JADE - Delta Printer

Just another Delta Printer!



Eigentlich nichts besonderes, aber trotzdem möchte ich hier noch flott ein paar Gedanken zu dem Vorhaben vortragen.
Der Drucker besteht ausschließlich aus CNC Gefrästen Teilen, da ich zwar eine CNC Fräse nutzen kann, jedoch keinen 3D Drucker.
Grundsätzlich ist das Gerät sehr einfach aufgebaut, die Igus Linearführungen kommen ohne zusätzliche Verstrebungen aus. Zusammengehalten wird das ganze durch zwei 8mm Hartpapierplatten. Bei uns um die Ecke gibt es eine Firma die das Zeug in großen Mengen für Fassaden vertreibt (-> Erfolgreich diverse Platten geschnorrt) außerdem ist das Material formstabil, schwer und es lässt sich gut fräsen.
Ich nehme die Igus Führungen da ich sie bereits von einem anderem Projekt über habe, obwohl sie aufgrund der schweren Führungswagen die Dynamik und damit die Druckgeschwindigkeit mindern werden. Das nehme ich allerdings in kauf, dann dauert das Drucken eben etwas länger. Die Motoren haben mit 1,1Nm allerdings auch gut doppelt so viel Drehmoment wie Motoren vergleichbarer Drucker, evtl. tut sich da also gar nicht so viel. Momentan sind die Aufbauten aus 3mm Alublech auf dem Schlitten noch etwas überdimensioniert, das werde ich evtl. noch ändern.



Eine Besonderheit sind die Magnetgelenke. Das ist natrülich nichts neues, allerdings Lagern bei meiner Lösung die Kugeln auf einem Igus-Flanschlager aus Spezialkunststoff. Die Lager sind elektrisch Leitfähig, entspechend lässt sich der korrekte Sitz der Stangen qua Stromflussmessung durch die Gelenke messen. Wenn ein Gelenk abgeht kann der Druck abgebrochen werden.




Die Motoren sind Plug&Drive Motoren von Nanotec. Eigentlich nichts weiter als ein Schrittmotor samt eingebtauter Elektronik UND Encoder. Im Gegensatz zu China Steuerungen überwacht die Elektronik mit dem Encoder aber nicht nur Schrittverluste sondern bietet eine Stromregelung des Motors. Damit verringern sich die Motorresonanzen deutlich UND der Motor arbeitet effizienter. Der Motor wird bei einem Strom von 100% nur noch Handwarm. Die Ansteuerung erfolgt klassisch über Takt-Richtung, obwohl die Dinger sogar CANopen fähig sind.



Welche Hardware ich bezüglich der Elektronik verwenden werde ist noch unklar. Auf jeden Fall ARM-Basiert. Ich hatte das Smoothieboard ins Auge gefasst, allerdings als Roh-Platine zum selber bestücken da ich die Motortreiber und die DACs zur Stromeinstellung der Motortreiber nicht benötige (evtl. einen für den Extruder)

Ich habe nahezu keine Erfahrung mit 3D-Druckern, ich habe aus bloßer Neugier angefangen mich in das Thema einzulesen. Entsprechend bin ich dankbar für Tips. Zum Beispiel herrscht noch unklarheit darüber welchen Extruder ich nehmen soll. Direct drive? Oder Mit Getriebe?

Also her mit dem Feedback

Gruss

Uwe

4-mal bearbeitet. Zuletzt am 11.08.16 19:11.

Sieht gut aus, da hat sich jemand schon gedanken gemacht.
Wie hoch wird der Drucker? Wie sieht das mit der Torsion der Achsen aus? Bei meinem ersten Delta mit 1000mm höhe waren meine verbauten 20mm Aluprofile nur noch zahnstocher

Mich interessieren deine Plug&Drive Motoren von Nanotec. Die laufen ruhiger bei gleichem Multi? Wie kann ich diese Motoren zb an ein Ramps 1.4 anschließen? Firmware seitig brauche ich da nichts ändern / anpassen wegen Encoder etc?

gruß Andy

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1 Drucker: [forums.reprap.org]
2 Drucker: [forums.reprap.org]
3 Drucker: [forums.reprap.org]

Hallo Uwe

Erst mal Glückwunsch zum Entschluss, einen Drucker zu bauen

Als ich gelesen habe, dass du Plug-and-Drive-Motoren einsetzen möchtest, gingen bei mir allerdings sofort die Alarmglocken an.
Ich habe diese Motoren selber einsetzen wollen für meinen größeren Drucker, da ich mir ebenfalls aufgrund der Closed-Loop-Steuerung Vorteile erhofft habe. Allerdings wurde ich von den Motoren sehr enttäuscht, weshalb ich sie bis heute nicht eingebaut habe. Hierzu hatte ich einen detailierten Thread eröffnet (siehe HIER). Wenn du dich mit dem Thread befasst, wirst du feststellen, dass ich mit günstigen Closed-Loop-Antrieben schon einen ganze Odyssee hinter mich gebracht habe und schlussendlich wieder bei Openloop geblieben bin.

Um es kurz zu machen: Im niedrigen Drehzahlbereich sind die Motoren meiner Ansicht nach absolut nicht zu gebrauchen, was mir auch vom Nanotec-Support bestätigt wurde.

Gerade bei 3d-Druckern, erst recht bei einem Delta, fahren die Motoren immer sehr langsam. Das Problem bei den PDX-C-Motoren von Nanotec ist, dass sie bei Drehzahlen unter 30 U/Min sehr unruhig laufen, die Welle "pulsiert" eher als dass sie rund läuft. Das gibt sich bei höheren Drehzahlen, bei denen der Motor tatsächlich sehr ruhig und resonanzarm arbeitet. Laut Nanotec reicht bei niedrigen Drehzahlen die Encoderrückmeldung nicht aus, um eine saubere Lagerregelung zu gewährleisten (das ist zwar Unsinn, da Leadshine das auch schafft, die haben dafür aber andere Probleme).
Ein weiteres Problem beim Nanotec-Motor ist die PID-Regelung: Ab Werk sind die Motoren mit sehr, sagen wir mal zurückhaltenden Reglereinstellungen eingestellt. Das heißt, bei einer Belastung dreht sich die Motorwelle erst ein paar 1/10 Sekunden in Lastrichtung mit, bis die Lage wieder korrigiert wird. Für das Druckbild würde das in der Konsequenz sehr starkes Überschwingen und miese Oberflächen bedeuten. Der Regler lässt sich zwar schärfer einstellen, aber da es von Nanotec keine richtige Parametrierungssoftware gibt, kann man den Regler nur blind bzw nach Gefühl einstellen.
Im Openloop-Betrieb verhält sich der Motor wie jeder andere größere Schrittmotor auch, also mit spürbarem Resonanzbereich.
Wenn du unbedingt einen großen Motor einbauen möchtest, würde ich eher einen 0,9°-Nema 23 einsetzten mit gutem, externen Treiber. Der Leadshine DM556 SOLL angeblich einen sehr resonanzarmen Betrieb garantieren, getestet habe ich ihn aber noch nicht.

Moin!

Welche Motoren hattest du denn genau verbaut? Edit: Habe dein Thread mal aufgmeacht und schenbar hast du auch die neuen Motoren ausprobiert.


Ich habe mal mit PD4-N59/N60 Motoren gearbeitet und da habe ich ähnliche Erfahrungen gemacht - keine vernünftige Regelung im unteren Drehzahlbereich.
Toll auch dass das nicht im Datenblatt steht sondern man dafür erst den Support anrufen muss
Allerdings sind die PD4-C/-CB USB Motoren wohl eine Neuentwicklung und haben einen 4096 Fach Decoder. Evtl funktionieren die besser? Ein Grund morgen mal bei Nanotec anzurufen!

Gruss

Uwe

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.16 12:57.

@palim

Der Drucker ist nicht besonders hoch, ich habe nicht vor Vasen zu drucken. Die Profile sind 55cm lang.
Du musst die Motoren entweder über den RS485 Bus und der Nanotec Software einstellen. Da kann man den Eingängen bestimmte Funkionen zuweisen (z.b Takt-Richtung) und die Schrittweite usw einstellen. Danach können die Motoren wie ein normaler Schrittmotortreiber verwendet werden. Die neuen Motoren haben einen USB Anschluss. Hier muss ein Config-File im Motor gespeichert werden wo entsprechende Parameter gesetzt werden. (Noch nicht ausprobiert, wirkt etwas komplizierter als die Option via Software)

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 14.08.16 15:26.

Quote
Uwe_S
Moin!

Welche Motoren hattest du denn genau verbaut? Edit: Habe dein Thread mal aufgmeacht und schenbar hast du auch die neuen Motoren ausprobiert.


Ich habe mal mit PD4-N59/N60 Motoren gearbeitet und da habe ich ähnliche Erfahrungen gemacht - keine vernünftige Regelung im unteren Drehzahlbereich.
Toll auch dass das nicht im Datenblatt steht sondern man dafür erst den Support anrufen muss
Allerdings sind die PD4-C/-CB USB Motoren wohl eine Neuentwicklung und haben einen 4096 Fach Decoder. Evtl funktionieren die besser? Ein Grund morgen mal bei Nanotec anzurufen!

Gruss

Uwe

Ich habe schon die neueren PD4-C-Motoren mit 4096 Encoderinkrementen. Soweit ich weiß, wurde an den Motoren seit meinem Kauf nichts geändert.
Ich habe die Motoren noch nahezu unbenutzt im Paket liegen und würde sie für einen günstigen Kurs an dich abtreten, wenn du sie doch unbedingt ausprobieren möchtest.

Davon abgesehen denke ich, dass bei einem leichtgewichtigen Delta kein so starker Motor erforderlich ist, da die bewegte Masse eher gering ausfällt.
Einzig wenn die Führungen zu schwergängig sind, machen stärkere Motoren Sinn, obwohl ich in diesem Fall eher die Führung als den Motor ändern würde.

Hi
Ich habe mal eine andere Frage: Mit welchem Programm hast du das 3D- Modell erstellt?
Lg

@Legion

Ich habe ja bereits geschrieben dass die Führungen technisch gesehen nicht die beste Wahl sind. Allerdings lässt sich das Spiel einstellen und die Schweren Führungselemente kann ich später evtl. durch gedruckte Teile Ersetzen. Außerdem habe ich die Führungen bereits hier. Selbst wenn der ganze Apparat 200gr wiegt kann ich mit den 1,1Nm den Schlitten immernoch mit 6g nach oben beschleunigen. Reicht das?

@ Gilliearnie

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1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.08.16 11:38.

Ich denke nicht, dass das Gewicht von den Führungen ein Problem sein wird.
Jedoch ist es eine Gleitführung, die entweder Spiel hat oder vorgespannt einen hohen Reibwiderstand aufweist. Den feinen Bereich zwischen Spiel und Vorspannung (sofern sich die Wagen vorspannen lassen) zu treffen ist nicht leicht. Darüber gibts im Forum auch schon ein paar Threads, die sich damit beschäftigt haben.
Ich habe zwar bisher noch keine Erfahrungen mit den Rundführungen von Igus gehabt, wohl aber mit dem Spindelmuttern. Diese müssen wirklich sehr penibel eingestellt werden, damit sie nicht blockieren oder schwergängig sind.

Versuch macht kluch, wenn du mit den Führungen ein gutes Ergebnis erzielst, ist ja alles in Ordnung.
Ich für meinen Teil setze lieber auf spielfreie Kugelumlaufführungen, es gibt aber auch genug Leute, die Gleitlager einsetzen.

Hi!

Natürlich sind Kugelumlaufführungen die beste Lösung, das ist klar. Allerdings sind diese teuer und müssen dazu noch auf ein Profil montiert werden.
Ich bin grundsätzlich kein Freund von China einkäufen, daher werde ich auch diesmal so wenig wie möglich China Zeug verbauen. Wenn ich kann, versuche ich Produkte zu kaufen die nicht unter fragwürdigen Produktionsbedingungen hergestellt wurden. Wer verdient an einem Arduino Board für 3€ noch was, wenn der Preis sogar noch internationalen Versand beinhaltet? Mir ist bewusst dass man sich zwangsläufig in Widersprüche verstrickt, so kommen z.B auch die Nanotec Motoren aus chinesischen Werkshallen. Klar, die Kugelumlaufführungen sind auch günstig bei Alibaba zu bekommen, aber aus den erwähnen Gründen kommen die Dinger für mich nicht in Frage.

Grundsätzlich stimmt das schon, die Vorspannung erhöht den Reibwert der Lager. Ein Grund mehr für etwas stärkere Motoren. Ein Vorteil der Igus Führungen ist jedoch auch dass sie leiser sind als alle anderen Führungen.

PS: Du hast eine PN.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 15.08.16 21:18.

Mir ist noch was eingefallen!

Wieso kann man nicht eine zusätzliche Untersetzung einbauen? Z.b mit einem möglichst spielfreien Zahnriemen? Eine Untersetzung von 1:3,5 sollte mit einem einstufigen Getriebe machbar sein. Dann würde der Motor evtl. vornehmlich im höheren Drehzahl Bereich arbeiten.
Problematisch wäre dann allerdings immer noch die von die beschriebene, bescheidene Reglercharakteristik. Allerdings frage ich mich für welche Anwendungen diese Motoren überhaupt geschaffen wurden, wenn sie Nachschwingen.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.08.16 05:59.

Eine Untersetzung kann man einbauen. Damit reduzierst du aber deine maximal Verfahrgeschwindigkeit, da das Drehmoment von Schrittmotoren bei höheren Drehzahlen schnell nachlässt. Du kannst das ja für dich durchrechnen, welche Geschwindigkeit du noch erreichst.

Moin!

Es geht weiter! Die ersten Teile sind gefräst. Als nächstes kommen jetzt die Schlitten aus GFK dran und dann muss ich noch irgendwie passende Motoren besorgen.







Ich habe mich in Bezug auf Elektronik und Software für eine Variation des Smoothieboards entschieden, das OHNE Motortreiber auskommt. Diese können dann extern angeschlossen werden.
Ich habe eine Sammelbestellung angekündigt, leider scheint keine Interesse zu bestehen. Daher noch mal der Link zu dem Thread: [forums.reprap.org]



Gruss

Uwe

Ich wollte noch auf eine, wenn ich es richtig gesehen habe, noch unbeantwortete Frage reagieren.

Die Frage des Extruders:

Grundlegend ist es bei einem Delta wichtig das die Masse des Effektors und des Hotends so gering wie möglich ausfallen sollte und somit sind die Direkt-Extruder wegen des Motorengewichtes eher ungeeignet. Gerade wenn z.B. Infill gedruckt wird, treten doch schon hochbeschleunigte Richtungswechsel auf.

Ich werde meinen Delta mit einem "Flying Extruder" versehen und habe dann nur einen recht kurzen Bowden von ca 10-15 cm.

Was mich noch interessieren würde:
Welches Führungssystem von IGUS setzt Du ein ?

Ich nutze bei mir Drylin-T > Click < und bin damit, nach einem Trick, sehr zufrieden. Spielfrei und smooth.

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.10.16 08:19.

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

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
(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

Moin!

Ich verwende die Hochprofilschiene WSX mit einstellbaren Lagern aus Zink-Druckguss. Technisch gesehen ist das keine gute Entscheidung: Die vier Lager pro Schlitten sind viel zu schwer. Diese gibt es zwar aus Aluminium, allerdings lässt sich dann das spiel nicht einstellen.
Der Vorteil ist allerdings dass keine zusätzliche Profilstreben nötig sind und das ganze trotzdem sehr stabil ist. (Einziger Vorteil)




Ich nehme einen selbstgebauten Extruder + Bowden. Kein Flying, sondern der wird klassisch irgendwo an der Seite befestigt. Ob der Extruder am ende gut funktioniert weiß ich nicht .
Eigentlich macht es keinen Sinn sowas selber zu bauen, vermutlich ist der NEMA17 Schrittmotor schon teurer als die Fertigdinger aus FernOst.

Gruss

Uwe

Heute habe ich mich den Halterung der Stangen gewidmet! Es war ein bisschen viel Arbeit, aber am Ende hat alles geklappt. Die Bauteile werden mit M1.6 Gewindeschrauben zusammen gehalten. Das Material ist 3mm GFK.



Eine Herausforderung war es die 1.3mm Kernbohrung in die Stirnseite der Seitenteile zu bringen. Ich habe mir erst eine Halterung ins Holz gefräst und dann die Löcher gebohrt. Klappt super.



Das gleiche Verfahren habe ich für die Lagerhalter angewandt. Hier war es allerdings etwas komplizierter:



Das Ergebnis:



Jetzt fehlen nur noch die Magneten. Die sind allerdings noch irgendwo in der Post. (Warensendung...)

Bis zum nächsten mal !

Uwer

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 06.11.16 13:04.

Ahoi!

Damit die Bodenplatte auf eine angenehme Temperatur gebracht werden kann, habe ich aus 4mm Alu-Blech eine Kreisrunde Scheibe angefertigt und dann eine 2mm tiefe und ca. 10m lange Spirale hinein gefräst. Hier lege ich später einen vierfach Verdrillten Kupferlackdraht hinein. Die länge des Drahtes habe ich so berechnet dass der Draht bei 24V ca. 200W Leistung abgibt.






Das war extrem nervig da mir nach ca. 10 Minuten Fräsarbeit der 2mm Fräser abgebrochen ist. Dann ging es mit einem 1,6mm Fräser weiter, allerdings mit wenig Zustellung und im Schneckentempo. Das hat ewig gedauert, aber am Ende hat alles gut geklappt.

Gruss

Uwe

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.11.16 04:24.

Das wohl erste Druckbett mit hypnotischer Wirkung!
Schaut gut aus!

Ich würde dir für dein Projekt kostenfrei ne Silikonheizmatte vermachen, wenn die denn passt...
Ist nur ein Angebot...

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Power is nothing.....without control!

Hey danke! Aber das hättest du mal eher sagen können
Den Draht habe ich auch schon gewickelt, jetzt fehlt wirklich nicht mehr viel bis zur Fertigstellung.

Nur ein Angebot, falls sich deine Platte verzogen hat und du das Bett jetzt versaust....

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Weiter gehts!

Heute habe ich die Halterung fürs Hotend zusammengebaut. Die RJ45 Buchse zum einlöten in die Platine muss noch bestellt und die Magneten müsse eingeklebt werden. Die Platine wird später außerdem mit 24 weißen LEDs bestückt. Die Platine habe ich mit einem Gravurstichel auf der Fräse erstellt. Daher habe ich das "Layout" auch im CAD System gemacht und konnte daher recht einfach die Geomietre der restlichen Mechanik projizieren.
Bald sollten die Motoren auch mal ankommen... dann baue ich ENDLICH alles zusammen. Inzwischen habe ich mir auch die Steuerung zusammengelötet, ein Smoothieboard Derivat mit WiFi Modul. Die Motortreiber kommen dann oben drauf als Extra Platine. Von dem Board habe ich zwei über, wenn jemand diese haben will solle er mich per PM kontaktieren.





1-mal bearbeitet. Zuletzt am 17.12.16 14:10.

Cooles Designerstück bastelst du da

Verhau dir bitte den ganzen Aufwand nicht mit den schweren Magnetgelenken, nimm normale Kugelgelenke ohne Spiel, die halten sicher und sind genau auch wenns mal etwas schneller gehen soll.

LG

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Homepage

Moin!

Ich habe hier schon länger nichts mehr gepostet, obwohl das Ding fast fertig ist. Daher hier mal ein paar Bilder!







Da ich keinen Messschieber mit entsprechender länge besitze, musste ich auch ohne Messzubehör irgendwie die Kohlefaseröhrchen auf ein exaktes Maß bringen. Diese habe ich dann, wie alle anderen Teile auch, auf der CNC-Fräse gefertigt.
Das ganze bewegt sich auch schon, allerdings bin ich noch weit davon entfernt wirklich zu drucken. Der Extruder wurde z.b noch nicht wirklich getestet usw. Problematisch sind aber auf jeden fall die Igus Gleitlager. Sie sind für solche Anwendungen einfach nicht geeignet. Zum einen sind die Gehäuselager aus Zink Druckguss VIEL zu schwer, zum anderen geht der Reibwiderstand enorm in die höhe sofern mensch probiert das Spiel halbwegs OK einzustellen. Momentan denke ich daher daran die Gleitlager durch kleine, kugelgelagerte Rollen mit U-Nut aus POM zu ersetzen.
Diese lassen sich noch recht einfach irgendwo drehen, Kopfzerbrechen gestaltet mir eher die Halterung dieser Rollen die exzentrisch ausgelegt werden muss damit sich das Spiel einstellen lässt. Ich möchte die roten Schlitten nicht umbauen oder ersetzen, da hier viel Arbeit drin steckt und sie eigentlich auch gut funktionieren.

@Kolbi Wie schon gesagt ist das Zusatzgewicht durch die Kugeln und Magneten im Vergleich zu den Lagereinheiten eher zu vernachlässigen. Die Konstruktion macht einen ausreichend stabilen Eindruck und gerade beim testen ist es enorm praktisch wenn die Stangen sich bei einer Fehlfunktion einfach lösen. Da die Kugeln selber nicht magnetisch sind habe ich auch kein Problem mit einander haftenden Stangen oder Kugeln die beim zusammenknallen ihre spröde Beschichtung verlieren. Ich habe in meinem Aufbau außerdem NEMA23 Motoren genommen die das Mehrgewicht kompensieren (sollen). Wenn ich noch mal Geld über habe, würde ich diese auch noch mal ersetzen mit Motoren dessen Spulen sich parallel Schalten lassen. Durch die geringe Induktivität der Motorspulen wäre das ganze dann auch noch dynamischer. Aber eventuell sind die aktuellen Motoren schon ausreichend.

Gruss

Uwe

Optisch gefällt der mir richtig gut.
Die Carrriages wirken auf mich aber zu klobig.

Zu dem IGUS Zeugs sage ich nichts mehr, habe ich schon genug getan.

Das mit dem Excenterspanner bekommst du schon hin. Du hast doch eine Fräse.
Weiter so, lass dich nicht beirren und bau deinen Delta.

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Lars - Blog, Thingiverse, Git

_{After successfully ignoring Google, FAQ's, the board search and leaving a undecipherable post in the wrong sub-forum don't expect an intelligent reply.}

Ich habe die Carriges so lang gestaltet damit sie insgesamt stabiler in der Führung liegen. Die breite kommt der Stabilität der ganzen Sache zu gute. Da es sich um GFK handelt ist das Gewicht trotzdem gering
Mit einer Fräse lässt sich zwar viel anstellen, aber um Drehteile anzufertigen ist eine Drehbank unerlässlich. Manchmal können einem hierbei Lehrwerkstätten und Universitätswerkstätten helfen. Mal schauen

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 09.02.17 17:42.

Na ich dachte ja auch nicht daran eine exzentrische Welle zu fräsen.
Mehr so an eine Platte mit einer exzentrische Fräsung für die Aufnahme der Welle bzw. den Lagersitz.

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Lars - Blog, Thingiverse, Git

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