wird mit 6mm (Guss)Alublech abgestützt, damit nicht zuviel rappeln kann.

Weitere erläuterungen wird es dann in einem Projekt-Thema von mir geben.
Wenn er die 400mm wirklich mit guten normalen Steppern erreicht, dann werde ich mich ersma hinsetzen und Datenblätter Wälzen.
Eure infos und die des Beiwagerl lass ich dabei durch den Kopf gehn.

Vielen dank winking smiley

Das was beim Beiwagerl wackelt ist der ganze Drucker nicht der Rahmen, weil er auf einer Schaumstoffmatte steht, ausserdem hat der Drucker lauter Nema14 (1,8kg Haltemoment), keine Nema17.
Das der so schnell ist ist eigentlich nur ein zufälliges Nebenprodukt, das Ziel war ein möglichst kompaktes Gerät.

Vom Speed her kann man immer viel fahren (wie VDX auch schon sagte, bei meinem gemoddeden Orca ist das auch das gleiche -> sehr stabiler Rahmen -> relativ hoher speed, die Plutoplate ist zb aufm Orca mit 200+ gedruckt), allerdings ist bringt richtig hoher Speed nur was bei Travel, das ich mir zb beim Beiwagerl zum Beispiel den retract vom Bowden einfach weg sparen kann.

Drucktechnisch 400 geht natürlich nur bei langen geraden Bahnen, aber wer druckt schon nur Würfel.
Um die Geschwindigkeiten überhaupt sinnvoll zu erreichen muss man einfach jedes nur mögliche Gramm an den bewegten Teilein einsparen, weil echter hoher Speed kommt nur durch hohen Yerk und Acceleration.
Hauptproblem ist bei solchen Geschwindigkeiten das zu druckende Material, die Viskosität ist oft einfach nicht genügend hoch um auch um Kurven noch genau drucken zu können, das wird dann einfach hinten nach gezogen.

Wenn die primäre Anforderung hohe Geschwindigkeit sein soll, ist ein Prusa (wie ein Beiwagerl) oder Mendelmax aber generell absolut die falsche Plattform.
In dem Fall sollte immer auf ein Bett gesetzt werden das nur Z macht und X/Y dann auf eine Kreuztechnik setzen, das ergibt schon mal die besten voraussetzungen, der Rest ist dann "nur" noch eine frage der richtigen (leichten!) Komponenten.

Chri

p.s.: nachdem ich den Text zig mal editiert hab ist er hoffentlich noch verständlich eye rolling smiley


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VDX
Re: Leichte topspeed Motoren
17. September 2015 13:07
... auch mit schwereren bewegten Massen geht noch einiges - hier habe ich meinen 'paste-bot' mit bis zu 400mm/s laufen - [vimeo.com]

Ab Mitte ist auch zu sehen, was in Z mit einer 'richtigen' Spindel geht.

Ich bin noch an der Software wegen Kamera-teachen dran, danach will ich das Ding entweder mit einem Dispenser oder FDM-Druckkopf bestücken und schauen, was damit geht ...


Viktor
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