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Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb

geschrieben von FourOfFour 
Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
03. November 2016 16:41
Hallo Forum,

meine Version 3 kommt aktuell nicht voran und ich mußte Projekte einplanen um einen pfiffigen kleinen Jungen bei Laune zu halten.
Für gutes Wetter - arbeiten an der Gartenhütte.
Was aber bei weniger gutem Wetter?

Ich wollte doch da noch einen Drucker haben, der "schnell mal eben" kleine Teile fertigen kann.
Eigentlich dachte ich an sowas wie den Tinybot, bin dann aber im Thingiverse auf den russischen Entwurf MC² gestoßen.

Kann das funktionieren? Es sieht so furchtbar windig und wackelig aus.
So gar nicht der solide Aufbau, den ich sonst definitiv bevorzuge.

Aber Versuch macht kluch spinning smiley sticking its tongue out

Also erstmal die Kunststoffteile auf meinem Portalfräsenumbaudrucker herstellen:


fast der gesamte Bestand passt auf einmal auf meine Druckfläche, es hat allerdings etwa 26 Stunden gedauert


Ein erster Zusammenbau ließ dann vermuten, dass das Ding niemals wirklich ordentliche Drucke hergeben würde.
Der Tisch ist nicht präzise ausgerichtet, die Mechanik wackelt, die Antriebsspindel taumelt - ich hab' erstmal schwarz gesehen. sad smiley

Aber die Teile haben wirklich gut gepasst und der Designer hat darauf geachtet, dass man alles super auf 3D-Druckern herstellen kann.
Das spielfreie Antriebssystem für X- und Y-Achse hat mir spontan gefallen.


Ein erster Zusammenbau mit allen Teilen hat meine Befürchtungen nicht gelindert:


Besonders sparsam ist der Designer mit Schaltern umgegangen.
Endtaster?
Pah - wer braucht denn sowas.
Elektrischer Kontakt kommt auch dann zustande, wenn zwei Schraubenköpfe aufeinander stoßen.


Auch das Hot-End "Huxley-Style" das ich aus einzelteilen eines geschlachteten J-Head s gefertigt habe wollte zunächst nicht überzeugen - aber so stand es in der Bauanleitung.


Auch muss man sich wegen des nicht verstellbaren Tischen plötzlich mit bed leveling rumschlagen - noch sowas, was ich eigentlich nicht mag.
Hier geht es aber nicht anders.
Naja - und was soll ich sagen...
Es klappt überraschend gut und da das Hot-End gleichzeitig die Betätigung für den Z-min-"Taster" ist gibt es keinen Versatz zwischen der Hot-End Spitze und der Messposition.
1:0 für den Designer smileys with beer

Der erste Kalibrierkörper sah dann überraschend gut aus, war maßhaltig und rechtwinklig. Was will man eigentlich mehr?


Ich wollte mehr moody smiley
Viel mehr!
Insbesondere die mangelhafte Auflösung des direkt angetriebenen Bowden-Extruders fand ich zu schwach.
Weg damit...
Dafür den bewährten Cyborg-Extruder angeschraubt:


Und das Huxley?
Daran mußte ich so viel rumbsteln bis es funktionierte, dass ich es einfach weg haben wollte.
Zurück zum Hexagon!
Also war das letzte was das Huxley druckte eine Halterung für das Hexagon - inklusive Lüftersatz:


Viiiiiiel besser thumbs up

Leider sah man an den Oberflächen der Druckteile noch immer den Einfluss der M8er Gewindestange der Z-Achse.
Eine kleine Fixierung gefertigt und schon läuft die Welle dank einer Kugellagerführung ruhig um ihre Achse - alles gut.


Zusammenfassend kann ich das Design mit ein paar Änderungen wirklich empfehlen.
Weil keine Pullys und Zahnriemen sowie Umlenkrollen oder Taster anfallen kann man den kleinen Kerl mit einem Materialaufwand von ca.160€ bauen.
Inklusive Graphic-Controller.
Der Bauraum liegt bei X=115, Y=140, Z=100 Millimetern, in Z könnte man mit längeren Führungsstangen leicht erweitern.
Aktuell arbeite ich an einem Heizbett.

Meine Drucke in PLA laufen derzeit mit 120-150mm/s und von der Qualität bin ich echt angetan.
Wer also "schnell mal eben" in weniger als 3 Tagen einen Drucker bauen will - es geht cool smiley
Und wer sowas mit einem 12-jährigen machen will...
Es ist wirklich ein Kinderspiel, wenn alle Teile vorhanden sind.


Leider tut sich bei mir gerade die Möglichkeit auf, einen P3 Steel Toolson MK2 zu bauen...

Schöne Grüße - 4of4

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 03.11.16 16:46.
Erste Teile aus dem "Schnell mal eben"-Drucker
03. November 2016 16:56
Hallo smiling smiley
Hier ist mal ein erster Eindruck, was der Drucker kann.
Ebenfalls aus Thingiverse hab' ich die Gelenkfigur Robotica gedruckt.

Zunächst in Einzelteilen:

Der Unterkörper ist mehr als die 54mm hoch die mein Portalfräsenumbau schafft, die ganze Figur ist am Ende etwa 40cm lang - in gestreckter Form

Aber sie ist toll, wenn man ein Modell zum malen braucht:


Sie erweist sich als flexibel und als extrem geduldig.


Stundenlang Modell sitzen?

Kein Problem grinning smiley

Dass sämtliche beim Druck entstandenen Gelenke funktionieren erfreut mich besonders.
Unterschenkel mit Füßen sowie Unterarme mit Handgelenken sind jeweils ein einziges Druckteil.
Nach Fertigstellung wird nur das intern vorgesehene Stützmaterial rausgebrochen und die Gelenke können bewegt werden.

So genau arbeitet der kleine.

Gruß - 4of4
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
03. November 2016 17:01
Sehr schöner Bericht. thumbs up

Sieht wahrscheinlich wakliger aus als es ist. Du druckst mit dem Ding 150mm/s?


Piepiep (CoreXY) 290x300x205, ArduinoDUE, RADDS, TMC2100, Z-Riemenantrieb, Raspi3
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
05. November 2016 08:12
Hallo Pieps,

nein - es ist wirklich so wackelig wie es aussieht eye popping smiley
Was es um so erstaunlicher macht, dass es sogar so schon klappt.
Anfangs habe ich das Gerät mit einer Schraubklemme am Tisch fixiert weil es sonst umherwandert und das Risiko besteht,
dass es vom Tisch runterfällt.
Dabei habe ich mit Geschwindigkeiten von 80-110mm/s Versuche gemacht die aller erstaunlich gut ausfielen.

Inzwischen habe ich dem Gerät einen sehr schicken und sehr soliden Unterbau aus 40er Aluprofil verpasst:



In die Wellen der Z-Achse habe ich stirnseitig Gewinde eingearbeitet sodass die Stangen jetzt fest auf der 3mm Aluplatte
montiert sind, die den Deckel des Unterbaus darstellt.
So schwingt es nicht mehr vor und zurück und die Fixierung am Kopfende verhindert die Bewegung hin und her.
Wegen des hohen Gewichts des Unterbaus tanzt das Gerät auch nicht mehr über den Tisch, natürlich kommt die Elektronik noch mit in das Gehäuse.
Auch das Heizbett ist noch im Rohbau und vielleicht bekommt der Unterbau später noch eine Glashaube.

Der Kasten beinhaltet auch den Raum für eine 2kg Filamentrolle und Platz für Werkzeug, Kabel und Zubehör:



An den nur aufgesteckten Antriebsritzeln der Y- und X-Achse hatte ich ein Problem, weil die nicht fest genug saßen.
Dort ist nach einigen Betriebsstunden und hohen Beschleunigungen Spiel entstanden.

Die Lösung war pragmatisch:


Der Kragen der Zahnräger passt perfekt in eine M10er Mutter. In der hab' ich an der Flanke ein M3er Gewinde eingebracht und kann so das Zahnrad
an der Motorwelle feststellen.

Seither gehen tatsächlich 150mm/s womit die Möglichkeit besteht, Teile mit 100µm Auflösung noch immer schneller zu drucken, als es mein Portalfräsenumbaudrucker in 250µm kann.

Wenn ich die Möglichkeit hätte, würde ich Zahnräder und Zahnstangen in Nylon drucken, das kann von meinen Geräten aber (noch) keins. Vermutlich wären dann die
Laufeigenschaften noch besser. So muss es vorerst PLA tun.

Wichtig: Nie ohne Schmierung arbeiten smiling bouncing smiley
Ein paar Tropfen hochwertiges Molybdänfett haben ein kleines Wunder vollbracht smoking smiley

Gruß - 4of4

Kleiner Nachtrag:
Es gibt da jemanden in meinem Familienkreis der so ein Ding auch spannend findet. Der bekommt den Bausatz zu Weihnachten.
Das Rundumglücklichpaket, sozusagen:


Neben den gedruckten Teilen kostet das Gesamtpaket zimlich genau 150€. Naja - Lüfter, Spiegelreste, ein paar Kabel, Drähte und Kabelschuhe hab' ich aus eigenen
Beständen hinzugefügt und nicht mitgerechnet. Wer statt des 9€ J-Heads das 40€ Hexagon nimmt kommt in Summe auf 200 Kracher, denke ich.
Die komplette BOM gibts zum Download bei Thingiverse.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.11.16 08:27.
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
05. November 2016 08:15
Geiles Teil eye popping smiley
Erzähl uns mehr davon.

Im Ernst, ist echt witzig mit was für einfachen Möglichkeiten das Teil gebaut ist und was dabei so raus kommt. thumbs up


Gruß
Gregor
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
05. November 2016 11:14
Quote
The Hidden
Geiles Teil eye popping smiley
Erzähl uns mehr davon.
...

Hi Gregor,

da war ich wohl schneller als du smiling bouncing smiley

Gruß - 4of4
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
05. November 2016 12:45
Sehr nettes Projekt. Da bekommt man echt Lust das nachzubauen! thumbs up
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
06. November 2016 04:51
120 - 150 mm/s kann ich einfach schwer glauben.
Kannst du da mal ein Video von raus hauen ?
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
06. November 2016 05:07
Quote
Vastion
120 - 150 mm/s kann ich einfach schwer glauben.

Geht mir genauso. Die relevante Frage ist ja die der verwendeten Beschleunigung.


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: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
06. November 2016 07:24
Hallo Forum,

Lars hat natürlich Recht - die Beschleunigung machts.
Begrenzende Größe ist der Schrittmotortreiber bzw. der Motor in den Kunststoffaufhängungen.
Nicht wegen der Kräfte, sondern wegen der Temperaturen.

Bei den 2A die der Treiber theoretisch können soll werden sowohl die Motoren als auch die Treiber zu heiß und ich hatte Bedenken, dass die Kunststoffhalterungen aufweichen könnten und sich verziehen.
Bei 55°C an der Außenhülle nach nur wenigen Minuten Druckzeit nicht unwahrscheinlich.
Aktive Kühler an die Motoren wolle ich dem Design und dem Geldbeutel lieber nicht antun - halte ich nix von.

Also hab' ich die Strombegrenzung so eingestellt, dass die Motoren selbst nach Stunden nicht mehr als 40-45°C am Gehäuse erreichen.
Pro Phase fließen so etwa 1.7A statt der 2.5A die der Motor maximal darf.

Die 48mm hohen Motoren machen aber auch so genug Drehmoment.
Daten zu den Motoren hier.

Bei der geringen bewegten Masse völlig ok smileys with beer

Aus der Marlin-Configuration:
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {154.58,154.58,5120, 659}
#define DEFAULT_MAX_FEEDRATE {200, 200, 5, 30} // (mm/sec) für MC2: Z-Achse getestet bis 300mm/min sind ok -> 5mm/s
#define DEFAULT_MAX_ACCELERATION {9000,9000,100,10000}
#define DEFAULT_ACCELERATION 1000 // X, Y, Z and E max acceleration in mm/s^2 for printing moves

Ich nutze Craftware als Slicer, darin sind für Druck 120mm/s, für Bewegung 150mm/s und für Retrac 30mm/s eingestellt, erste Lage natürlich langsamer.
Auch drucken mit 150mm/s geht, ich verzichte aber zugunsten schrafer Ecken gerne darauf.

Ich habe auch mit Geschwindigkeiten >150mm/s geliebäugelt, das klappt aber mit den DRV-Treibern nicht. Zumindest nicht mit der jetztigen Beschleunigung.
Ich sehe allerdings keine Notwendigkeit, hier nachzurüsten.

Gruß - 4of4
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
18. December 2016 05:52
Hallo Forum,

es hat eine kleinere Reihe von weiteren Änderungen und Promierungen an dem MC² gegeben, unter anderem um die rechten Winkel
der Mechanik genauer zu justieren.
Über der Z-Achse ist nun eine Brücke am Rahmen montiert die nach präziser Ausrichtung dafür sorgt, dass hier mehr Stabilität herrscht.
Das führt auch dazu, dass die achsiale Präzision der Antriebsspindel in Z-Richtung besser geworden ist, das Taumeln der Welle ist jetzt
so weit verschwunden, dass es keinen sichtbaren Einfluss mehr auf die Oberflächenqualität hat.

Als höchst willkommene Nebenwierkung ist hierdurch auch kein ABL mehr notwendig, der Tisch weicht an der Oberfläche wenig genug
von der Idealebene ab, dass es keine automatische Anpassung mehr braucht.
Gefällt mir, weil ich das für überflüssiges Beiwerk halte, das die Welt nicht braucht - oder eben nicht brauchen sollte smiling bouncing smiley

Am Druckbett ist eine Heizung angebracht die über 12 Widerstände eine Leistung einbringt, die die 11.5 x 14.5 cm² große Druckfläche
auf maximal 107°C erwärmt.
Wohl noch zu wenig für ABS, aktuell reichen mir aber PLA und PETG.

Weil ich jetzt den Spiegel schonmal sauber hatte habe ich den Leim versuchsweise gegen Kapton-Folie ausgetauscht und bin vom Ergebnis recht angetan.
Solange es heiß ist hält es, wenn es abkühlt kann man es leicht entfernen.
Kalt drucken geht damit aber auf keinen Fall tongue sticking out smiley

Inzwischen sind erste Druckaufträge gelaufen die mehr als 12 Stunden gedauert haben, Ergebnis ist in Qualität und Zuverlässigkeit sehr
zufriedenstellend.

Gerade jetzt entsteht eine Halterung für den Full-Graphic-Controller, wenn die dran ist betrachte ich das Projekt als abgeschlossen.

Frohe Feiertage!!
4of4

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 18.12.16 05:53.
Re: Der "Schnell mal eben"-Drucker. Ein MC² mit Zahnstangenantrieb
04. February 2017 03:36
Hallo!

Der Grafikcontroller hat ein Gehäuse bekommen und der Drucker funktioniert nun auch als "Stand-Alone" ohne PC:



Wer genau hinsieht - das Gehäuse ist auf der Aluplatte nicht verschraubt sondern mit Power-Stripes befestigt.
Sollte ich den Drucker mal zerlegen - worüber ich nachdenke wenn ich die Teile ggf. für einen Prusa i3 Steel Toolson MK2 brauche - kann
ich die Aluplatte mit weniger Löchern besser brauchen smiling bouncing smiley

Ausserdem leister das inzwischen verfügbare Heizbett sehr gute Dienste, die Konstruktion bedingt allerdings, dass
man es direkt mit dem Spiegel verbindet weil kaum Platz unter dem Tisch ist.
Ich habe die aus 3mm Alublech gefertigte Heizplatte schlichtweg mit Kaptontape am Spiegel festgeklebt.
Passt zum minimalistischen Ansatz des Druckers



Kapton ist das nächste Stichwort.
Weil der Spiegel jetzt samt Heizbett montiert ist läßt er sich nicht mehr einzeln abnehmen was ein erneutes Aufbringen der Folie
nach Beschädigung erschwert - also zurück zur Leimlösung.



Das Gerät wiegt inklusive Untergestell jetzt knapp unter 8kg, taugt also auch gut zum Mitnhemen

Damit betrachte ich das Projekt was Umbauten angeht als abgeschlossen smileys with beer

Schöne Grüße - 4of4

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 04.02.17 03:38.
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