Drucker aus Alu-Profilen

Hallo,

ich lese schon länger mit und habe anfang des Jahres beshlossen einen 3D-Drucker zu bauen. Da mich im wesentlichen die Technik interessiert und nicht das Drucken selbst, habe ich den Drucker komplett im CAD geplant und dann danach gebaut. Daß nichts an dem Drucker gedruckt ist, widerspricht ja eigentlich dem Reprap Gedanken aber ich hoffe, die Vorstellung des Gerätes ist trotzdem interessant.
Da der Bauraum möglichst klein sein sollte, ist es ein bewegter Tisch mit festem Portal geworden (lange Riemen wollte ich nicht. Wenn ich noch einen baue, würde ich wahrscheinlich einen H-belt versuchen). Der maximale Druckraum ist auf 30x30x30cm ausgelegt.
Vom Bau meiner CNC Fräse hatte ich noch diverse Teile rumliegen (u.a. 40mm ALu-Profile - schwere Ausführung), die ich in der Konstruktion verwendet habe. Der Drucker wird dadurch nicht nur sehr stabil sondern auch sehr schwer (ca. 50kg), was der maximal erreichbaren Geschwindigkeit zu Gute kommt. Aus dem gleichen Grunde und auch um die Lautstärke gering zu halten, habe ich Servos für den X und Y Antrieb benutzt, die auf 400mm/s ausgelegt sind. Für Z und den Extruder benutze ich Nema17 Stepper. Alle Motorantriebe sind über HTD Riemen realisiert.
Linearführungen in allen Achsen und 16er Trapezspindeln mit gegeneinander verspannten Muttern sorgen für eine ausreichende Positioniergenauigkeit. 16er Spindeln sind eigentlich viel zu groß, aber da die ab 16mm einen 10er Kern haben, konnte ich so jeweils 2 Schrägkugellager als Festlager benutzen.
Alle Verbindungsteile sind aus Alu oder Stahl gefräst. An Stellen der Kraftübertagung gibt es Formschluss.
Das Druckbett besteht aus einer 5mm Aluplatte, darauf eine feuerfeste Schicht in die Nuten gefräst wurden, in welche wiederum ein Kanthaldraht gelegt wurde. Die so erreichten 180W heizen ca. 1 Grad pro 10s. Darauf liegt 4mm Schott-Glas.
Der Extruder ist ein Wade mit einem Namenlosen Hotend für 3mm Filament. Auf dem Drucker haben bis zu 8 Filamentrollen platz. Durch Pimpen des Hotends konnte ich bisher 200mm/s bei 0.2 Layerhöhe, 0.35 Breite drucken (0.35er Düse). Danach habe ich leider die Düse auf den Tisch gefahren und nun muß ich erst eine Neue machen, bevor ich weiter testen kann.
Zur Ansteuerung der Servos dienen UHUs, die von einem 500W Ringkerntrafo, welcher auch das Heatbed versorgt, mit knapp 60V gespeist werden. Die Stepper werden über den Mittelabgriff an demselben Trafo versorgt. Die Due/Ramps Kombi wird mit einem einfachen PC Netzteil versorgt.
Der Datenaustausch mit dem PC geschieht über ein Wireless shield.
Das umreist so grob den Drucker. Weiter unten gibt es ein paar Bilder von der Planung und dem realen Gerät (Keine Sorge: die Verkabelung ist nur provisorisch).

Noch eine Anmerkung im Nachhinein zur Mechanik: Die Genauigkeit der Profile ist weit unter dem der anderen mechanischen Komponenten, so daß man viel Zeit in die Ausrichtung der Profile stecken muß. Einfacher aber ausreichend sollte es sein, die Verbindungen Kraftschlüssig auszuführen und dann im fertigen Zustand zu justieren.

Gruß, Frank.

Wer kann der kann
Dass das hotend nicht hält wenn du auf das bett fährst ist mir bei dieser bauweise glasklar, das schwächste glied gibt nach da kannst ja schon fast löcher stanzen mit der mechanik

Bin mal gespannt wie lange die trapezspindeln halten.
Finde ich grundsätzlich gut was du gemacht hast, top,

Gruß
Mirco

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Druckwerk-3D.com

Moin Moin ...

... von dem würd ich gerne mal nen Video sehen bezüglich Geschwindigkeit und Führung. Reiner Spindelbetrieb kann ich mir gar nicht so richtig vorstellen, dass dieser schnell Ablaufen kann. Jedenfalls ist das ein echtes Monster was Stabilität angeht so wie das zu sehen ist. Besonders bemerkenswert finde ich den Drucktisch. Der interessiert mich auch noch etwas genauer

Jedenfalls Klasse Projekt, was ich gerne mal weiter verfolgen werde. Ich persönlich bin noch in der Findungsphase. Ich werde aber wohl einen Sparkcube umsetzen, finde aber einige Umsetzungen von Dir halt auch interessant.

lG Jürgen

Hallo,

die Nema17 der Z-Achse sind recht schwächlich für die zu bewegende Masse. Daher ist die Kraft limitiert. Da die Z-Achse sich nur sehr wenig bewegt, ist das ausreichend. Die Originalversion der Düse hätte den Crash ohne Probleme ausgehalten aber meine hat nur noch 0.5mm Wanddicke um die Düsenöffnung (Material Alu):


Zur Geschwindigkeit:
Die Spindeln haben 4mm Steigung und müssen daher nur 100U/s -> 6000/min drehen um 400mm/s Vorschub zu erreichen. Zum Vergleich: ein normaler 220V Wechselstrommotor macht schon ~1500U/min. oder ~3000U/min. Ich habe eine 1/2 Untersetzung eingebaut, so daß der Servo nur 3000 U/min drehen muß (maximal macht der Servo 5000 U/mn.).
Die Endgeschwindigkeit ist auch eigentlich gar nicht das Problem sondern die Beschleunigung. Du möchtest ja möglichst schnell auf die maximale Geschwindigkeit kommen.

Ich werde mal versuchen, ein Video davon zu machen.

Als Feuerfeste Unterlage für das Heatedbed habe ich das hier benutzt:
Fire-Strongboard

Darin habe ich dann solche Fugen gefräst:



Da bekomme ich dann ca. 10m Draht rein. Der Draht ist momentan 1mm dick und hat 1.85 Ohm/m-> macht 18.5 Ohm bei 10m -> ca. 3A bei 60V und damit 180W . Diesen werde ich gegen 1.2mm Draht mit 1.23 Ohm/m ersetzen -> 12.3Ohm/10m -> 4.9A -> 293W

Gruß, Frank.

Moin Moin ...

... also das mit dem Drucktisch ist wirklich sehr interessant.

Ich plane für meinen Drucker auf jeden Fall auch einen 30x30x30 Druckraum.
Interessant sind natürlich auch die Kaptonheizbetten unter einer Dauerdruckplatte, aber wenn ich mir das Preislich so anschaue, dann ist deine Variante sicherlich die preisgünstigere.
Mich wundert gerade bei der Betrachtung deiner Ausfräsungen, dass Du diese nicht mittig (symmetrisch) angesetzt hast. Hat das einen bestimmten Grund =?= ( ich bin ein Symetriemensch ^^ )
Bei der kleinen einzelnen Fräsung gehe ich mal davon aus, dass hier der Thermofühler eingesetzt werden soll =?=

lG Jürgen

Hallo,

Kapton wäre sicherlich einfacher gewesen.
Mittig unter dem Bett verläuft die Spindel. Daher ist da kein Platz für die Kabel. Die Kleine Fräsung ist für den Sensor.

Der 1mm Draht ist schon ziemlich widerspenstig. Das Biegen war demnach nicht so einfach. Dazu habe ich beim ersten Mal noch auf die falsche Länge gebogen und mußte dann beim zweiten Mal den schon etwas vermurksten Draht wieder hinbiegen.
Da der Draht aufgerollt kommt, müßte man ihn idealerweise erst durch eine Richtvorrichtung ziehen. Zudem hatte ich den Eindruck, daß der Draht nicht wirklich "entspannt" ist, da er sich nach dem Biegen noch oft in eine andere Richtung gekrümmt hat.
Vielleicht sollte man ihn vor der Verarbeitung erst mal ein bischen glühen lassen.
Auch hatte ich angenommen, daß das Gewicht der Glasplatte ausreicht, um den Draht in die Fuge zu drücken, was leider nicht der Fall ist. Am Ende habe ich ihn dann auf die Unterlage getackert, was erstaunlich gut funktioniert. Man muß halt nur aufpassen, daß es keinen Kontakt mit der darunterliegenden Aluplatte gibt.

Kurzum: ich bin nicht sicher, ob der günstigere Preis den höheren Aufwand aufwiegt. Auf der anderen Seite kann man so sehr einfach beliebige elektrische Leistungen kreieren, ist also flexibler.

Noch ein paar Worte zum weiteren Aufbau des Betts:
In den Ecken sind gekonterte M4 Madenschrauben, auf denen die Glasplatte liegt und mit denen dann die Platte in die Waage gebracht wird.
An die Kanten sind Aluflachstäbe als Rahmen geschraubt, die die Glasplatte einklemmen. Da muß sich noch zeigen, ob das bei hohen Beschleunigungen mit großen Druckobjekten reicht oder ob sich dann die Platte raushebt. Wenn das passiert, würde ich die Schrauben durch die Glasplatte führen und die bekannte Federmethode einbauen.

Gruß, Frank.

Moin Moin ...

... gibt es schon Neuigkeiten an der Front?
Bin gespannt auf ein Video und Bildern ovn druckergebnissen

lG Jürgen