MonstaMaker (Arbeitstitel)

Ich möchte euch mal mein aktuelles Projekt vorstellen.
Ziel meines Projektes ist es einen Drucker mit der mir maximal mögliches größe zu bauen.

Hier mal ein paar Zieldaten zu dem Drucker:

Radds 1.5 mit Rapps128 stepper drivern
Nema23 oder Nema17 Schrittmotoren steht noch nicht fest
Bauraum von 600*600*600mm
Ausenmaße sind 800*800*900mm
230V Heizbett mit 1600Watt
3030 Aluminium Profile
12mm Lienearwelle
Bronzelager

Hier ein Bild von dem Grundgestell, mit einer 1,5Liter Flasche als Größenvergleich:


Und hier die pulleys die ich verwende, nebentran ist ein standart GT2 20T als Vegleich:

12mm Lienearwelle ? Für die XY Achse?

Ja genau für die XY Achse.

Für die Z- Achse verwende ich TR12x2 Spindeln, die ich mit Pendel Kugellager Aufgänge. Diese werden dan mit kurze Riemen angetrieben.


Als Bauart will ich das Ultimaker Prinzip verwenden. Wenn das aber nicht klappen sollte, hab ich auch noch ein paar andere Ideen für die Teile.
Hier mal ein paar Bilder von der meschanik der XY-Achse:




Die gedruckten Teile, sind zurzeit nur Prototypen zum Testen. Diese werde ich nochmal komplett überarbeiten.

Das Ding steht und fällt mit der Rechwinkligkeit des Rahmens...also viel Glück...

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Das Ding steht und fällt mit der Rechwinkligkeit des Rahmens...also viel Glück...

Das ist ja Grundvoraussetzung bei jedem Drucker.
Ist auch nicht der erste von mir mit so einem Rahmen, das ist deshalb meine geringste Sorge

Ein Input von mir, aus leidvoller Erfahrung, meiner hat 500x500mm mit 10mm Wellen, das ist hart an der Grenze.

Hast Du mal nachgerechnet wie stark sich die Wellen durchbiegen wenn bei Dir 500 Gramm Extruder/Hotend... auf den 12mm Wellen draufhängen?
Das Eigengewicht der 2 Querwellen auch mitrechnen....

Ich wette mal die hängen mind. 1/10 mm durch, das wird lustig beim Leveln, und wackelt super bei jedem dyn. Lastwechsel.

Zweite Sache: Längenausdehnung, 50°C Erwärmung (wenn Bauraum geschlossen) ergeben 0.4mm Längenausdehnung bei den 600mm Wellen.
Ein Loslager muss da fast sein, sonst buckeln die Wellen seitlich aus, und es beginnt zu klemmen...

Eine Sache noch, wenn die Riemen (der vom Motor und der zur anderen Welle) bei den Wellen beide innen angreifen, dann zieht die Riemenspannung die Welle natürlich in Richtung Riemen und die Welle biegt sich auch wieder. Variante 1: den Riemen zum Motor außen, den anderen Innen, möglichst nahe am Kugellager, Variante 2: dickere Wellen....

Ich hoffe, das hilft Dir nicht die gleichen Fehler zu machen die mich so viel Zeit gekostet haben.

lg
Markus

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 24.06.16 07:00.

Also das mit den Wellen ist mit meine größte sorge, das diese zu klein sind. Aber ich konnte Konstruktions bedingt keine größeren verwenden. Hatte nämlich schon mit den 12er Wellen Probleme gehabt passende pulleys zu finden.

Wie kommst du bei dem hotend auf 500gramm? Mein kompletter Druckkopf, wiegt insgesamt maximal 200gramm.

Bei den Riemen, die laufen bei mir fast direkt an den Lagern.

Wenn die Wellen wirklich zu klein sind, werde ich auf ein anderes Funktionsprinzip umsteigen, dafür muss ich dan aber auch nur zwei Wellen für die Y-Achse neu kaufen.

Aber danke für deinen Ausführlichen Beitrag mit deinen Bedenken.

Gruß Alexander

Die 500 Gramm sind schnell zusammen, die Querachsen werden auch noch ca. 800 Gramm haben ?

Beim Druckkopf:
-Die Kugelbuchsen für 12mm mind. 100Gramm/Stk, wenn Du die langen nimmst (oder willst Du da auch Gleitlager nehmen --> sehr schwierig, da darf dann genau 0.000° Winkelfehler sein).
-Hotend vlt. 100 Gramm
-Konstruktion rundherum nochmal 100 Gramm inkl. ein paar Schrauben
-Kabel/Bowden für die Zuführung 50 Gramm

-Optional: E3D Titanextruder mit Nema 17 Pancake Motor 200 Gramm (außer Du willst ein reines Bowden System)

Ergibt so mind.: 450 Gramm

Bei mir waren auch die Pulleys das Problem, hab keine größeren zu einem vernünftigem Preis gefunden.

lg
Markus

Wenn jemand so einen großen Drucker aufbaut, werde ich immer hellhörig.

Ich habe selbst vor einiger Zeit einen größeren Drucker (Bauraum 340x310x500) aufgebaut und habe daher einige, zum Teil leidliche Erfahrungen gemacht. Deshalb hier einige Sachen, die mir bei deiner Konstruktion auffallen oder die ich zu Bedenken geben möchte:

Bei der Größe sind, selbst bei leichtem Extruder, 30x30er Profile in meinen Augen viel zu unterdimensioniert. Solche Profile würde ich bestenfalls bei einem halb so großen Drucker verbauen. Ich würde mindestens zu 40x40ern oder besser noch 30x60 oder 40x80er Profilen raten.
Dazu sind diese Eckverbinder die instabilsten aller Verbinder, ich würde zumindest 60x60er Winkelverbinder in allen Ecken vorsehen.
Alternativ kann man alle Außenflächen (außer 1 Fläche für den Zugang zum Druckraum) mit Plexiglas - oder Aluminiumplatten versteifen.

Mit 10er Wellen wirst du sicher nicht glücklich werden. Ich habe bei meinem Drucker, obwohl der Bauraum deutlich kleiner ist, zuerst 12er Wellen eingebaut und diese später durch 15er Linearschienen ersetzt, trotzdem habe ich noch im Druckbild sichtbares Nachschwingen. 10er Wellen biegst du auf 800mm Länge mit dem Zeigefinger ohne weiteres einige 1/10 mm durch. Besonders bei kurzen Infill-Passagen mit schnellen Richtungswechseln kann sich das schnell aufschwingen. Ich würde zumindest im mittleren Kreuz 16er Wellen einsetzen, vielleicht sogar noch dicker. Ja, dicke Wellen sind schwer, aber bei so einem großen Bauraum muss die Mechanik auch entsprechend ausgelegt sein, sofern du nicht mit niedrigen, dreistelligen Beschleunigungswerten dahindümpeln möchtest.
Wenn du dich entscheidest, Wellen >=16mm zu verbauen, würde ich dir aufgrund der bewegten Masse auch zu stärkeren Motoren als Standard-Nema17 raten. Bei meinem Drucker sind (bei halben Bauraum auf der XY-Ebene) auch 44Ncm-0,9°-Nema 17er verbaut, die meistens zwar auch ausreichen, allerdings hatte ich auch schon einige male Schrittverluste (meistens bei Kollision mit hochgezogenen Ecken des Druckteils oder zu hohem Extrusionswert), die Motoren sind da also schon knapp bemessen. Deine Motoren sollten schon 100Ncm oder mehr leisten bei der Größe. Es geht nicht unbedingt darum, dass dieses Drehmoment ständig abgefordert wird, sondern dass auch in kritischen Situationen Drehmomentreserven zur Verfügung stehen. Stell dir vor, du lässt gerade einen 7-Tagesdruck laufen (das kann bei Ausnutzung des Bauraums schnell passieren) und nachdem mehrere Kg Filament verdruckt worden sind, wird plötzlich durch einen kleinen Crash ein Schritt verloren und der ganze Druck ist hinüber. Allein durch einen großen, nicht fehlgeschlagenen Druck hat sich die Investition in stärkere Motoren bezahlt gemacht!

Ich vermute, du willst einen Bowden-Extruder einsetzen? Bedenke, dass der Bowden fast 1 Meter lang wird und dementsprechend flexibel ist. Ich weiß nicht, ob ein so langer Bowden ohne Probleme funktionieren kann, besonders wenn du schnell drucken möchtest. Je länger der Bowden wird, desto größer wird auch die Reibung. Ich würde schon fast zu einem doppelt angetriebenen Extruder raten, also drückenden Motor am Eingang des Bowdens und zusätzlich ein direkt am Hotend montierter Extrudermotor.