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Erster Eigenbau

geschrieben von flolo 
Erster Eigenbau
04. January 2022 14:02
Hallo,
erstmal zu mir, ich drucke jetzt seit 1,5 Jahren mit einem Ender 3. Ich drucke gerade einen relativ großen Auftrag für die Firma meines Vaters und da dachte ich mir, dass ich mir von dem Geld einen 3D-Drucker bauen kann.
Dadurch, dass ich über die Feiertage Urlaub habe, habe ich gleich angefangen.

Zum Drucker, der Druckraum sollte 400x400x400mm groß werden. Als Bett nehme ich ein Fertiges von Filafarm. Die Extruder sollen zwei Herema direkt Extruder und dazugehörigem V6 Hot-End von E3d werden. Sie sollen beide mit einander verfahren, aber mit Hubmagneten auf und abgesenkt werden. Angetrieben sollen die Achsen mit Kugelumlaufspindeln mit Durchmesser 12mm und in X und Y mit einer 5mm Steigung und in Z mit einer 2,5mm Steigung werden. Bewegt sollen diese in X und Y mit Servomotoren und in Z mit Schrittmotoren. Als Führungen nehme ich in allen Achsen normale Linearführungen.

Meine erste Frage: Ist es nötig den Bauraum zu beheizen oder reicht es zum drucken von ABS, PETG, Nylon, usw. den Drucker einfach zu verkapseln?
Meine zweite Frage: Wie warm wird es wenn der Bauraum verkapselt ist?

Ich bin noch nicht besonders weit, aber die Fragen beeinflussen schon ziemlich viel.

Ich freue mich auf eure Antworten.

Florian
Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 02:30
Kugelumlaufspindeln auf X und Y sind was für CNC-Fräsen. Ist schon von ein paar Leuten probiert worden, konnte sich aus etlichen Gründen nicht durchsetzen.
Mit der Bauraumheizung ist das so eine Sache: Wenn die Einhausung wirklich gut isoliert und den umbauten Raum nicht unnötig groß machst reicht im allgemeinen das Heizbett aus - wenn die Heizung entsprechend dimensioniert ist (0,5W/cm²) und du dem Drucker vor dem Druck viel Zeit gibst, das Innenleben aufzuheizen. Mit einer vernünftig dimensionierten Bauraum-Heizung ist der Drucker aber wesentlich schneller auf Betriebstemperatur.
VDX
Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 03:25
... Kugelumlaufspeindeln in XY beim 3D-Drucken "lohnen" sich nur, wenn es "Schnellhub"-Spindeln und entsprechend (überdimensionierte) Motoren sind - das kostet aber deutlich mehr, als üblich.

Ich kenne das vor Allem bei SMD-Bestückungsmaschinen, wo der ganze Kopf mit bis zu 20m/s(!!) hinundhergeschossen wird eye popping smiley


Viktor
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Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 05:19
Könnt ihr mir irgendwelche Zahnriemen empfehlen? Ich wollte Kugelumlaufspindeln nehmen, da ich bei meinem Ender 3 nicht besonders gute Erfahrungen mit den Riemen gemacht habe.

Florian
VDX
Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 06:15
... bei den "hochpräzisen" XY-Plottern und Pastedispensern mit zahnriemen in XY habe ich eher "feine" Riemen mit geringer Dicke und hoher Steifigkeit -- die sonst üblichen "Norm"-Riemen sind da eher weicher im Zahnmaterial und beim Abrollen der Zähne hats durch Spannungsänderung im Riemen oder "Walken" beim Ein- und Austritt in die Zahnflanken Ungenauigkeiten ... da gehts aber um Hundertstel, wenn du das überhaupt so genau brauchst ...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.01.22 06:15.


Viktor
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Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 07:04
Wie Warm wird es in dem Bauraum?
Muss ich da bei der Auswahl der Motoren, Zahnriemen, etc. irgendwas beachten??
VDX
Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 07:44
... es hat Vorteile, wenn der "Bauraum" konstant temperiert wird - wie warm du es dann brauchst, hängt vom Filament-Material ab - mit Bett-Heizung würde ich da um 30-40°C anpeilen ... nur mit der Wärme der Steppertreiber und Motoren wirst du das kaum hinbekommen, also eher noch zusätzlich heizen!

Ohne Zusatzheizung und wenn du bei "Raumtemperatur" (typisch 20-25°C) bleiben willst, kannst du das mit einem Lüfter und Zu-/Abschalten per Temperaturregelung in etwa konstant halten ...


Viktor
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Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 08:09
Alles klar.
Die Frage mit den Motoren war wenn es über 80°C warm wird müsste man spezielle Motoren nehmen, weil die meisten die ich mir angeschaut habe nur bis 70 oder 80°C laufen, das gleiche mit den Zahnriemen.

Vielen Dank Viktor für deine schnellen und hilfreichen Antworten
VDX
Re: Erster Eigenbau
05. January 2022 08:50
... gerne geschehen! smileys with beer


Viktor
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Re: Erster Eigenbau
19. January 2022 16:56
Moin floflo,

Deine Konstruktion des Rahmens sieht sehr gut aus, ich überlege gerade auch einen Eigenbau in ähnlicher Form zu verwirklichen.

Auch ich habe dabei an Linearschienen und Kugelumlaufspindeln auf allen Achsen gedacht. Die normalen Riemen, die in allen Druckern verbaut sind, sind meines Erachtens, gerade wenn mit höheren Geschwindigkeiten gefahren werden soll nicht präzise genug ( Wie VDX schon sagte, Walken und Schlupf der Standart Riemen, und es kommt hier ein hundertstel und da ein hundertstel zusammen, potenziert sich und ist schnell mal ein paar zehntel ). Bei allen Core XY laufen 2 lange Riemen über mehrere Rollen oder Kugellager, die bei höheren Geschwindigkeiten Resonanzen erzeugen. Das denke ich entfällt, wenn man Kugelumlaufspindeln einsetzt. Klar, die Spindeln sind sehr teuer, aber Du hast keinen Ärger mit unschönen Drucken (Ghosting).

Im Grunde ist es wie mit einer CNC Fräse, ist die Mechanik zu schwach ausgelegt, bekommst Du keine vernünftigen Frästeile, da alles schwingt und schlabbert. Das ist bei einem 3d Drucker zwar nicht so ausgeprägt, aber der Grundsatz ist der gleiche.

Ich hatte überlegt die 1205 Kugelumlaufspindeln mit MKS Servo42c (Nema17 Motoren) auf einem BTT Octopus pro mit Hiwin MGN12C Linearschienen zu benutzen. Über den Rahmen habe ich mir noch keine abschliessenden Gedanken gemacht, favorisiere aber eine geschlossenen Platten Konstruktion, er soll ja steif werden. Klar das das hier irgendwie so ist, wie mit Kanonen auf Spatzen zu schiessen, aber alles andere ist irgendwie halber Kram, der im Nachgang verbessert werden muss um ein vernünftiges Ergebnis zu erhalten. Natürlich ist diese Form des Baus auch sehr teuer, ich rechne mit ca. 1500 - 2000 Euronen bis der Drucker fertig ist.

Zu Deiner ersten Frage: Ich denke, dass Du den Drucker einhausen solltest. Wichtig dabei, alle Temperatur empfindlichen Teile wie Motoren, Elektronik sollten Aussen am Drucker verbaut sein um nicht noch die Bauraum Wärme mit aufzunehmen.
Zu Deiner zweiten Frage: Ich denke, wenn Du Dein Druckbett auf 80 Grad heizt und länger als eine Stunde druckst, der Bauraum bestimmt um die 60 Grad hat, was ja auch gewollt ist um Warping zu verhindern.

OK das sind meine Gedanken zu einem Selbstbau 3D Drucker

Viele Grüße
Patrick


Prusa MK3s
Anycubic Photon Mono 4k

Isel Portalfräse, gesteuert mit TripleBeast und Eding CNC
Re: Erster Eigenbau
20. January 2022 03:51
Kurzer Input, bevor es wieder wildes Halbwissen gibt smiling smiley:

Ein geschlossener Bauraum sollte es idR sein, bringt nur Vorteile. Mein Drucker besteht aus einem 3030 Profilrahmen, den ich mit Siebdruckplatten eingehaust habe, das macht die Montage von Komponenten sehr einfach.
Bei 80°C am Heizbett kann man von 60°C im Bauraum nur ganz entfernt träumen. Wenn der Drucker innen zusätzlich dick isoliert ist, erreichst Du bei 110°C am Heizbett geschätzt 50°C ganz oben im Bauraum, abhängig von der Isolierung und der Haube obendrauf. Auf Höhe der Druckebene können es locker 15°C weniger sein. In meinem Thread habe ich auf mehrere Temperaturversuche verwiesen, die ich durchgeführt habe.
Die Motoren sollten sich dann wie vorab erwähnt nicht im Bauraum befinden, sonstige Elektronik schon gar nicht. Meine Motoren habe ich per Torsionsstange unter den Drucker gelegt, obwohl die Pulleys im oberen Bereich anliegen.

Riemen: Passend ist idR der Standard 2GT2 oder 2GT3 von Gates in den Breiten 6, 9 oder 12mm, dabei solltest du keine Chinateile, sondern Originalware nehmen. Es gibt noch andere, ähnliche Riemen (T2,5 und Co.), welche aber keine installationsfertigen Pulleys in unseren kleinen Abmaßen besitzen. Alternativ kannst du auch auf HDT3 gehen, dieser ist aber verhältnismäßig steif und bedingt dadurch oft stärkere Motoren.

Zwei Tipps am Rande:

Quote
JET-A1
Über den Rahmen habe ich mir noch keine abschliessenden Gedanken gemacht, favorisiere aber eine geschlossenen Platten Konstruktion, er soll ja steif werden.

Der Rahmen ist mit das wichtigste Teil im ganzen Drucker, der muss zu Anfang auskonstruiert sein. Eine Einhausung mit Platten (Holz. DiBond, Plexiglas, etc.)ist besser als jede Diagonalstrebe, die im Nachhinein angebaut wird und bringt direkt den Vorteil der besseren Temperaturen mit sich. Zugegeben allerdings, dass erhöht den Preis des Druckers mal eben um 200-300€, ist es aber mMn wert.

Kugelumlaufspindeln sind in unseren Druckern beim XY-System im Regelfall keine gute Wahl. Diese müssen wie ein Riemen auch vorgespannt werden. Und auch diese erzeugen durch Umkehrspiel und Massenträgheit (Eigentorsion) Resonanzen im Druckbild. Unabhängig davon erhöhen sie die Masse des Systems so stark, dass es völlig überdimensionierte Servos bräuchte, um die Spindeln auf Drehzahl zu bekommen. Eine gute Analogie ist beispielsweise eine Bauart nach Prusa i3, mit einer Bettgröße von 500x500 - da ist nix mit hohen Geschwindigkeiten.
Ein gut ausgelegtes Achs- und Riemensystem mit qualitativ hochwertigen Komponenten lässt den Nutzer problemlos im Bereich von 500mm/s Drucken, ohne dass es Fehler im Druckbild gibt.

Ist alles nicht bös gemeint. Ich kläre nur lieber vorher auf, anstatt dass hinterher die Enttäuschung groß ist, weil elementare Punkte nicht komplett durchdacht sind.
Halte uns ruhig auf dem Laufenden und wenn Du nicht mehr weiterkommst, wird dir hier geholfen.

Grüße,
Julien


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Drucker:
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Re: Erster Eigenbau
27. January 2022 06:33
Hallo zusammen,
ich habe in den letzten Wochen etwas weiter gemacht muss aber ein wenig wegen eines Denkfehlers wieder ändern.

Nur um Missverständnisse zu vermeiden, ich habe schon von Anfang an gerechnet aber noch nicht reingezeichnet, da es das Ändern der Maße vom Gehäuse komplizierter macht. Außerdem macht es alles unübersichtlich. Deswegen wollte ich es ganz zum Schluss machen.

Die Antriebe habe ich auch schon angefangen auf Riehmen umzustellen.

Grüße Florian
Re: Erster Eigenbau
05. March 2022 13:01
Hey flolo,

Es gibt eine alternative zu teuren KUS, habe selber 2 Drucker damit ausgestattet:

Steilspindel: [www.igus.de]

AntiBacklash Mutter: [www.igus.de]

Mann kann sogar direkt die passenden NEMA17 Motoren dazu bestellen ( hat mann auch direkt das Festlager) : [www.igus.de]

Gruß palim


1 Drucker: [forums.reprap.org]
2 Drucker: [forums.reprap.org]
3 Drucker: [forums.reprap.org]
VDX
Re: Erster Eigenbau
05. March 2022 13:55
... ich habe auch noch von einer der letzten Messen auf denen ich vor Corona war, 6 von den Igus-Steilspindel-Demo-Sets und zwei von den "Igus-dry-tech"-Demonstrations-Koffern und noch einiges an deren Linear-gliding-Mustern sowie Reib-/Gleit- und Kugellagern da, was ich für kleinere Prototypen-Aufbauten verwende.

Mit Vorspannung funktioniert das eine Zeitlang ganz gut, dann muß aber entweder was mit closed-loop oder "umspannen" gemacht werden, damit das spielfrei bleibt.

Möglicherweise erwarte ich da aber auch etwas zuviel von den Teilen -- meine "endgüitigen" Aufbauten haben dann meist Kugelumlauf und/oder andere "spielfreie" komponenten drin ...

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 05.03.22 13:55.


Viktor
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Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]
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