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P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt

geschrieben von Espresso 
P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
20. February 2016 05:10
Hallo zusammen,

meine Name ist Thomas und ich habe Anfang des Jahres beschlossen, einen 3D-Drucker zu bauen. Ich weiß nicht mehr genau, wie ich überhaupt auf die Idee gekommen bin, denn ich habe bis zum heutigen Tag keine Ahnung was ich später einmal damit drucken möchte. Es ist eher eine grundsätzliche Faszination für die Funktionsweise der Drucker selbst. Mein Ziel ist also eigentlich, etwas über die Technologie zu lernen und zu sehen, ob ich so ein Ding überhaupt selbst bauen kann. Ich habe recht solide (amateurhafte) Erfahrungen mit Elektronik (Arduinos, RapsberryPIs, etc sowie dazugehörige Komponenten wie Sensoren, Motorsteuerung, etc.). Mit Mechanik habe ich dagegen kaum Erfahrung. Ich hoffe, dass sich dies ein wenig ändert.

Vor diesem Hintergrund bin ich bei meiner Online-Recherche recht schnell beim RepRap-Projekt gelandet und habe versucht mich im Dickicht der Prusa i3-Bausätze zu orientieren. Nachdem ich chinesische Bausätze (trotz der niedrigen Preise) sehr schnell ausgeschlossen hatte, war ich zuletzt beim Original Prusa i3 gelandet, den Josef Prusa selbst verkauft. Das erschien mir eine angemessene Herausforderung ohne zu viel Frustration, die ich bei den chinesischen Angeboten erwartete. Allerdings bin ich dann über die Meinung gestolpert, dass der Bausatz zwar sehr solide sei, aber kaum die Verbesserungen der vergangenen Jahre berücksichtige. Das stand in Konflikt mit meinem Ziel möglichst viel zu lernen.

So bin ich nun auf das P3Steel-Projekt von toolson gestoßen und habe mich dazu entschlossen, beim Bau des Druckers jedes Teil persönlich kennenzulernen - auch schon bei der Beschaffung. Um einen Schlussstrich unter das Hin und Her bei meinen Überlegungen zu ziehen habe ich dann Ende vergangener Woche bei Orballo einen Pulverbeschichteten P3Steel-Rahmensatz bestellt. Damit hatte ich mich endlich festgelegt.

Mein Budgetrahmen sind die EUR 650,- die mich der genannte Bausatz gekostet hätte. Damit möchte ich gerne einen Drucker bauen, der mindestens genauso gut ist. Wenn es am Ende günstiger wird, bin ich auch nicht unglücklich. Aber ich bin auch darauf vorbereitet etwas Lehrgeld auf der Strecke zu lassen.

Letztes Wochenende habe ich zunächst einmal Christian Carolis Buch RepRap-Hacks gelesen um einen Gesamtüberblick zu erhalten und mich dann im Laufe der Woche mit der Elektronik beschäftigt (dazu in einem weiteren Post mehr). Dieses Wochenende schaue ich mir die ganzen mechanischen Teile an (Kugellager, Antriebstechnik, etc.). In der kommenden Woche ist dann das Hotend an der Reihe. Und irgendwann muss ich das Ganze dann natürlich auch noch zusammenbauen.

Soweit meine Planung für die kommenden Wochen. Ich habe nicht besonders viel Freizeit, von daher versuche ich das ganze Projekt in kleinere Häppchen aufzuteilen.

Ich freue mich über Kommentare, Erfahrungen, Vorschläge und ein wenig Nachsicht, wenn ich einen Anfängerfehler nach dem anderen mache.

Ein schönes Wochenende!

Thomas
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
21. February 2016 05:58
Mein erster Weg bei der Beschaffung der Elektronik hat mich zu Watterott geführt. Zum Einen weil es wohl die einzige Bezugsquelle für die TMC2100-Treiber ist, zum Anderen weil ich dort bereits Kunde bin.

Die Konfigurationsempfehlungen für die TMC2100 haben mich zunächst einmal irritiert. Das auf der zum Produkt gehörenden Github-Seite verlinkte Video hat mir dann aber die Besonderheit der drei verschiedenen Jumper-Einstellungen (Up, Down und Open) verdeutlicht. Der für 3D-Drucker empfohlene Modus 1/16 spreadCycle ist demnach Down/Open/Open – das entspricht erwartungsgemäß der empfohlenen Modifikation mit einer Drahtbrücke zwischen CFG1 und GND und keinen Beinchen an CFG2 und CFG3. Soweit so gut. Gleichzeitig bin ich nun jedoch verwirrt, warum diese Modifikation überhaupt vorgenommen wird, während Watterott erklärt, dass man auf den Ramps die gleiche Konfiguration erreichen kann, indem man einfach alle Beinchen anschließt und alle Jumper auf den Ramps entfernt (auf CFG1 liegt dann wohl ohnehin ein Pull-Down-Widerstand). Das erscheint mir der elegantere Weg. Vielleicht hat hier jemand einen Tipp für mich. Mit dem Schaltplan der Ramps selbst habe ich mich allerdings noch nicht weiter beschäftigt. Daher vertage ich dieses Thema erstmal.

Bei meiner Bestellung habe ich dann neben den passenden Kühlkörpern auch noch gleich einen Genuino Mega 2560 dazugelegt. Die sind zwar ein gutest Stück teurer als die überall erhältlichen Klone, aber ich habe mich in der Vergangenheit schon ab und an über billige Elektronik geärgert. Außerdem liegt mir die Arduino-Community durchaus am Herzen, den Aufpreis nehme ich hier also in Kauf.

Eine ähnliche Überlegung hatte ich beim Ramps 1.4 Shield. Hier habe ich mich bei der Such nach einer Quelle – sehr übereilt, wie mir inzwischen scheint – für das Ramps 1.4.2 Shield von German Raprap entschieden. Erst im Nachhinein habe ich realisiert, wie groß der Aufpreis hier zu den gängigen Boards ist.

Umso irritierter war ich dann nach Lieferung am nächsten Tag. Das Shield passt nicht richtig auf das Arduino Board. Die eingelöteten Beine der Schraubklemmen (Eingang 12V) liegen auf der Rundstecker-Buchse des Arduino Boards auf. Besser als auf dem Bild bekommt man es nicht zusammen – und so wie abgebildet ist die Platine des Shields dann schon ganz schön gebogen. Da ich kein anderes Ramp-Shield zum Vergleich habe, weiß ich nicht, ob das ein gängiges „Problem“ ist. Ich ziehe in Betracht, die Beinchen etwas abzufeilen oder auf dem Arduino Board die Buchse zu entfernen (die Spannungsversorgung erfolgt ja ohnehin über das Ramps-Shield). Aber zunächst habe ich mal eine Anfrage an den Support von German Reprap gestellt. Die müssen das Ding ja auch irgendwie benutzen.



Daher bin ich beim Netzteil nun am grübeln. Es soll ein 25-30A starkes Einbau-Schaltnetzteil werden. Bei Rechelt und Co. sind entsprechende MeanWell-Fabrikate um die 70 EUR zu haben. Ob sich der Aufpreis gegenüber den 30 EUR-No-Name-Varianten bei e-Bay lohnt?
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
21. February 2016 06:26
Hallo Espresso,

ich hatte das gleiche Problem wie du, daß Beinchen von den Schraubklemmen (Eingang 12V) auf der Rundstecker-Buchse des Arduino Boards aufliegen und das Ramp-Board nicht zu 100 % gesteckt werden kann (dachte es läge an den Chinesen). Ich habe das Board noch einmal herunter genommen und vorsichtig mit einen Seitenschneider die Beinchen von den Schraubklemmen gekürzt und dann noch mit nem Dremel plangeschliffen, danach habe ich die Kontakte noch einmal nachgelötet, jetzt passt alles zu 100 % und ich habe noch 1 oder 2mm Abstand dazwischen.

Grüsse

Josef

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 21.02.16 06:27.
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
21. February 2016 06:56
Hallo Josef,

vielen Dank für den Hinweis, dann ist das vielleicht ein genereller Design-Fehler, bzw. ein Problem mit den verwendeten Schraubklemmen.

Gruß,

Thomas
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
21. February 2016 07:42
Die restlichen Elektronik-Komponenten (Nema17-Stepper, LCD Smart Controller, Endstops und ein MK3-Alu-Heizbett) habe ich bei einem kleinen Webshop namens my home fab bestellt. Die Ware wurde sehr flott geliefert und macht einen guten Eindruck.

Das MK3-Alu-Heizbett ist – neben den LM8UU Gleitlagern – das erste bewusste Downgrade gegenüber der toolson-Edition. Ich habe derzeit keine Ambitionen anderes Material als PLA und vielleicht PETG zu drucken. Soweit ich es verstanden habe, benötigt man dazu keinen besonders heißen Untergrund. Und dass das Aufwärmen etwas länger dauert, erscheint mir für meine Anwendung unwesentlich. Da erspare ich mir dann im Gegenzug gerne das zusätzliche Relais und die Problematik mit den noch höheren Strömen.

Weitgehend orientierungslos bin ich auch noch, was die Nema17-Stepper angeht. Ich habe nun fünf Wantai 42BYGHW609 – das scheint zumindest nichts Ungewöhnliches im 3D-Drucker-Bereich zu sein. Aber irgendwann möchte ich mich auch damit noch etwas differenzierter auseinandersetzen. Jetzt hoffe ich einfach mal, dass die Motoren mit den TMC2100-Treibern eine ordentliche Basis bilden.

Nachdem die Elektronik soweit zusammen ist, habe ich mich auch erstmalig mit Repetier-Firmware und Repetier-Host beschäftigt. Als Erstes habe ich versucht die von toolson bereitgestellt Firmware auf den Arduino zu schieben. Das hat die IDE leider direkt mit einem Fehler quittiert. Offenbar sind die früheren Pakete, die man von Repetier herunterladen konnte nicht mehr mit der aktuellsten Arduino IDE kompatibel. Daraufhin habe ich eine mehr oder weniger willkürliche Konfiguration von Repetier heruntergeladen und nur die Config-Datei aus toolsons Paket übernommen. Auch das hat leider nicht einfach so funktioniert. Egal – mit der Config-Datei will ich mich ohnehin noch auseinandersetzen. Ich habe dann direkt das Paket von Repetier hochgeladen und das hat die Arduino IDE ohne zu murren kompiliert. Der Arduino spricht jetzt mit Repetier-Host. Soweit zumindest ein erstes Erfolgserlebnis.
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
21. February 2016 07:53
Zeit für einen ersten Kassensturz:

P3Steel-Rahmen inkl. Pulverbeschichtung und Versand: EUR 85,-
Genuino/Arduino und TMC2100-Treiber: EUR 89,-
Ramps 1.4.2 und Versand: EUR 66,-
Motoren, Endstops, Display und Heizbett: EUR 112,-

Insgesamt also gute EUR 350,- von denen etwa EUR 100,- auf die Aufpreise für Genuino-Board, Ramps 1.4.2 und die TMC2100-Treiber entfallen.
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
21. February 2016 08:16
Quote
Espresso
Gleichzeitig bin ich nun jedoch verwirrt, warum diese Modifikation überhaupt vorgenommen wird, während Watterott erklärt, dass man auf den Ramps die gleiche Konfiguration erreichen kann, indem man einfach alle Beinchen anschließt und alle Jumper auf den Ramps entfernt (auf CFG1 liegt dann wohl ohnehin ein Pull-Down-Widerstand). Das erscheint mir der elegantere Weg.

Ja sicher, ist eleganter und einfacher. Schützt aber nicht vor der DAU Problematik.


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.
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
27. February 2016 15:04
In der vergangenen Woche sind die restlichen Teile der Elektronik gekommen. Insgesamt ist es nun ein ganz schöner Haufen geworden.



Außerdem habe ich die ganze Mechanik bestellt. Da mir kein Weg eingefallen ist, wie ich z.B. die Qualität eines LM8UU-Lagers beurteilen soll, habe ich weitgehend bei E-Bay und weitgehend nach Preis bestellt.



Zudem sind dann gestern auch die Teile des Rahmens angekommen.



Von den Teilen war sich sehr positiv beeindruckt. Das Zusammenbauen war völlig unproblematisch. Ich hatte mir ein Tutorial rausgesucht - aber eigentlich nicht verwendet.

Das Ergebnis sieht meines Erachtens recht gut aus.



Beim zusammenlöten der Motor-Treiber habe ich mich dann an die Erfahrung hier im Forum gehalten und die CFG-Beinchen nicht eingelötet.



Insgesamt bestückt sieht das Ramps 1.4.2-Shield nun so aus:



Leider habe ich das Netzteil vergessen und kann das Board nicht gleich testen.

Als Nächstes ist das Hotend dran.
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
27. February 2016 16:54
Als 12-Volt-Netzteil kann ich nur immer wieder das HP DPS 600PB Servernetzteil empfehlen! Gebraucht sehr günstig zu bekommen, unschlagbare 570 Watt auf 12 Volt, ausser ein paar Pin-Verbindungen kein Gefummel nötig und, für mich ein riesiger Vorteil, keine offene 220-Volt-Klemmung. Top-Gerät!

Viele Grüße,

Martin
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
29. February 2016 14:59
Hallo Martin,

vielen Dank für Deine Empfehlung.

Ich habe bereits eines dieser Standard-Einbau-Schaltnetzteile. Vor Computer-Netzteilen bin ich wegen der Grundlastproblematik etwas zurückgeschreckt. Bei dem von Dir genannten Fabrikat scheint das unproblematisch zu sein. Ich werde mir das mal genauer anschauen.

Gruß,

Thomas
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
29. February 2016 15:56
Jau, Last auf irgend einer Schiene ist völlig unnötig (bei neueren ATX-Netzteilen aber wohl auch). Ein paar Jumper aufstecken, läuft! In einigen einschlägigen RC-Foren (die Netzteile sind für Ladegeräte bei Flug- und Auto-Modellbauern recht beliebt) gibt es detaillierte Informationen, u.a. hier:

[www.ultimaterc.com]

[sites.google.com]

[www.rcgroups.com]

24 Volt ist auch möglich, aber wohl nur mit sehr(!) riskanter Bastelei, die man als Elektroniklaie wohl besser bleiben lässt, weil sehr gefährliche Fehler auftreten können.

Viele Grüße,

Martin
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
01. April 2016 14:55
Es ist eine Weile her, dass ich hier geschrieben habe. Ich war nicht untätig, meine Zeit beschränkte sich aber auf "immer wieder mal eine halbe Stunde am Abend". Und dabei hatte ich keine Gelegenheit ordentliche Fotos zu machen.

Dabei bin ich insgesamt aber ziemlich weit gekommen. Von Lars habe ich die benötigten gedruckten Teile in erwartet hervorragender Qualität bekommen - der Zusammenbau hat sich einfacher gestaltet als ich erwartet hatte. Es hat einfach alles gepasst wie es sollte. Und die Bilder zusammen mit der BOM waren als "Bauanleitung" eigentlich auch völlig ausreichend.

Ich will mich daher an dieser Stelle darauf beschränken, was nicht so richtig geklappt hat. Vielleicht hilft es ja jemandem weiter.

Da wäre zunächst einmal die Netzteilabdeckung. Offenbar sind - entgegen meiner Erwartungen - die China-Einbau-Netzteil doch nicht ganz so gleich. Zumindest passt die Abdeckung - obwohl das Netzteil eigentlich genauso aussieht doch nicht 100% auf mein Exemplar. Der Funktionalität tut das natürlich keinen Abbruch. Und auch der Berührungsschutz erfüllt soweit noch seinen Zweck. So weiß ich jetzt zumindest schon, was ich drucken werde, sobald der Drucker mal ordentlich produziert. Auf den Einbau von Buchse und Schalter habe ich aber daher erstmal verzichtet.



Etwas einschränkender ist da schon die Tatsache, dass ich die M3-Schrauben an fast keiner Stelle in das (original) Arduino-Board gesteckt bekomme. Ich musste daher erstmal darauf verzichten die Elektronik zu verschrauben. Werde hier bei nächster Gelegenheit wohl auf M2,5 umrüsten.



Da ich keinen Fan-Extender gekauft habe, habe ich mir mit einem Stückchen Streifenplatine einen Verteiler für für die PSK-Stecker gebaut. Erfüllt soweit erstmal seinen Zweck.



Das größte Desaster dieses Zusammenbaus war das Anlöten der Zuleitung an das MK3-Aluminium-Heizbett. Hier hätte ich besser mal mein Hirn angestrengt, statt einfach mal mit dem kleinen Lötkolben auf die Alu-Platte loszugehen. Die Wärme wird hier (dafür ist die Platte ja da) ruckzuck abgeleitet. Abgekühltes Lötzinn dann nochmal flüssig zu bekommen war mir dann selbst mit schwereren Geschützen kaum mehr möglich. Das entstandene Zinn-Gebirge ist mir zwar wirklich peinlich, es muss jetzt aber erstmal reichen ...



Der Zusammenbau des E3DV6-Hotends war dann jedoch deutlich fummeliger als ich erwartet hatte, aber auch das war dann irgendwann vollbracht. Der mitgelieferte Lüfter (der 30mm-Lüfter) macht mir etwas Sorgen. Er erzeugt recht viel Vibration und hat das eine oder andere mal beim Anlaufen etwas gescheppert. Mal gucken, wie lange das gut geht.



Die Verkabelung ist noch nicht besonders elegant, erfüllt aber auch hier ihren Zweck.

Nachdem alles soweit zusammen war, habe ich dann nach und nach die Elektronik in Betrieb genommen und war fast schon ein bisschen erstaunt, dass alles so funktioniert wie es sollte! Nachdem ich dann mal fleißig mit allen Achsen in der Gegend herumgefahren bin, habe ich jedoch bald festgestellt, dass ich mit dem Hotend nicht bis zum Druckbett herunter fahren konnte.



Der Aufbau des MK3-Heizbetts mit BuildTak ist recht niedrig. Nachdem ich den Endstop-Trigger fast komplett "eingezogen" hatte stieß ich plötzlich mit der X-Achse an die Kupplungen für die Gewindestangen. Erst als ich die dann ein gutes Stück nach unten verschoben hatte (so dass die Gewindestangen gerade noch durch das obere Schraubenpaar fixiert ist), kam ich gerade so mit der "Nase" auf den "Boden". Es sind jetzt sogar noch ein paar Millimeter Luft um das Druckbett zu kalibrieren,

Anschließend habe ich mich an die Kalibrierung gemacht. Und nachdem meine ersten Druck entweder an zu wenig Abstand zum Druckbett oder zu viel Abstand zum Druckbett gescheitert sind, habe ich doch schneller als erwartet ein paar nette Ergebnisse bekommen.



Jetzt geht es also ans Erfahrung sammeln mit dem Drucken!

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 01.04.16 15:01.
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
02. April 2016 03:26
Sehr schöne Doku und das Ergebnis kann sich doch auch schon sehen lassen, weiter so!
Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
02. April 2016 05:48
thumbs up nice


Die Problematik mit der Kupplung / dünnen Druckbetten / Verfahrweg Z ist mir bekannt und in der MK2 Version entschärft.
Den richtigen Workaround hast du ja bereits gefunden.


Lars - Blog, Thingiverse, Git

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Re: P3Steel - toolson edition - als Lernprojekt
04. April 2016 07:56
Gibt auch erstmal alternativ einen kleinen Z-Endstop Trigger im Thread vom p3Steel MK1 meine ich.
Auf deinem Bild sieht es so aus, als ob du einen längeren verbaut hättest.

Deine Idee mit der Streifenplatine gefällt mir, damit ließe sich wahrscheinlich der komplette Effektor ausstatten, um ihn komplett abzunehmen.


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