Versuch Friktionsantriebe für 3D-Drucker einzusetzen

Antriebe für 3D-Drucker

Für mich ist der Riemenantrieb ein Übel. Er ist immer im Weg, er ist aufwendig mit den Pulleys, dem Zahnriemen, dem Spanner, er ist elastisch und je nach dem asymmetrisch bei vor- und Rückwärtsbewegungen etc...

Deshalb habe ich mich an den Friktionsantrieb sprich z.B. schräg gestellte Kugellager, gewagt. Im gleichen Zug verabschiedete ich mich von den Kugelbüchsen. Schmiermittel für Führungen oder Gewinde wollte ich nicht am 3D-Drucker haben. Kurz ich habe das Lagerkonzept vom alten Mendel genommen und etwas modifiziert. Ich habe mir vorgenommen eine 3- und eine 2-Wellenvariante zu bauen. Bei 3 Wellen heißt das zwei Führungswellen und eine Antriebswelle und bei der 2-Wellenvariante wird die Antriebswelle auch als Führungswelle benutzt. Um den Antrieb und die Führung auseinanderzuhalten baute ich beim Drucker X und Y als 3-Wellen und die Z-Achse als 2-Wellenvariante. Die Lagerfunktionen sind streng getrennt vom Antrieb. Ich benutze 3 verschiedene Module die an allen Achsen angebaut werden können.

Die Konzeptversuche haben folgendes ergeben:
Bei der 2-Wellenvariante wo eine Welle für Antrieb und Führung zuständig ist habe ich gesehen, dass ohne 100%igem Rundlauf nichts geht. Selbst 0,15 Rundlauf geht nicht. Man sieht das am Druckbild. Weil genaue Wellen relativ teuer sind habe ich diese Variante zurückgestellt und mich voll der 3-Wellenlösung zugewendet. Wichtig ist hier die Aufteilung der Funktionen. Die Führungswellen sind X-Achse 10mm und Y-Achse 16mm. Bei der Antriebswelle nehme ich 6mm Durchmesser.

Das Antriebsmodul
besteht aus einer Trommel mit 3 um 120° versetzten und zur Hauptachse schräg gestellten Kugellagern. Die Steigung wird da bestimmt durch den Wellendurchmesser und dem Vierschiebewinkel zur Hauptachse. H = D*PI*sin(ALPHA) Dadurch sind eigentlich beliebige Steigungen möglich. Allerdings hängt die Steigung von verschiedenen Randbedingungen wie ab.

Das Führungsmodul
Ist aufgebaut wie das Antriebsmodul nur sind die 3 peripheren Lager 90° zur Hauptachse gestellt.
Die Welle läuft zwischen den 3 Kugellagern. Mittels Verstellmöglichkeit kann diese Spielfrei laufen.

Das Ausgleichsmodul
Aufbau wie das Führungsmodul jedoch nur 2 Lager die seitliche Dehnungen des Schlittens erlauben.

Der Drucker steht kurz vor dem Probedruck und ich hoffe bis in 2 Wochen Ergebnisse zeigen zu können. Und wie gesagt, der 2-Wellenantrieb ist nicht vergessen.

Ich freue mich auf Eure Bemerkungen. Viele Grüße aus der Schweiz

Otto

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 02.12.13 18:35.

Ich bin gespannt
Die Schlauchschellen sind vermutlich für die spielfreie Einstellung / leichte Vorspannung vorgesehen?

LG, Willy

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3D gedruckter Messerschärfer +++ RADDS für den Arduino-Due +++ Meine Drucker

Die Schlauchschellen sind für leichte Vorspannung vorgesehen. Momentan haben sie genug Eigen - Vorspannung. Weil ABS kriecht, werden Sie vermutlich bald zum Einsatz kommen. Ich glaube auch dass die Kunststoff Variante sich langfristig nicht durchsetzen kann. Als Backup-Lösung habe ich eine AL oder FE Variante angedacht. Die Herstellung ist allerdings aufwendig und ohne Rundtisch oder CNC-Fräse kaum zu machen. Noch zähle ich auf die gedruckte Variante.

Viele Grüsse Otto

Profivariante geht bei 200€ los.
Aber dann angeblich 10000 bewegungen möglich und mehr.
Verkaufen hier in D aber nur an gewerbliche

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Commercium ----> Ramps, RADDS, e3d-Hotends und Filament kauft man hier.. und neu auch Schrauben,Muttern und Unterlegscheiben
Probleme mit dem e3d und bei mir gekauft? Schickt es ein, ich teste es für euch ob es wirklich defekt ist
Print Quality Troubleshooting Guide hier lang..

Die Führungswellen gefallen mir sehr, robust, einfach und kostengünstig, vor allem das 2. Lager als Stützlager zu verwenden finde ich gut.
Hat schon was vom echten Maschinenbau
Der Antrieb, habe noch keine Selbstversuche gemacht damit, stehe ein wenig skeptisch dem gegenüber.

Aber ich finde es gut was Du hier machst.

Gruß
Mirco

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Druckwerk-3D.com

Habe das Bein gebrochen... es gibt Verzögerungen...:-)

Oh mein Gott ....

... gute Besserung

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mfg Ralf

Prusa i2 - Ramps 1.4 | DDP | Mk2a | Direktdrive - 0,4er Düse und Prusa i2 (Umbau) Gen7 v1.5 | DDP | Kapton-Heater 12V | Direktdrive V3 - 1,75mm + 0,5er Düse
FW-Repetier v1.92.8 + Host v2.1.3 | Skeinfore v12.03.14 | Sparkcube v1.1XL 300mm-Z im Bau

Hallo grüßt Euch.

Hab diesen Beitrag gerade zufällig entdeckt.

Super, endlich bin ich nicht mehr alleine mit meinem Projekt. Habe vor einigen Wochen hier im Forum mein Vorhaben,
solch einen Drucker zu bauen, kund getan. Die Bedenken waren enorm.
Habe aber nicht locker gelassen und das Projekt genau wie Du ( waelchli ) , umgesetzt und bis jetzt bin ich zufrieden.
Habe im Moment nur ein Problem mit noch fehlendem Heizwiederständen u. Thermistoren, so das ich immer noch nicht drucken kann.

Einige von Euch werden sich noch erinnern, war so im August.
> Zum Thema "Threadless Ball Screws", ich experimentiere auch schon seid einiger Zeit an solch einem Antrieb. <






Ich habe die Lösung 8mm Achse mit 8mm Welle für X und 10mm Welle > 10mm Welle für Y und eine 2x 8mm Achsen mit 10mm Welle für Z gewählt.

Schön, jetzt wirds mal richtig interessant. Mal schauen ob sich nun mahl langsam noch mehr trauen was neues anzufassen.

Bis später Didi

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Aktuell:
Selfmade-Drucker mit Wasserkühlung u. Carbon-Wechselplatte,
Selfmade-Drucker ( Nr. 7 in Arbeit . . . ), CAD Creo 3.0/4.0 , Mac, Cura, Prusa Slicer . . .

Quote
waelchli
Die Schlauchschellen sind für leichte Vorspannung vorgesehen. Momentan haben sie genug Eigen - Vorspannung. Weil ABS kriecht, werden Sie vermutlich bald zum Einsatz kommen. Ich glaube auch dass die Kunststoff Variante sich langfristig nicht durchsetzen kann. Als Backup-Lösung habe ich eine AL oder FE Variante angedacht. Die Herstellung ist allerdings aufwendig und ohne Rundtisch oder CNC-Fräse kaum zu machen. Noch zähle ich auf die gedruckte Variante.

Viele Grüsse Otto

Solltest du mal eine gefräste Variante brauchen, kannst du dich gerne mal an mich wenden, kann dir die gerne mal Herstellen (bzw. es mal Versuchen)

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@vw-styler: gut, so können wir uns austauschen hier. Mit der 2-Wellenvariante habe ich bereits gedruckt und gesehen, dass es prinzipiell durchaus funktioniert und dass ich genauere Wellen brauche. Vielleicht kann hier jemand preisgünstige Wellen herstellen. Mit einem Rundlauf 0,01mm im Durchmesser wäre das ok. Ich stelle mir als Ausgangslage h6 gehärtet und geschliffene und Duraloy beschichtete Wellen vor. Da werden aussen die Andrehungen für Antriebskupplung und Lager angebracht.

@vw-Styler: Schleifen dicker Wellen geht genauer. Ich habe ma Durchmesser 16mm geplant.

@Haemmiker: Trommeln aus Metall habe ich AL als Backup-Lösung vorgesehen und ich komme gerne darauf zurück. Noch zähle ich auf Gedrucktes Material

Hallo Kollegen,
Momentan kann ich nicht in der Werkstatt stehen wegen meinem gebrochenen Bein. Ich werde deshalb mal Winkel und Durchmesser verändern und daraus folgende Steigungen ermitteln. Ein Zeitvertreib für mich bis ich wieder was gescheites machen kann. Schöne Weihnachten und einen guten Rutsch. Nachstehend noch zwei Bemerkungen:

@vw-Styler: Schleifen dicker Wellen geht genauer. Ich habe mal Durchmesser 16mm geplant.
@Haemmiker: Trommeln aus Metall habe ich al. Backup-Lösung vorgesehen und ich komme gerne darauf zurück. Noch zähle ich auf Gedrucktes Material

Viele Grüsse aus der Schweiz
Ott

Schöne Weihnachten Alle miteinander

und @ waelchli - ich habe mich für einfache VA-Stangenmaterial entschieden.
1. meine Antriebseinheiten sind selbstnachstellend, mit einem Anpressdruck von ca. 50N,
dann ist eine geschliffene Welle mit einer super Passung überflüssig.
2. sind diese Achsen/Wellen einfach u. preiswert zu bekommen

Habe zum Thema hier ( [forums.reprap.org] ) schon etwas von mir gegeben.
Ich habe Versuche durchgeführt und weis wie man soetwas berechnet.
Eine Exceltabelle - Wellen/ Lager -durchmesser u. Steigung eingeben - und es wird die Steigung pro U ausgegeben.
Ist was schönes zum spielen. Habe eine Steigung v. 6,9mm gewählt. Bin mal auf Deine Ergebnisse gespannt.

Mittlerweile sind meine fehlenden Bauteile eingetroffen, werde sie morgen mal einbauen u. testen.


Bis später Didi

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Hallo VW-Styler,

danke für deinen Input. Ich habe verstanden, dass dein Konzept auf 3 Wellen beruht. Wenn dem so ist bin ich voll bei dir.
Attraktiv wäre ja das 2Wellen - Konzept wo eine Welle Antrieb und Führung übernimmt. Das habe ich mit den "billigen" Wellen gemacht. Siehe Foto unter Facebook (Otto Waelchli) es ist genau so wie der Druck (ungenügend). Der Drucker lief zwar gut nur habe ich
folgende Probleme festgestellt:

a) "Unruhiges" Druckbild verursacht durch die nicht rund laufenden Wellen. Das wirkte sich doppelt negativ aus (X- und Y-Achse)
b) Bei hohen Geschwindigkeiten vibriert der Drucker. Grund sind auch hier die unrunden Wellen.
c) Schnell sieht man auf den "weichen Wellen" Abrieb und dies trotz Kugellager.
d) Man merkt die Beschleunigungen und muss diese via JERK justieren.

Ich habe mich nun entschlossen auf 3-Wellen auszuweichen und den Drucker wieder umzubauen. Mit dem 2-Wellen-Konzept werde ich aber weiterüben.
Es muss auch gesagt sein, er wird nicht billiger aber bezüglich Qualität verspreche ich mit etwas.

Guten Rutsch und es guets Neu's!

Otto

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 29.12.13 05:35.

Hallo an Alle, grüßt Euch.

Ab 2.Jan. gehts mit kalibrieren weiter!

Bis dann guten Rutsch ______ Gruß Didi

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Lieber VW-Styler,
ich mag es nicht wenn jemand sich in eine bestehende Berichterstattung draengelt.
Deshalb werde ich meine Beitrag hier beenden und ihn spaeter im englischen Forum
vollstaendig veröffentlichen. Viele Grüsse
Otto

Sorry @ wollte deine Berichterstattung nicht stören.

> ich mag es nicht wenn jemand sich in eine bestehende Berichterstattung draengelt. < kann ich nicht so ganz nachvollziehen.

Waelchli schrieb > danke für deinen Input. Ich habe verstanden, dass dein Konzept auf 3 Wellen beruht. Wenn dem so ist bin ich voll bei dir. <

... nicht das das Beinbruchfieber ist? (Scherz)

Gruß Didi

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So, liebe Kollegen,

Mein Bein ist nun wieder zusammengewachsen. Nicht so der Friktionsantrieb mit den gedruckten Lagerkörpern. Die Achsen driften weil Vorwärts und Rückwärtsfahren nicht gleich schnell erfolgt.
Damit kann man natürlich n icht gute Teile herstellen. Vielleicht hat jemand ähnliche oder bessere Erfahrungen gemacht?

Mir bleibt nun das geheilte Bein, der "gute alte" Riementrieb und die Backuplösung mit Metall-Lagerkörpern. Ich werde diesen Versuch noch machen und Euch berichten zu gegebener Zeit.

Viele Grüsse

Otto