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Granulat Extruder

geschrieben von Alex365 
Granulat Extruder
02. June 2016 16:55
Hallo Forum,

ich bin gerade am Konstruieren eines Granulat Extruders für meinen Drucker. Dabei frage ich mich, wieso sowas bisher scheinbar kaum versucht wurde. Das einzige Projekt welches ich finden konnte war dieses hier: [www.youmagine.com] , welches auch nicht weiter verfolgt wurde wie es scheint. Gibt es neben dem fehlenden Retract noch weitere Gründe, dass das unattraktiv ist?

Grüße,

Alexander
Re: Granulat Extruder
02. June 2016 17:09
Da gibt es von Traumflug etwas lesenswertes mit vielen Links und Referenzen:
[reprap.org]

Demnach sind Händler und Hersteller recht zufrieden mit dem aktuellen Stand.
R&D kostet Geld, Hotends und Filament-Rollen verkaufen bringt Geld.


Best regards / Viele Grüße
Till
Re: Granulat Extruder
02. June 2016 17:24
Aus einer dicken Plaste Schnur eine dünne machen ist ein einfacher Prozess.

Aus Granulat mit einer Schütte zum nachfüttern einen extruder bauen und den softwaremäßig nach Volumen arbeiten lassen eine ganz andere Liga


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Re: Granulat Extruder
03. June 2016 08:26
Moin moin aus HU.
Hier im Forum habe ich schon Einige gesehen, die das vor hatten. Irgendwie ist das dann im Sande verlaufen. Ich befürchte, dass die das nicht hin bekommen haben und die Probleme zu aufwändig zu lösen waren.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 03.06.16 11:59.


Liebe Grüße aus Henstedt-Ulzburg.
Frithjof
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Re: Granulat Extruder
03. June 2016 10:34
Hallo,

also diese Filament Extruder kann man leider nicht so einfach verkleinern. Das haben schon viele Probiert, aber alle sind gescheitert. Selbst der Lyman hat extreme Probleme. Selbst die zuletzt angefertigten Extruderschnecken arbeiten nicht vernünftig. Man kann dies an der zu geringen Förderleistung erkennen. Am ende des Extruderkopfes wird zu wenig Druck im inneren aufgebaut, was auf einen Fehler im inneren Aufbau hindeutet.
Habe mich da gerade etwas rein gekniet, weil ich gerne einen Filemant Extruder bauen will. Habe mich durch viele Grundlagen gewälzt, Doktorarbeiten gelesen und Patente gewälzt. Die kleinsten Extruderschnecken die einwandfrei und zu verlässlich laufen sind 45mm. Wenn man dazu jetzt Schmelzzone mit ganzen drum und dran dazu rechnet kommt man auf 2m Baulänge. Alles darunter scheint aus Physikalischen gründen nicht zu gehen oder ist bisher nicht zum laufen bekommen worden. Die Industrie hat 50 Jahre die Extruderschnecken bis heute soweit verfeinert das endlich sauberes und gleichmäßiges Filament raus kommt. Wie lange braucht man um diesen weiter zu verkleinern? Die ganze Physikalischen Gegebenheiten wie Fließverhalten bleiben nun mal trotz Verkleinerung unverändert. Man kann z.B. durch Temperaturerhöhung das Filament dünnflüssiger machen womit sich auch die Vermischung verbessert. Aber in diesen Fall bekommt man durch diese Temperaturerhöhung wieder andere Probleme wie z.B. Veränderung des Kunststoffes in der Eigenschaft. Dies ist in einer Doktorarbeit behandelt worden, wo man von einer Temperaturerhöhung ab rät. Die Industrie selbst hat auch genug Probleme um Ihre Extruder einwandfrei am laufen zu halten. Da ist schon das verändern der Korngröße der Pellets ein Problem. Ein wichtiger Aspekt ist auch das jede Kunststoffart eine andere Extruderschneckenform braucht. Mit einen Holzbohrer oder Schlangenbohrer kann man keine saubere Pelletverarbeitung erwarten.
Durch die Verkleinerung müssen hier wohl neue Grundlagen geschaffen werden. Diese müssen erst mal mühsam durch Versuche heraus gefunden werden.

Ich baue erst mal meine 4D CNC Fräse fertig und probier dann geplant ab Herbst einen Filamant Extruder aus. Wenn die 4D Fräse fertig ist sollte ich auch meine eigenen Extruderschnecken herstellen können. Mache mir gerade Gedanken über den Modularen Aufbau um Änderungen schnell und einfach durchführen zu können. Mal sehen ob ich es schaffe einen gut funktionierenden Filament Extruder her zu stellen.

mfg,
Rickenharp
Re: Granulat Extruder
03. June 2016 12:56
Schau dir mal diesen link an bitte :[www.youmagine.com]
Re: Granulat Extruder
03. June 2016 13:36
Hallo,

ja, wieder genau so ein Teil, wo es keine weiteren Berichte gibt. Schau dir mal die Kommentare von den Nachbauern an. Dort wird gefragt wie man das Teil unter Kontrolle bekommt. Die Bilder die ich von gedruckten Teilen gefunden habe bedeuten das dieser Extruder überhaupt nicht benutzbar ist.
Nichts von einer Weiterentwicklung oder so gefunden. Nur ein Eintrag von Entwickler im seinem Blog vor einem Jahr, das war es dann auch...

mfg,
Rickenharp
Re: Granulat Extruder
03. June 2016 13:53
Hallo
ja da haste mal recht, ich bin mal gespant wie du das angehst. Ich wünsche dir viel erfolg. smileys with beer
Re: Granulat Extruder
04. June 2016 02:32
Wenn die Extruderschnecke sich nur bedingt verkleinern lässt wäre es vielleicht ratsam sich ein anderes Verfahren zu überlegen, um Granulat in einen dünnen Strahl zu verwandeln.
Die benötigte Menge an flüssigen Kunststoff ist ja deutlich geringer als im Spritzgussverfahren oder Stranggussverfahren, in welchen die Schneckenextruder überwiegend zum Einsatz kommen.

Gruß Markus
Re: Granulat Extruder
04. June 2016 07:42
Quote
Alex365
Dabei frage ich mich, wieso sowas bisher scheinbar kaum versucht wurde.

Ganz am Anfang, als es noch keine Filament-Extruder gab, wurde das schon versucht. Doch dann hat jemand das Kunststoff-Schweissmaterial (Filament zum drucken gab es ja nicht) entdeckt, was relativ schnell zu einem vorzeigbaren Ergebnis geführt hat. Seit dem ist es vor Allem Bequemlichkeit. Es druckt.

Passend dazu eine Million Ausreden, warum es mit anderen Methoden nicht geht, bis hin zu der Behauptung, Granulat wäre teurer und schwieriger herzustellen, was völliger Quatsch ist. Und die einschlägigen Hersteller von Filament verdienen daran natürlich ausserordentlich gut daran. Ganulat für 1 Euro/kg kaufen, durch eine Maschine drücken und für 15 Euro/kg weiterverkaufen. Wenn das mal keine Goldgrube ist.

Selber habe ich schon ein fertig konstruiertes Teil im CAD, die Bauteile dafür liegen im Regal. Immer wieder verschoben, denn als Zeitvertreib brauche ich das nicht und in Bezug auf Serienfertigung bin ich zwar ein recht brauchbarer Konstrukteur und Programmierer, doch in Sachen Marketing kann ich vorne und hinten nicht mit so Leuten wie Angelo mithalten.

Mit einem Schneckenextruder ist übrigens Retract möglich. Also auch nur eine Ausrede.


Generation 7 Electronics Teacup Firmware RepRap DIY
     
Re: Granulat Extruder
02. February 2017 16:14
ich habe einen filamentextruder gebaut, und war da mit einigen problemen konfrontiert.

Erstmal ist es sehr schwer, einen halbwegs kontinuierlichen materialfluß hinzubekommen.
Mit temperatur das material flüssig zu machen (wie beim 3d druck) führt zu völlig unkontrollierbarem verhalten.

Die filamentextrusion funktioniert im kleinen maßstab eigentlich nur, wenn man das material nur teigig erweicht, als Hausnummer sage ich mal 180 grad bei ABS.
Dann macht man ordentlich druck, also so richtig viel. Über den druck der sich langsam aufbaut, beginnt dann langsam der teig durch die düse zu kriechen.

Dann kommen da noch allerlei dreckeffekte: Wenn sich ein granulatkorn am einlass vom trichter zum schneckenförder zwischen schnecke und rohr verklemmt, dann muss das korn abgeschert werden. Das braucht viel kraft, und viel kraft kommt aus einem großen motor, mit einem getriebe. Sowas schweres will man nicht in einen drucker bauen.

Ergo müsste man den druckkopf feststehend haben, und das schwere bett un alle 3 raumdimensionen bewegen, oder man braucht anderes granulat. kleinere körner, die leichter zu zerteilen sind wenn was klemmt.
An dem punkt führt man aber das ganze konzept ad absurdum, weil man doch mit standart-industriegranulat drucken wollte und das präprozessing des materials einsparen.

Selbst wenn man nur filament aus granulat machen will, fängts schon an, das die menge an granulat was gerade gefördert wird schwankt. Es schwankt im kurzfristigen rahmen, und zusätzlich langsam im langfristigen. Die kurzen schwankungen traten bei mir zyklisch auf. Die langfristigen eher zufällig. Zum ende hin wird auch das auf dem Einlass des schneckenförderers liegende granulatgewicht immer kleiner, und die fördermenge nimmt noch einmal zusätzlich ab.

Ich habe zuerst das konzept vom lyman aufgegriffen, also eine größere Düse zu verwenden und dann den Faden durch in die länge ziehen im durchmesser zu verkleinern.
Das geht ohne sensorik aber sowas von in die Hose, das glaubt man gar nicht. Mit der ganzen mechanik holt man sich nochmal einen ganzen haufen zusätzliche probleme rein.

Am Ende ist es so, das ich nur dann halbwegs brauchbare ergebnisse erziele wenn ich den düsendurchmesser massiv verkleinere, 1,35mm bei 1,75 zieldurchmesser ging so.
Und dann druck, druck druck von hinten. Dann das filament 1,20m tief aus der Düse nach unten auf den Boden fallen lassen, es bildet sich selbstständig ein ring aus.

Toleranzen sind dann so brauchbar, aber auch noch weit entfernt von perfektem filament.

Und wenn man jetzt mal daran denkt, wie man jede kleinste schwankung im filamentdurchmesser gleich im druckteil sieht, sollte man ernsthafte zweifel an der durchführbarkeit bekommen.
Die industrie begegnet den problemen einerseits mit druckmessung der schmelze vor der düse und ständiger nachregelung der extruderwellendrehzahl, und durch die große skalierung und mehrere nachgeschaltete pid-geregelte temperaturzonen.
Ein Tanker fährt ja auch wesentlich gleichmäßiger als ein kleines fischkutter.

Im 3d-Druck wollen wir aber das Sportboot, welches mit hoher dynamik im wasser steuerbar ist. Das passt aber nicht zu dem schwerfälligen extrusionsprozeß.

Vorstellen könnte ich mir, zunächst ein reservoir mit zäher schmelze aus dem granulat zu erzeugen und im druckkopf vorzuhalten und mit einem fördermechanismus aus diesem reservior das material für den druck herauszufördern. An der Druckdüse erhitzt man dann erst auf die Temperater die fürs layerbonding benötigt wird.
Ein Reservoir mit drucktemperatur würde das Material beschädigen.

So über alles betrachtet ist die Lösung mit dem Vorprodukt Filamentfaden sogar ziemlich schlau, weil es den prozeß der für die langsame gleichmäßigkeit des materials von dem dynamischen druckprozeß entkoppelt.
Dank des Preisdrucks aus China werden die Filamentpreise vermutlich noch etwas sinken. Am Ende ist es eben die Frage, ob man im kleinen Rahmen überhaupt die qualität herstellen kann die das industrieprodukt bietet. Außerdem zeigt sich, das man kleine Mengen an Granulat quasi gar nicht zu den Preisen kaufen kann, bei deinen es sich lohnt.

25 Kilo Sack ist ja schon eine totale Mindermenge, wo man eine Firma kennen muss die das Zeug sowiso "auf dem Hof liegen" hat. Und privat einen Bigbag.. in einer materialsorte und farbe. Naja. Irgendwie will man ja auch verschiedene Materialien und Farben da haben und damit drucken.


CTC 3D Drucker, fabrikator II mini, ultimaker-diy,
Modifizierter Prusa I3 Boxed.
Baubericht im Blog: [blog.gafu.de]
Re: Granulat Extruder
06. February 2017 19:55
um es abzukürzen, es geht, Nr.1 an einem Kuka, ca 12 Kg schwere konstruktion, Nr. 2 der gleiche nur im Maßstab so klein skaliert, das gerade so noch das Standartgranulat reinpasst ca 3,5Kg schwer
Bevor jemand fragt:
Er druckt fast alle Materialien (POM aus Sicherheitsgründen nicht probiert) will man farbe, wird das Granulat mit einem Masterbatch gemischt.
Ebenso kann recycelter Kunststoff verwendet werden, muss nur lang genug im Schredder bleiben...
Der kleine Extruder hängt an einer Portalfräse.
Ja es ist eine echte Extruderschnecke drin mit Friktionsförderung, kein Bohrer...
Ja das Material kommt gleichmäßig.
Sieht das gedruckte beim Kuka wellig aus? JA er ist zu ungenau dafür.
Max verfahgeschwindigkeiten: 10-100 mm/min
Retraktion nötig? ja 1/4 Spindelumdrehung reicht beim absetzen dass nichts "nachläuft"
Düsendurchmesser: Kuka 1,5mm, 3mm Portalfräse 1 , 1,5mm
Geht der Düsendurchmesser kleiner? NEIN das mach die Schnecke nicht mit, bzw wenn dann nicht lange.
Aufheizzeiten: beide ca 10min
Kann man Material mischen? JA es ist mäglich z.B. bei "Vasen" unten hart oben Flexibel
Wieviel Material geht in die Trichter: Kuka ca 1,5 Kg, Portalfräse ca 150 - 200g
Kann man den Extruder an einem Desktop 3-D Drucker bauen: JA maßstab müsste weiter verkleinert werden aber dann geht nur noch Spezialgranulat.
Kann man damit eigenes Filament machen: JA, mit 1-2 Stunden Übung mit einer genauigkeit von +/- 0,05 mm
Buntesfilamen möglich? Ja siehe Foto, muss man eben die mühe machen und viele kleine Mischungen vorher machen und kurz vorm leeren Trichter nachkippen.
Dauer um 1 Kg Filament herzustellen als 1,75mm ca 15 min je nach Extrudiergeschwindigkeit und Kühlung.
Ist es normal dass das Filament so wellig ist? JA, es muss sowieso von Hand auf eine Rolle aufgespult werden (ca 5 min), anschließend für 20 min bei 80-90°C in einen Trockenschrank/Backofen und es ist Perfekt
Welches Material hast du dir gemacht? Nur ABS (meißt natur), es ist das beste was ich jemals gedruckt habe

So wenn sonst noch jemand Fragen hat, nur zu...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 06.02.17 19:59.
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Re: Granulat Extruder
07. February 2017 03:14
Hallo,

wie hast du die Schnecke ausgelegt und hergestellt? Einfach den Kerndurchmesser zur Spitze hin vergrößert?

Viele Grüße
Re: Granulat Extruder
07. February 2017 07:57
Quote
sechsteelement
Hallo,

wie hast du die Schnecke ausgelegt und hergestellt? Einfach den Kerndurchmesser zur Spitze hin vergrößert?

Viele Grüße

genau so ist es, sie wurde komplett 5 - Achs CNC gefräst, da eine Drehbearbeitung nicht möglich war.
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