AlCore - Ein Sparkcube-Derivat in XXL

Moin Leute,

nachdem ich etwas über ein Jahr mit meinem gepimpten Rostock vor mich hin gedruckt habe, habe ich mich daran erinnert, weshalb ich eigentlich mal mit dem 3D-Druck angefangen hatte: dem Bau von Chassisteilen für Roboter bzw. dem Bau von Ultra-Leicht Teilen für mein deutlich zu schweres Dobson-Teleskop (12" Lightbridge).

Nach kurzer Überlegung stand für mich fest, dass ein Delta aufgrund der festgelegten Wunschparameter (ca. 50x50x50cm Bauraum, eingehaust) hierfür suboptimal ist. Also entschied ich mich - angeregt von den diversen Sparkcube-Threads hier im Forum - vor ein paar Wochen zum Bau eines auf meine Bedürfnisse angepassten CoreXY auf Basis des Sparkcubes.

Die Vorarbeiten wurden in Blender erledigt, und heraus gekommen ist das hier:




Die Eckdaten:
Nutzbarer Druckraum: 439 x 439 x 412mm
Z-Achse: 2x TR10/2, synchron angetrieben durch 0,9° Stepper an THB 6128
XY-Achse: 0,9° Stepper, 16'er Zahnriemenscheibe, THB6128 "Silencioso"
Hotend: Stoffel Bowden V4, 1,8° Stepper, THB 6128
Belt: GT2
Elektronik/Firmware: Zunächst Rumba, mittlerweile RADDS / Repetier Firmware
Heizbett: D400 Silikonheizbett, 230V, um 670W / 4mm Aluplatte, plangefräst / Dauerdruckplatte von MT-Plus
Beleuchtung: 4x LED (Soffittenlampen)
Rahmen: 4x120, 4x80, 4x40 Alu-Profile
Einhausung: 4mm Acrylglas, Bodenplatte 3mm Acrylglas

Und in der Realität sieht der AlCore dann so aus:



Der Drucker läuft seit ca. 2 Wochen im Testbetrieb. Es gibt da noch einige Dinge, die mich stören, und die ich in der kommenden Zeit abstellen will:

Zum einen läuft der Drucker nicht lautlos, weil die Rahmenkonstruktion bei bestimmten Geschwindigkeiten üble Resonanzen erzeugt. Zum anderen kann ich die Stepper derzeit nur mit 1/32 Microstepping betreiben (das ist mein Kompromiss aus Lautstärke vs. Verfahrgeschwindigkeit). Außerdem kommt die X-Achse ab ca. 140mm/s (acc. 3500mm/s², Jerk 19) nicht immer hinterher und blockiert sporadisch. Ob hier ein mechanisches Problem vorliegt oder der X-Stepper blockt muss ich noch weiter eruieren. Dennoch werde ich den Antrieb in den kommenden Tagen zu Gunsten der Geschwindigkeit / Lautlosigkeit umbauen auf 1,8° Stepper und 36'er Zahnriemenscheiben. Hierzu werde ich dann auch Bilder im Silencioso-Thread posten, mit Druckergebnissen aus den von mir bisher getesteten Kombinationen von Elektronik, Mikrostepping etc.

Zum anderen gefallen mir die Umlenkungen noch nicht. Ich habe statt Kugellager 20'er Pulleys verwendet, diese aber für den Testbetrieb noch mit Schrauben geführt. Die kommende Version wird 5mm Silberstahlwellen (kugelgelagert) sowie Stellringe zur Befestigung bekommen, so dass auch hier butterweicher, spielfreier Betrieb möglich wird.

Dann gefällt mir der X-Carriage noch nicht. Irgendwie fluchten die Riemen bei mir nicht 100% (der obere Riemen senkt sich von Idler zu Carriage ca. 1,5mm). Kann aber auch an etwas unsauber gedruckten Mittelteilen der Y-Idler liegen. Da ich aber sowieso gerade alle Teile für den Drucker erneut ausdrucke, kann ich das in den kommenden Tagen fixen.

Zu guter Letzt ist das Heizbett noch suboptimal: meine Hoffnung, die mit 400mm Durchmesser zu kleine Heizmatte würde durch die Wärmeverteilung in der 4mm Aluplatte ausreichen, haben sich grandios zerschlagen. Ich habe außerhalb des von der Matte versorgten Bereichs einen Temperaturabfall von fast 20°C. Das ist natürlich totaler Mist. Deshalb wird die Matte mittelfristig durch zwei 200x400mm Heizmatten ersetzt.

Und dann sind da natürlich noch die 1000 Kleinigkeiten, wie z.B. eine vernünftige Lösung für eine vordere Tür, Anbringen eines weiteren Thermistors für die Inneraumtemperatur. Ggf. das Anbringen eines PTC Heizelements zur weiteren Druckraumbeheizung (hab ich im Rostock. TOP!), Anpassen des Full-Graphic-Displays auf das RADDS, eine gute Lösung für die derzeit blöd herumhängende Energiekette, etc pp. Es ist nur ein Hobby... ein Hobby... ein Hobby....

Mein besonderer Dank geht an Vincent für die tolle Vorarbeit, Sven, ohne den ich vermutlich gar keine Heizmatte hätte, und insbesondere Angelo ("Spende" kommt!) und Stoffel die mir auch telefonisch (und z.T. noch spät Abends) unschätzbaren Support und Tips gegeben haben. Danke Jungs!

Viele Grüße,
Harry

Schnell noch ein paar Bilder:

Top Arbeit!

Auch deine Lösung für den Tisch und die Z-Achse gefällt mir super. Sehe ich das richtig dass du das mit 5 Pulleys und einem geschlossenen Riemen gelöst hast? Wo hast du den Riemen bestellt?

LG Michi

Hallo Michi,

die Z-Achse hat 3 Pulleys, die Umlenkung geht über den Rücken des Zahnriemens und wurde mit Kugellagern gelöst. Der Riemen (orig. Gates) stammt von Keilriemenexpress. Der ist übrigens anfälliger als der China-GT2 der XY-Achsen und zeigte bereits nach kurzer Zeit durch eine - inzwischen behobene - Fehljustierung meinerseits einen deutlichen Materialabrieb durch die Pulleys an den Flanken.

Hallo,

zu dem X-Achsen Problem:
den Prusa Calculator kennst du?
Berechne mal deine Achsen damit, dann wirst du schnell dein Problem erkennen.

mfg,
Rickenharp

Hallo,

wie ich aus einer PM erfahren habe scheint das mit dem Hinweis auf den Calculator nicht ganz klar zu sein.
Wenn man die Anzahl der Schritte Berechnet hat was sagen die Werte aus?
Was sagen die 1.600 Steps pro mm bei dieser Maschine hier aus?
Nehmen wir mal die 96.000 Hz des Arduino Due: 96.000 Hz / 400 Schritte Motor / 128 Mikroschritte = 1,875 U/sec Motor als Maximalwert was möglich ist mit dieser Hardware/Software Konfiguration.
Also, wenn extrem große Werte, dann schöne feine Auflösung also Vorteil, aber nur noch wenig Wegstrecke in der Zeit als Bewegung möglich.
Jetzt nur noch das berechnen was als Pulley an der Achse pro Umdrehung macht und mit den 1,875 U/sec Multiplizieren und man hat den MAX mm/sec berechnet.
Man kann auch die 96.000 Hz durch die Calculator berechneten 1.600 Steps/mm Teilen = 60mm/sec MAX.
Jetzt werden viele sagen: "Meiner schaft mehr", doch wenn Schritte verloren gehen, muss man diese Fehler nicht sofort erkennen. Erst wenn man Objekte druckt und versetzte Lagen erkennt sucht man wie wild den Fehler...

mfg,
Rickenharp

Was man nicht vergessen darf ist, dass Repetier double-steps kann. Dadurch kann man auch höhere Geschwindigkeiten erreichen.

---

Triffid Hunter's Calibration Guide

--> X <-- Drill for new Monitor

Most important Gcode.

Hallo,

Quote
Rickenharp
wie ich aus einer PM erfahren habe scheint das mit dem Hinweis auf den Calculator nicht ganz klar zu sein.

Das stimmt, deshalb vielen Dank, dass Du Deinen Gedankengang hier nochmals für mich und die anderen Leser etwas konkreter vorträgst.

Quote
Rickenharp
Wenn man die Anzahl der Schritte Berechnet hat was sagen die Werte aus? Was sagen die 1.600 Steps pro mm bei dieser Maschine hier aus?
Nehmen wir mal die 96.000 Hz des Arduino Due: 96.000 Hz / 400 Schritte Motor / 128 Mikroschritte = 1,875 U/sec Motor als Maximalwert was möglich ist mit dieser Hardware/Software Konfiguration.
Also, wenn extrem große Werte, dann schöne feine Auflösung also Vorteil, aber nur noch wenig Wegstrecke in der Zeit als Bewegung möglich.
Jetzt nur noch das berechnen was als Pulley an der Achse pro Umdrehung macht und mit den 1,875 U/sec Multiplizieren und man hat den MAX mm/sec berechnet.
Man kann auch die 96.000 Hz durch die Calculator berechneten 1.600 Steps/mm Teilen = 60mm/sec MAX.

Wie oben ausgeführt läuft der Drucker derzeit bei 1/32 Mikroschritt auf X/Y, wobei nur der X-Motor Macken hat. 1/32 bedeutet in meiner Konfiguration in der Repetier Firmware eine Steps/mm Angabe von 800. Dies wären also 120mm/sec. Da Repetier Quadstepping hat, müssten Geschwindigkeiten >120mm/s erreichbar sein, allerdings ist mir unklar, wie die Ansteuerung der Motoren bei Quadstepping exakt funktioniert, d.h. ich bin nicht sicher, welche Endgeschwindigkeit erreichbar ist.
Wie auch immer. Bei einer manuellen Fahrt z.B. -> G0 F9000 X150 Y150 bleibt der Motor mitunter, aber nicht immer und auch nicht an der gleichen Stelle, pfeifend stehen. D.h. für mich, der Controller schickt noch Signale, aber der Motor kann entweder nicht genug Kraft aufbringen, weil die X-Achse zu viel Reibung verursacht, oder aber die maximale Drehzahl ist erreicht, und der Motor "stallt".

Die von Dir berechnete Maximalgeschwindigkeit dürfte mit meinem Problem nach meinem Wissensstand deshalb eher nichts zu tun haben. Denn was passiert, wenn der Controller mehr Signale erzeugen müsste, dies aber aufgrund seiner begrenzten Taktung nicht kann? Dann läuft der Motor imho so langsam, wie der Controller die Signale erzeugt, egal, welche Zielgeschwindigkeit ich vorgegeben habe. Der Controller verwirft ja nicht einfach Signale, oder doch?

Grüße,
Harry

Hi,

tolles Projekt! Ich finde deine Konstruktion echt klasse.

Eine Frage: Welche Motortreiber hast du verbaut?

Hi, vielen Dank!
Zu den Treibern zitiere ich mich mal selbst

Z-Achse: 2x TR10/2, synchron angetrieben durch 0,9° Stepper an THB 6128
XY-Achse: 0,9° Stepper, 16'er Zahnriemenscheibe, THB6128 "Silencioso"
Hotend: Stoffel Bowden V4, 1,8° Stepper, THB 6128

Respekt,ein klasse Design, und die verwendeten Komponenten sind auch nicht ohne

Werde das Projekt gerne weiter beobachten. Nur schade, dass bei mir der Grosschen noch nicht gefallen ist, wie man in FreeCad mit den .stl der Aluminiumprofilen Designen kann, sonst hätte ich mich auch schon mal langsam an ein Designkonzept gewagt.

Hallo,

dies ist mein erster Beitrag im Forum, habe mich fast das ganze WE durch das Forum gelesen und mir schon im Kopf einen Drucker aus verschiedenen Baugruppen/Systemen zusammen gestellt und ich hatte es ziemlich ähnlich wie du gemacht, dein Drucker gefällt mir sehr gut.

Hatte mir sogar schon einen Namen überlegt aber nun ist das ja nicht mehr nötig.

Von daher habe ich diesen Thread mit Spannung gelesen.

Ich finde die Aufhängung des Tisches besser als beim Sparkcube da dieser nicht nach vorne hängen kann und trotzdem nur über einen Motor angetrieben wird.

Als Vorschlag für die vordere Tür: Du könntest doch Acrylglas(Plexiglas) nehmen und die Kanten/Stirnseiten polieren lassen, das sieht ziemlich gut aus finde ich und Befestigung an der Gegenseite nimmst nen Kugelschnapper aus nem Profilbaukasten.

Das Bild im Anhang zeigt dir einen polierte Kante am Acrylglas, wenns gut gemacht ist kannst du auch durch die Länge der Scheibe gucken. Das Foto ist aber nicht das Beste(war ein Transportschaden mit abgeplatzter Ecke), hatte nur kein besseres Bild.

Gruß Michi

Also für die Fronttür würde ich eine ähnliche Konstruktion wie reine Revisionsklappe im Badezimmer vorschlagen ...
Sprich bring an den Rahmen Magnethalter an und an den Stellen für die Fronttür die Metallplättchen. Zwei Griffe Links und Rechts und dann einfach fixieren

tolles Teil, wirklich gut gemacht.

was den motor angeht X und Y achsen motor gibt es beim Core XY nicht wirklich.
wenn der motor pfeifend stehen bleibt muss das nicht gleich bedeutend sein damit das es da etwas hat, bei meinen drv8825 pfeifen die Motoren immer und du hast ja benutzt ja auch die 1/32 einstellung.

Beim Spakcube musst aufpassen das auch beiden Riemen gleich gespannt sind, sonst "verzieht" sich der Aufbau und die carriage wird schwergängig.


Was den Abrieb der x/y Riemen angeht ... die Belastung dieser Riemen ist auch x-fach höher als die für die z-Achse, in so fern hätte ich wenn ich schon einen teuren Riemen kaufe den lieber für x/y eingesetzt.

Hallo Mantus,

Quote
mantus
was den motor angeht X und Y achsen motor gibt es beim Core XY nicht wirklich.

Naja, ich meine schon den Motor, der auf X angesteckt ist.

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mantus
wenn der motor pfeifend stehen bleibt muss das nicht gleich bedeutend sein damit das es da etwas hat, bei meinen drv8825 pfeifen die Motoren immer und du hast ja benutzt ja auch die 1/32 einstellung.

Wenn der Motor im Stillstand pfeift, dann passt er schlecht zum Haltestrom des Treibers. Mein Motor bleibt bei voller Fahrt stehen und pfeift, weil die Kraft fehlt weiterzufahren, er aber noch bestromt wird.

Quote
mantus
Beim Spakcube musst aufpassen das auch beiden Riemen gleich gespannt sind, sonst "verzieht" sich der Aufbau und die carriage wird schwergängig.

Eventuell ist das eines der Probleme. Habe gestern die Stepper gegen 1,8° Stepper getauscht und dabei die Riemen nochmal ganz akkurat auf gleiche Spannung gebracht (anzupfen und Tonhöhe vergleichen ). Anschließend wurde bei 75mm/s gedruckt und mit 225mm/s verfahren. Alles reibungslos. Vielleicht ist der CoreXY wirklich so anfällig. Ich werde das beobachten.

Quote
mantus
Was den Abrieb der x/y Riemen angeht ... die Belastung dieser Riemen ist auch x-fach höher als die für die z-Achse, in so fern hätte ich wenn ich schon einen teuren Riemen kaufe den lieber für x/y eingesetzt.

Da hast Du Dich verlesen. Anfällig ist der teure, geschlossene Originalriemen. Der offene China-GT2 als Meterware zeigt diese Anfälligkeit nicht.

Quote
hsiegel
Wenn der Motor im Stillstand pfeift, dann passt er schlecht zum Haltestrom des Treibers. Mein Motor bleibt bei voller Fahrt stehen und pfeift, weil die Kraft fehlt weiterzufahren, er aber noch bestromt wird.

schrittmotoren werden auch im stillstand bestromt, oder wie meinst du das jetzt?

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 23.09.14 01:57.

Quote
mantus

Quote
hsiegel
Wenn der Motor im Stillstand pfeift, dann passt er schlecht zum Haltestrom des Treibers. Mein Motor bleibt bei voller Fahrt stehen und pfeift, weil die Kraft fehlt weiterzufahren, er aber noch bestromt wird.

schrittmotoren werden auch im stillstand bestromt, oder wie meinst du das jetzt?

Schrittmotoren werden normalerweise auch im Stillstand bestromt, mindestens für die Zeit, bis die Firmware die Treiber - so konfiguriert - auschaltet. Da der Stepper mittels PWM bestromt wird, hörst Du im Stillstand der Maschine also die Chopping-Frequenz, mit welcher der notwendige Haltestrom erzeugt wird. Du kannst das in gewissen Maß über den Maximalstrom mittels verändern der vRef steuern, änderst damit aber gleichzeitig das erzeugbare Drehmoment. Ausführlicher hier: [ebldc.com]

In meinem Fall rede ich aber von einem Blockieren der Achse aus voller Fahrt heraus. Das heißt, der X-Carriage hat seine Zielposition noch nicht erreicht, der Controller sendet noch Signale, der Stepper dreht aber nicht mehr, sondern blockiert.

ja ist mir schon klar, ich wollte nur feststellen das ein motor auch im stillstand pfeifen kann/darf, abhänging von choppingfreq. und decay natürlich.
Und ich wollte nachfragen ob du dir sicher bist das er seine end position noch nicht erreicht hat, weil meist wenn ein stepper blockiert ist ist es eher eine art rattern als eine art pfeifen.

Aber wie gesagt ich glaub dir das schon, meinte nur das es nicht so sein muss.

Aber wenn er eben richtig blockiert solltest du checken ob der corexy eh nicht verspannt ist, aber das scheinst du ja auch schon gemacht zu haben.
Wie ist es wenn du dann alle motoren abschaltest, kannst du die achse dann von dort wo sie "festhängt" leicht wegbewegen oder steckt sie dort richtig?

Quote
mantus
Wie ist es wenn du dann alle motoren abschaltest, kannst du die achse dann von dort wo sie "festhängt" leicht wegbewegen oder steckt sie dort richtig?

Wenn er das nächste mal blockt (nach dem gestrigen Umbau auf die 1,8° Stepper noch nicht wieder passiert, toi, toi, toi), dann prüfe ich das mal. Vielleicht waren die 0,9° Wantai einfach nur unbrauchbar für sehr schnelle acc./feedrates.

Die stecken nicht fest sondern das ganze kommt nicht mehr hinterher
Repetier 0.91.7 oder früher??
Probiere mal die 0.92er Version, es könnte sein das es da weg ist.

---

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..

Hallo Le-Seaw,

derzeit nutze ich 0.91.7
Du meinst, Repetier auf RADDS ist zu schnell, selbst für die THB?

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.09.14 00:52.

ne ich meine es gab Probleme mit 1/128 Schritten
Probiere mal mit 1/64

Und mit 1/128 Schritten kann man leider nicht so schnell drucken wie gewünscht
da ist das DUE dann auch wieder zu langsam, leider.

---

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
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Quote
Le-Seaw
ne ich meine es gab Probleme mit 1/128 Schritten
Probiere mal mit 1/64

Achso. Also bis gestern habe ich den Drucker sowieso die meiste Zeit auf 1/32 laufen lassen.

Quote

Und mit 1/128 Schritten kann man leider nicht so schnell drucken wie gewünscht
da ist das DUE dann auch wieder zu langsam, leider.

Das stimmt. Deshalb werde ich jetzt nochmal mit 1,8° Steppern und 36'er Pulley experimentieren. Wenn das bei 1/64 ok ist, dann ist das sowieso mein Zukunftssetup; für mich hinreichend schnell und genau und dabei angenehm leise.
1/128 hatte ich probehalber an den 0,9° Steppern eingestellt. Da wird der Drucker so langsam und die Druckzeiten so hoch, dass jedes Teil größer als der Treefrog aus meiner Sicht unsinnig ist.
Wobei es ja gar nicht die Druckgeschwindigkeit an sich ist, die mich stört, sondern das langsame Verfahren, was einfach suboptimal ist.

Wird Zeit für eine schnellere Elektronik

mit 1/32 kann ich auch gut leben
mit 1/128 sieht es aber meine ich besser aus.
Aber zu langsam
Mal sehen vielleicht kommt ja DUE Nachfolger mit mehr Speed

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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..

Servus Harry, erstmal sau cooler Drucker, gefällt mir seht gut.

Du hast ja diesen schönen Kühlungsring, könntest du den evtl. hier zur Verfügung stellen?
Genau sowas brauche ich nämlich auch gerade

Voilà

Hallo Harry,

wirklich interessanter Baubericht.

Seit einiger Zeit zeichne ich mit Hilfe des Forums auch an einem Sparkcube in ähnlicher Größe wie deiner (Werde mal ein eigenes Thema eröffnen). Um so erfreuter war ich über deinen Baubericht.
Auch ich möchte den Drucker nutzen, um mir Teile für den Modellbau zu drucken. In meinem Fall kommt erschwerend hinzu, das ich bisher keinen 3D-Drucker besitze

Nun aber zum eigentlichen, mich würden einige Details zu deinem Drucker interessieren:

• Wie stark sind deine Wellen in X-Y Richtung (10mm wie beim Original)
• Könntest du mir deine Aussenabmessungen sagen. Ich wollte den Drucker Aussen auf 600x600mm begrenzen, komme da aber immer auf eine Druckfläche, die kleiner ist als 400x400mm.
• Die anderen 1000 Fragen kommen später noch .........

Viele Grüße
Thomas

Hallo Thomas,

Quote
jossel
[*] Wie stark sind deine Wellen in X-Y Richtung (10mm wie beim Original)

Ja, 10mm

Quote

[*] Könntest du mir deine Aussenabmessungen sagen. Ich wollte den Drucker Aussen auf 600x600mm begrenzen, komme da aber immer auf eine Druckfläche, die kleiner ist als 400x400mm.

Außenmaß des AlCore ist 77 x 72 cm. Aber wie Du selbst schon festgestellt hast, muss das Außenmaß dem gewünschten Innenmaß folgen.

Grüße,
Harry

Danke Harry

Hätte nicht erwartet, das bei der Größe die 10mm Wellen ausreichend sind! Aber man lernt nie aus.

---

Viele Grüße aus Leipzig
Thomas

Tatsächlich hätte ich aus dem Bauch heraus auch 12'er Wellen nehmen wollen. Aber eine Rücksprache mit Vinmicra hat dann ergeben, dass die 10'er reichen sollten. Und sie reichen auch Allerdings würde ich auf der Z-Achse dann doch 12'er nehmen, um die Führung noch stabiler zu machen. Aber da nimmst Du ja sowieso Linearwagen. Vielleicht rüste ich meinen AlCore noch auf 12'er um in Z.

Grüße,
Harry

Hallo Thomas,

ein wirklich interessanter Baubericht für mich aus dem ich einige Deiner Erfahungen übernehmen werde. Ich bin auch gerade dabei mir so langsam die Teile für einen ähnlichen Drucker mit 40 x 40 x 40cm Bauraum zu beschaffen.

Gruß Edwin