Sensor für Filamentdurchmesser?!?

Moin ich bin schon etwas Länger auf der Suche nach einem geeigneten Weg den Filamentdurchmesser bestimmen zu können und will mich evtl. an eine Eigenentwicklung wagen.
Ein paar Experimente habe ich diesbezüglich auch schon gemacht allerdings sind meine Ansätze bisher auch eher zu klobig, zu teuer oder zu umständlich.

Bisher habe ich auch nur Recht wenige Informationen oder Systeme im Internet gefunden. Besteht da seitens der Community so wenig Interesse oder gibt es andere Gründe?

Die maximal Handvoll Systeme die ich gefunden habe arbeiten allesamt auch nur 1D, dadurch daß das Filament meißt leicht oder stark Oval ist und sich im Sensorbereich sicherlich auch Mal dreht. Sind diese Lösungen finde ich eher kontraproduktiv.

Habt ihr so ein System im Einsatz, Erfahrungen oder schon Ideen dazu?

Ich Stelle mir vor, das der Sensor folgendes können sollte/könnte.
2D Erfassung des Querschnittes,
Bewegungserkennung,
Filamente der.


Gruß Micha

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.01.20 02:54.

Hi Micha,

... es gab immer wieder mal Ansätze zur "dynamischen Feedrate-Anpassung" nach Durchmesser-Variationen, die dann wieder verpufft sind

Am einfachsten dürften zwei kleine Doppelrollen ("überkreuz" für XY) sein, welche einmal den Abstand zwischen den Rollen messen und evtl. auch gleich die Bewegung ...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.01.20 04:11.

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Viktor
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Hi Viktor,
Ich frage mich die warum sie verpufft sind.
Ist es nur die kontraproduktivität aufgrund der 1D Messung, oder gibt es noch andere Gründe.

Die Messung solch kleiner Abstandsänderungen ist mit Bastler Equipment auch eher schwer. Bezahlbare Tof Sensoren fallen aufgrund der benötigten Genauigkeit aus. Hal Sensoren sind auch zu Störanfällig.
Einzig Umbau eines Messschiebers oder Profiltiefenmessgerätes fällt mir ein. Diese müssten aber ständig wieder neu kalibriert werden und auch die Abmessungen des ganzen werden dann auch eher unhandlich.

Die Optische Erfassung des Schattens über einen Zeilenscanner hinter einer Lichtquelle finde ich da schon etwas Praktikabler auch. Wenn die Lichtquelle etwas weiter entfernt sein muß.

Mit einer Gehackten Computermaus habe ich auch schon experimentiert. Bewegungen lassen sich damit sehr leicht erkennen, die Auflösung der Camera 64x64 Pixel ist aber viel zu grob um den Filamentdurchmesser zu bestimmen.

Gruß Micha

... mit einer festen Rolle und der anderen an einem mit einer Feder vorgespannten Hebel reichen zwei Platten mit einem kleinen Abstand dazwischen -- eine ist fest, die andere sitzt am "Hebel" und ändert den Abstand mit dem Filamentdurchemsser -- und je nach Position an dem Hebel mit einem unterschiedlichen Verhältnis.

Wenn die beiden Platten praktisch als kleiner "Plattenkondensator" in einen Schwingkreis integriert werden, bewirkt eine Abstandsänderung durch Änderung der Kapazität auch gleich eine Änderung einer vorgegebenen Schwingung, was gut mit einem Arduino ausgewertet werden kann

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 22.01.20 09:12.

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Viktor
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Wenn aber die Rollen diagonal an den dicken Stellen stehen, kommt es zu einer Fehleinstellung. Stelle die ein Quadrat vor, an dem an den diagonalen Kanten gemessen wird. Wenn der Wert ok ist, ist das Filament zu dünn.
Da wird auch mit Licht falsch gemessen.
Man muss eine Möglichkeit finden, das Volumen zu messen. Das geht eigentlich nur mit einer Flüssigkeit.

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Liebe Grüße aus Kaltenkirchen.
Frithjof
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Hier gibt es ein interessantes Projekt dazu:
[www.3d-druck-community.de]

Herzl. Grüße

Mir is vor allem ein projekt bekannt das mit einem filament width sensor experimentiert hatte (https://www.thingiverse.com/thing:704897). ist allerdings schon ein paar jahre her, aber der sensor ist nach wie vor verfügbar (https://www.tindie.com/products/JasonKits/3d-printer-filament-width-sensor-pcb-kit/)

Ich habe allerdings keine persönliche erfahrung mit dem projekt, aber es gibt einige varianten davon und scheint brauchbar gewesen zu sein.

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AlterBastler
Hier gibt es ein interessantes Projekt dazu:
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Herzl. Grüße

leider endet das Projekt plötzlich im April 19 bevor irgendwelche genaueren Einzelheiten zum Aufbau des Zylinders bekannt wurden. Irgendwie fehlt mir aktuell die Vorstellungskraft wie so ein Zylinder genau mechanisch funktioniert bzw. aufgebaut werden muß. Ist aber schon mal ein klasse Ansatz.

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Fridi
Man muss eine Möglichkeit finden, das Volumen zu messen. Das geht eigentlich nur mit einer Flüssigkeit.

hmm auch eine gute Idee mann könnte anstatt einer Flüssigkeit auch einen galertartigen Stoff nehmen welcher sich in einem fast komplett geschlossenem Körper befindet. An einer kleinem Öffnung könnte man den innendruck oder das rausgedrückte Material messen. Bloß was nimmt man in der mitte als Filamentführung. Dieser Schlauch müßte ja etwas enger als das Filament sein und dazu noch sehr Flexibel und kaum Reibung erzeugen vielleicht ein in mehere spalten aufgeschnittener Inliner.

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Battosai
Mir is vor allem ein projekt bekannt das mit einem filament width sensor experimentiert hatte

Dieses ist mir auch bekannt, allerdings misst dieses nur in 1D. Man müßte mit mehreren solcher Sensoren in verschiedenen winkeln Messen. was das Ganze recht klobig macht. Die Lichtquellen müssen ja ein bischen Abstand vom Filament haben, damit der Schatten nicht größer als die Sensorfläche wird.

... das mit einer Flüssigkeit als "Verdrängungssensor" fiel mir auch schon ein -- und auch, daß ich Ferrofluid mit einem Ringmagneten als Ringdichtung "positionieren " kann ... allerdings brauchts dann auch eine reibungsarme Schutzfolie um das durchlaufende Filament, damit das nicht vollgesifft wird.

Was aber fast noch besser geht, ist eine Düse, etwas größer als der Filamentdurchmesser, und eine leichte Luftströmung da durch, wobei das Filament bei Durchmesserschwankungen den freien Durchgang "moduliert" -- so ist an Druckschwankungn innerhalb der Düse sofort auch der Filamentdurchmesser am Düsenaustritt festzustellen

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.01.20 11:11.

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Viktor
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VDX
Was aber fast noch besser geht, ist eine Düse, etwas größer als der Filamentdurchmesser, und eine leichte Luftströmung da durch, wobei das Filament bei Durchmesserschwankungen den freien Durchgang "moduliert" -- so ist an Druckschwankungn innerhalb der Düse sofort auch der Filamentdurchmesser am Düsenaustritt festzustellen cool smiley

genau so in die Richtung ging meine Überlegung auch schon. Warum nicht gleich den Bowden als Düse nehmen. Das Problem wird nur sein vorher einen konstanten Druck aufzubauen, damit hinten auch verläßliche Werte raus kommen.

Vieleicht geht es auch wenn man den Bowden mit einem Laser in streifen schneidet.



eine dünne flexible Membran/Folie rum und dann den Druckkörper.

Da kommt es mir wieder.Man könnte ein Rad um das Filament rotieren lassen und den Weg messen. Ist allerdings die Frage, ob man eine genügend große Auflösung hin bekommt. da ja der Weg kurz ist.

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Frithjof
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Fridi
Da kommt es mir wieder.Man könnte ein Rad um das Filament rotieren lassen und den Weg messen. Ist allerdings die Frage, ob man eine genügend große Auflösung hin bekommt. da ja der Weg kurz ist.

Die Auflösung könnte man erhöhen, wenn man z.B. 10x Umrundet und dann den Mittelwert bildet. Allerdings wär die Mechanik wohl relativ kompliziert und Störanfällig. Auch die Elektronische anbindung wär Aufwendig da man Schleifkontakte benötigen würde.
Auch läßt sich aus dem Umfang nicht zwingend auf das Volumen schließen.

Die Idee ist aber auch eine klasse Idee, wenn man die Probleme in den Griff bekommt.

Ich finde das ganze vom technischen her zwar interessant, aber bei Markenfilament unnötig.
Aber ich möchte euch dennoch noch meine Idee mitteilen. Alte Obstsortiermaschinen (ca. 20jährig) arbeiten mit einer schlecht Auflösenden schwarzweiss Kamera. Damit kann der Umfang mit sehr wenig Rechenleistung bestimmt werden. Beim Filament würden zwei billige Mikroskopkameras um 90 Grad versetzt dasselbe machen können. Das ist zuverlässig, einfach aufgebaut und aus preiswerten Bauteilen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 25.01.20 06:38.

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Gruass us dr Schwiiz
Hansjürg

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hafo
Ich finde das ganze vom technischen her zwar interessant, aber bei Markenfilament unnötig.
Aber ich möchte euch dennoch noch meine Idee mitteilen. Alte Obstsortiermaschinen (ca. 20jährig) arbeiten mit einer schlecht Auflösenden schwarzweiss Kamera. Damit kann der Umfang mit sehr wenig Rechenleistung bestimmt werden. Beim Filament würden zwei billige Mikroskopkameras um 90 Grad versetzt dasselbe machen können. Das ist zuverlässig, einfach aufgebaut und aus preiswerten Bauteilen.

Da gebe ich Dir allerdings recht. Die Markenfilamente sind so gut, da brauchts keine Messung.

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hafo
Ich finde das ganze vom technischen her zwar interessant, aber bei Markenfilament unnötig.

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Fridi
Da gebe ich Dir allerdings recht. Die Markenfilamente sind so gut, da brauchts keine Messung.

Das würde ich so nicht ganz unterschreiben. Selbst bei Markenfilamenten kommt es ab und an mal vor das der Durchmesser nicht immer 100%ig stimmt.
Hatte ich letztens auch bei einem 24h Druck. Alles Top, aber kurz vor ende des Drucks gab es Unterextrusion. habe dann den Druck abbrechen müssen, da es auch auf Optik ankam. Der Filamentdurchmesser wich doch einiges vom Startwert ab. Ein bis zwei Meter weiter war wieder alles OK. Wenn ich nicht abgebrochen hätte hätte es vom Druckbild her auch eine kurzzeitig teilverstopfte Düse sein können. Ich vermute mal das bei anderen auch mal der ein oder andere Fehldruck auf andere Dinge geschoben wird als auf das Markenfilament.
Es kommt zwar vieleicht recht selten vor, ist aber doppelt ärgerlich, wenn es bei einem Langzeitdruck passiert.

Wenn man eine zuverläßige Metode findet, das Filament zu Messen fällt evtl. auch das getippe und gerate über den Durchnittswert weg. mann müßte dann nicht jede Rolle von neuem kalibrieren.

Und noch eines. Was ist Markenfilament überhaupt. Wenn ich hier Frage was eine Gute Marke ist bekomme ich 5 bis 10 verschiedene teilweise wiedersprüchliche Antworten.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 25.01.20 16:43.

Hallo,

ja, jeder schwört so auf seine Marken. Hier im Forum verwenden einige DasFilament, Extrudur und einige weitere. Wenn es dir um einen konstanten Durchmesser geht, dann solltest du dir mal das Prusament Filament anschauen, da kannst du für jede Rolle den Durchmesser über die Länge einsehen. Ich meine auch bei Spectrumfilament aus Polen, ist das über QR Code pro Rolle ersichtlich. Sicherlich ein Anfang und mal schauen wie es dazu in der Zukunft weitergehen wird.

Viele Grüße

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 29.01.20 15:12.

Das mit dem vom Hersteller gelieferten Daten ist sicher schon Mal ein Anfang mit einem zusätzlichen Node könnte man schon Mal die Firmware und Übermittlung überprüfen. Man müsste dort aber auch die bereits abgespulte Menge erfassen und für mehrere Rollen speichern, um Mal die Farbe wechseln zu können.

Mir geht es aber nicht darum das Richtige Filament zu finden und zu kaufen, sondern auch Mal etwas problematischere Rollen oder Rollen mit Produktionsfehlern Drucken zu können.
Im nächsten Schritt währen dann selbst extruierte Recycling
oder Granulat Filamentee dran.
Denke Mal die fehlende Genauigkeit im Durchmesser ist eines der Größten Probleme dabei.
I

Quote
Michael K.
Besteht da seitens der Community so wenig Interesse oder gibt es andere Gründe?

Es lohnt nicht, der Aufwand ist hoch, der Nutzen fraglich.
Ich hatte Ende 2014 nach Anregung von DC42 (war einer der ersten, die so etwas umgesetzt hatten) mal so einen Linearsensor verbaut (Filament Width Sensor mit 3 LEDs), das Ergebnis war anders, aber nicht unbedingt besser.
Fazit: Wenn das Filament im Durchmesser unruhig daherkam wies es oftmals auch andere negative Eigenschaften auf wie Partikel- und Luftblaseneinschlüsse, deren Auswirkungen auf den Druck waren gravierender.
Das billigste WaldundWiesenchinafilament hat heutzutage eine max. Abweichung von 0,05mm vom idealen Durchmesser, das sind ca. 3%....
Viele Markenfilamente garantieren Abweichungen von <0,02mm.

Sinnvoller ist ein lasergestützter Bewegungssensor, wie er von DC42 aktuell vertrieben wird (bzw. die Nachbauten beim Ali), um den Fluss zu überwachen und ggfls. eingreifen zu können.

Quote
Michael K.
Selbst bei Markenfilamenten kommt es ab und an mal vor das der Durchmesser nicht immer 100%ig stimmt.
Hatte ich letztens auch bei einem 24h Druck. Alles Top, aber kurz vor ende des Drucks gab es Unterextrusion. habe dann den Druck abbrechen müssen, da es auch auf Optik ankam. Der Filamentdurchmesser wich doch einiges vom Startwert ab. Ein bis zwei Meter weiter war wieder alles OK.

Dann hau dem Lieferanten seine Rolle um die Ohren und verlange Ersatz...
Bei Deinen Druckzeiten kann ich nicht mitreden.
Ich drucke nur technischen Kram und nur dann, wenn benötigt, das Aussehen ist zwar nicht gänzlich nebensächlich, solange die Funktionalität gegeben ist aber nicht entscheidend.
Und ja, 2% Abweichung sind sichtbar.
Die einzelnen Schichten aber auch