Sparkcube XL Variation

Hi zusammen,

nun ist es also so weit das ich neben meinem i3 Hephestos einen zweiten 3D-Drucker aufbauen möchte. Diesmal nicht als Komplettbausatz sondern aus Einzelteilen. Geplant ist eine Variante des Sparkcube XL. Ziel der Aktion ist ein Drucker mit größeren Bauraum der mindestens so präzise druckt wie mein Hephestos. Dabei darf er gerne schneller sein als mein i3 - das ist aber zweitrangig.

Das Projekt ist eher langfristig angelegt - ich möchte immer mal wieder daran arbeiten wenn ich Zeit und Lust habe. Fertigstellung sollte ganz grob zum Jahresende erfolgen wenn alles rund läuft.

Zunächst hatte ich mal daran gedacht Linearführungen einzusetzen und damit eine Variante des Ultimaker-Prinzips aufzubauen mit Trennung von Führung und Antrieb. Eine sehr grobe Kalkulation der Kosten (8 Linearschienen und 8 Wagen) hat mich aber zum CoreXY-Prinzip zurückkehren lassen. Außerdem habe ich mit dem Sparkcube eine erprobte Basiskonstruktion. Wenn der mal läuft kann ich mir immer noch Gedanken um eine Umrüstung auf eine alternative XY-Mechanik machen.

Geplanten Änderungen:

1. Untere "Kammer" um 30 mm höher machen - gibt einfach mehr Platz z.B. für Nema 23 falls man damit mal experimentieren möchte

2. Breite (und damit den Bauraum) um 100 mm vergrößeren

3. Gesamthöhe des Rahmens auf 750 mm vergrößern. Zusätzliche Verstrebungen oben damit man den Drucker komplett einhausen kann und über dem Extruder genug Platz für die Filamentführung bleibt.

4. Stationäre Wellen alle auf 16 mm ändern (einfach für mehr Stabilität damit da nichts durchhängt)

5. Bewegte Wellen auf 12 mm ändern (ebenfalls aus Stabilitätsgründen). Eventuell werden es auch 16 mm Hohlwellen - ist noch nicht endgültig entschieden

6. Beim Z-Antrieb möchte ich mich an Saschas Tripple orientieren und es mal mit einem Zahnriemenantrieb versuchen.

7. Eventuell wird der Zahnriemen geändert da durch die Vergrößerung ja doch einiges mehr an Länge hinzu kommt. Hängt davon ab was für Pulley und Riemen ich so finde. Angedacht ist erstmal GT2 9 mm.

8. Die Z-Achse soll (vielleicht erst in einem zweiten Schritt) mit Linearführungen arbeiten (dafür bräuchte ich dann "nur" zwei Stück). Bin noch unschlüssig ob ich die Mechanik zunächst mit den Rundwellen aufbauen soll oder gleich den Schritt zu den Linearführungen gehe.

9. Der Drucker soll komplett eingehaust werden. Material ist noch nicht entschieden. Da ich aber bei den 20er Extrusionsprofilen bleiben werde ist die Einhausung stark mitverantwortlich für die Stabilität und dauerhafte Winkligkeit der Konstruktion, muss also stabil sein.

Erster Schritt des Projekts war es den Sparkcube XL in FreeCAD (mein bevorzugtes CAD-Programm) nachzukonstruieren um auf dieser Basis die Änderungen planen zu können.

Dann habe ich begonnen zunächst den Rahmen zu ändern. Der aktuelle Stand ist auf dem Foto zu sehen.

Z-Antrieb fehlt noch komplett und die Wellen sind noch "original". X- und Y-Achse muss ich auch noch "tauschen" - die kürzeste Achse soll die "Bewegliche" werden um das Gewicht möglichst gering zu halten. Unschlüssig bin ich mir noch beim oberen Teil des Rahmens. Aus Stabilitätsgründen würde ich das gerne so konstruieren wir gezeichnet - das erschwert aber die Zugänglichkeit erheblich - schöner wäre ein "Deckel" ähnlich wie beim HercuLien.



Wie ist Eure Meinung? Hat das Projekt Aussicht auf Erfolg? Oder ist die Vergrößerung "zu groß" geraten? Die Riemenlänge macht mir schon etwas Sorgen (Ghosting?).

Ciao, Udo

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 08.03.17 04:56.

So - mittlerweile macht die Planung in FreeCAD Fortschritte. X- und Y-Achse habe ich nun vertauscht (gerade erst gesehen: Der Nema17 links muss noch nach rechts vorne) und damit begonnen die Z-Achse zu konstruieren. Ich habe mir noch folgende Änderungen überlegt:

1. Ich werde die langen Achsen nur einseitig spannen und die andere Seite in einem Gleit- oder Rollenlager lagern. Dann können die Stangen sich bei Erwärmung ungehindert ausdehnen. Bei der kurzen X-Achse muss ich mal schauen - vermutlich lohnt sich das da nicht.

2. Alles läuft wohl doch auch bei der ersten Version bereits auf einen Zahnriemenantrieb für die Z-Achse hinaus. Ich möchte als Motoren 0,9° Stepper einsetzen und die mit TMC2100 in 1/256 betreiben. Damit sollte auch ohne Flaschenzug genug Auflösung für die Z-Achse zur Verfügung stehen. Da die Last sich auf 3 Motoren/Riemen verteilen wird sollte das die Motoren auch nicht überfordern.

3. Auch bereits im ersten Schritt kommen Linearschienen und -schlitten auf der Z-Achse zum Einsatz. Bei der aktuellen Konstruktion bin ich sehr flexibel bzgl. der Länge dieser Linearschienen. 400-600 mm würden sich theoretisch locker verbauen lassen. Insofern kann ich da auf Standardmaße zurückgreifen wenn ich ein günstiges Angebot finde. Die Verbindung zwischen Drucktischträger und Linearwagen wird über ein gedrucktes Teil erfolgen. Hier begrüße ich eine gewisse Flexibilität. Die 3 Z-Achsen sollen ja in geringem Maße unterschiedlich fahren können damit das geplante ABL mit Drucksensoren funktionieren kann.



Viel Arbeit wird noch die Umkonstruktion der Druckteile für die XY-Ebene. Es hat nicht zufällig jemand diese Teile des Sparkcube XL schon mal mit FreeCAD nachgebaut und könnte die (strukturierten) FCStd-Dateien zur Verfügung stellen? Ansonsten muss ich das an Hand der STL-Dateien nachbasteln (und anpassen).

Ciao, Udo