664-3Drucker
geschrieben von cava
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664-3Drucker 17. July 2023 12:34 |
Hallo zusammen
Seit längerer Zeit bin ich am planen für einen Eigenbau. Über das Forum habe ich viele Anregungen und Ideen erhalten und ich möchte nun mit meinem Beitrag etwas zurückgeben.
Mir geht es mir in erster Linie um das bauen und ich versuche deshalb innerhalb meiner Möglichkeiten die Teile selbst zu fertigen. Ich kann dazu eine kleine Hobby-Fräse und -Drehbank nutzen.
Der Drucker soll stabil und universell aufgebaut sein, so dass ich später auch Änderungen vornehmen kann.
Das Bauvolumen beträgt 600x400x600mm. Damit passt der Drucker noch durch die Türe. Die Aussenmasse sind ca. 1100x720x1100mm. Gewicht Voraussichtlich um die 100kg.
Rahmen
item-Profl 6
Linearführungen:
Z-Achse HIWIN-EGH15
X+Y Achse HIWIN-MGN15
Antriebe:
Z-Achse Servomotor und Kugelumlaufspindel
X-Achse Servomotor und Zahnriemen HTD-3M 15mm
Y-Achse Schrittmotor und Zahnriemen HTD-3m 9mm
Die Planung ist soweit abgeschlossen, erste Teile sind eingekauft und ich bin aktuell am bauen.
Seit längerer Zeit bin ich am planen für einen Eigenbau. Über das Forum habe ich viele Anregungen und Ideen erhalten und ich möchte nun mit meinem Beitrag etwas zurückgeben.
Mir geht es mir in erster Linie um das bauen und ich versuche deshalb innerhalb meiner Möglichkeiten die Teile selbst zu fertigen. Ich kann dazu eine kleine Hobby-Fräse und -Drehbank nutzen.
Der Drucker soll stabil und universell aufgebaut sein, so dass ich später auch Änderungen vornehmen kann.
Das Bauvolumen beträgt 600x400x600mm. Damit passt der Drucker noch durch die Türe. Die Aussenmasse sind ca. 1100x720x1100mm. Gewicht Voraussichtlich um die 100kg.
Rahmen
item-Profl 6
Linearführungen:
Z-Achse HIWIN-EGH15
X+Y Achse HIWIN-MGN15
Antriebe:
Z-Achse Servomotor und Kugelumlaufspindel
X-Achse Servomotor und Zahnriemen HTD-3M 15mm
Y-Achse Schrittmotor und Zahnriemen HTD-3m 9mm
Die Planung ist soweit abgeschlossen, erste Teile sind eingekauft und ich bin aktuell am bauen.
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Re: 664-3Drucker 26. July 2023 11:33 |
Gestartet bin ich mit der Herstellung der Z-Achse. Anschliessend möchte ich den Rahmen erstellen um die Funktion der Z-Achse zu überprüfen.
Z-Achse: Führung und Antrieb
Ich habe mir diese Konstruktion ausgedacht um die Führung der Achse ausserhalb des Bauraums anzuordnen. Da ich nicht sicher bin wie gut ich die beiden Führungen zueinander und zur Spindel ausrichten kann, sind diese horizontal um ca. 1mm verschiebbar. Damit möchte ich erreichen, dass die Führungen über den ganzen Weg leichtgängig laufen, dies auch bei einer Wärmeausdehnung wenn der Bauraum geheizt wird. Zusätzlich werden die Führungen durch zwei umlaufende Bänder abdeckt.
Das Gesamtgewicht welches bewegt wird (Tisch mit Träger) wird ca 12. Kg. betragen.
Die Führungen werden auf zwei item-Profile 30x60 aufgeschraubt. Damit die Führungen gerade aufliegen wurden die Profile leicht überfräst.
Grundplatte der Z-Achse ist eine 10mm Aluminium Gussplatte.
Mittig der Antrieb und das Festlager der Kugelspindel 1605.
Links und rechts die unteren Umlenkrollen für die Abdeckbänder.
Das ausrichten der Führungen zur Grundplatte war schwieriger als gedacht. Aber mit einem grossen Haarwinkel und Geduld hat es funktioniert.
Motor zum testen eingebaut erstes Erfolgserlebnis.
Z-Achse: Führung und Antrieb
Ich habe mir diese Konstruktion ausgedacht um die Führung der Achse ausserhalb des Bauraums anzuordnen. Da ich nicht sicher bin wie gut ich die beiden Führungen zueinander und zur Spindel ausrichten kann, sind diese horizontal um ca. 1mm verschiebbar. Damit möchte ich erreichen, dass die Führungen über den ganzen Weg leichtgängig laufen, dies auch bei einer Wärmeausdehnung wenn der Bauraum geheizt wird. Zusätzlich werden die Führungen durch zwei umlaufende Bänder abdeckt.
Das Gesamtgewicht welches bewegt wird (Tisch mit Träger) wird ca 12. Kg. betragen.
Die Führungen werden auf zwei item-Profile 30x60 aufgeschraubt. Damit die Führungen gerade aufliegen wurden die Profile leicht überfräst.
Grundplatte der Z-Achse ist eine 10mm Aluminium Gussplatte.
Mittig der Antrieb und das Festlager der Kugelspindel 1605.
Links und rechts die unteren Umlenkrollen für die Abdeckbänder.
Das ausrichten der Führungen zur Grundplatte war schwieriger als gedacht. Aber mit einem grossen Haarwinkel und Geduld hat es funktioniert.
Motor zum testen eingebaut erstes Erfolgserlebnis.
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Re: 664-3Drucker 27. July 2023 16:27 |
Sieht alles seeehr massiv aus, mag ich irgendwie 
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Re: 664-3Drucker 12. August 2023 08:14 |
Z-Achse - Schlitten
Weitere Teile sind hergestellt:
Links und rechts je zwei Laufwagen HIWIN EGH15SA. In der Mitte der Halter für die Flanschmutter sowie die Tragbalken zu den Laufwagen.
Schlitten eingebaut in die Profilschienen.
Die kleinen Messingbleche wurden mit etwas Übermass hergestellt und dann von Hand (Feile / Schaber) eingepasst um den Halter spielfrei in den Tragbalken verschieben zu können.
Erste Versuche die Achse zu bewegen waren erfolgreich, kein Klemmen und kein Spiel.
Aktuell baue ich den Rahmen damit die Funktion der Z-Achse geprüft werden kann. Aber das wird noch etwas dauern, denn das Ausrichten des Rahmens ist mit mehr Aufwand verbunden wie gedacht.
Weitere Teile sind hergestellt:
Links und rechts je zwei Laufwagen HIWIN EGH15SA. In der Mitte der Halter für die Flanschmutter sowie die Tragbalken zu den Laufwagen.
Schlitten eingebaut in die Profilschienen.
Die kleinen Messingbleche wurden mit etwas Übermass hergestellt und dann von Hand (Feile / Schaber) eingepasst um den Halter spielfrei in den Tragbalken verschieben zu können.
Erste Versuche die Achse zu bewegen waren erfolgreich, kein Klemmen und kein Spiel.
Aktuell baue ich den Rahmen damit die Funktion der Z-Achse geprüft werden kann. Aber das wird noch etwas dauern, denn das Ausrichten des Rahmens ist mit mehr Aufwand verbunden wie gedacht.
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Re: 664-3Drucker 12. August 2023 09:28 |
... ja, das Teil sieht aus, wie "für die Ewigkeit" gebaut! 
Viktor
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Re: 664-3Drucker 14. October 2023 12:11 |
Z-Achse – Rahmen
Der Rahmen ist fertig aufgebaut die Funktion der Z-Achse konnte ich endlich überprüfen. Mit dem Resultat bin ich zufrieden. Rückblickend muss ich mir eingestehen, dass der Aufbau auch etwas weniger Massiv sein könnte. Jedoch lieber so als umgekehrt.
Z-Achse in hinteren Rahmenteil eingebaut mit den Haltern für die Gegengewichte.
Aufbau nach vorne mit Bodenplatte und Rollen.
Ergänzt mit Kabelkanal oben und links Netzschalter. Die Gegengewichte eingebaut, pro Seite 6Kg.
Funktion der Z-Achse Video auf YouTube:
Videolink
[youtu.be]
Als Nächstes soll der Tisch und der Elektrik aufgebaut werden.
Der Rahmen ist fertig aufgebaut die Funktion der Z-Achse konnte ich endlich überprüfen. Mit dem Resultat bin ich zufrieden. Rückblickend muss ich mir eingestehen, dass der Aufbau auch etwas weniger Massiv sein könnte. Jedoch lieber so als umgekehrt.
Z-Achse in hinteren Rahmenteil eingebaut mit den Haltern für die Gegengewichte.
Aufbau nach vorne mit Bodenplatte und Rollen.
Ergänzt mit Kabelkanal oben und links Netzschalter. Die Gegengewichte eingebaut, pro Seite 6Kg.
Funktion der Z-Achse Video auf YouTube:
Videolink
[youtu.be]
Als Nächstes soll der Tisch und der Elektrik aufgebaut werden.
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Re: 664-3Drucker 14. October 2023 13:24 |
... wenn du das Teil schon so massiv und leicht einhäusbar aufbaust, dann kannst du dir ja auch gleich Gedanken für eine weitere "Optimierung" machen
Ich hatte/habe mehrere Projekte für Firmen und privat, wo es um "laserunterstützten Metall-3D-Druck" ging/geht - im Prinzip wird wie beim normalen FDM-Druck ein Draht/Filament über einen Förderer zugestellt -- nur wird der Draht nicht vorgeschmolzten, sondern direkt mit der Spitze auf die Oberfläche aufgesetzt und dann erst (mit einem kleinen Teil der berührten Oberfläche) mit einem oder mehreren Lasern aufgeschmolzen, so daß er sich verbindet.
Je nachdem, wie dick der Draht/Filament ist, können so mit "Tupfen" (Aufschmelzen und gleich zurückziehen) einzelne Halbkugeln aufgeschmolzen, oder mit dauerhaft "Schmelzen, Zustellen und Ziehen" Raupen abegelegt werden, wie auch mit dem Kunststoff-FDM.
Das Material des "Drahts" kann neben Metall auch Kunststoff oder auch was anderes sein (Glas, Kermik/Polymer-Gemisch, ...) - praktisch Alles, was mit einem Laser aufgeschmolzen werden kann und sich dann mit der Oberfläche verbindet.
Die "Raupen-Dicke" kann in einem großen Bereich über den Draht-Durchmesser und zusätzlich durch ein variables Verhältnis zwischen Zustell- und Vorschub-Geschwindigkeit eingestellt werden - wenn du schneller zustellst, als verfährst, wird das dicker ... wenn du langsamer zustellst, dünner ... bei meinem ersten Aufbau mit einem 10µm dicken Platindraht konnte ich "Raupen" von knapp 10µm Breite bis zu 50µm erzeugen - wäre bestimmt auch mehr gegangen, war für das Projekt aber nicht interessant, also bei 10-15µm belassen.
Metalldraht (und dunkle Materialien) kannst du gut mit IR-Laserdioden aufschmelzen - da hätte ich noch einige Zehn an 9Watt-IR-Laserdioden mit einer angekoppelten 0.1mm-Gasfaser, die ich auch bereit wäre an Interessenten abzugeben ... einige ähnlich aufgebaute, etwas größere, mit 25W und 30W (könnte auch ein paar davon abgeben, dann aber etwas teurer) ... und große Module mit 200W oder 270W mit einer Linse auf einen Spot von um 0.2mm fokussierbar ...
Wenn Interesse, kann ich ein paar Bilder oder Links posten -- mach das schon seit ein paar Jahren/Jahrzehnten für F&E-Projekte und habe mir für Daheim auch schon Alles Mögliche (und ein paar "unmögliche" Sachen) für meine eigenen "Basteleien" zusammengesucht
Viktor
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Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]
Ich hatte/habe mehrere Projekte für Firmen und privat, wo es um "laserunterstützten Metall-3D-Druck" ging/geht - im Prinzip wird wie beim normalen FDM-Druck ein Draht/Filament über einen Förderer zugestellt -- nur wird der Draht nicht vorgeschmolzten, sondern direkt mit der Spitze auf die Oberfläche aufgesetzt und dann erst (mit einem kleinen Teil der berührten Oberfläche) mit einem oder mehreren Lasern aufgeschmolzen, so daß er sich verbindet.
Je nachdem, wie dick der Draht/Filament ist, können so mit "Tupfen" (Aufschmelzen und gleich zurückziehen) einzelne Halbkugeln aufgeschmolzen, oder mit dauerhaft "Schmelzen, Zustellen und Ziehen" Raupen abegelegt werden, wie auch mit dem Kunststoff-FDM.
Das Material des "Drahts" kann neben Metall auch Kunststoff oder auch was anderes sein (Glas, Kermik/Polymer-Gemisch, ...) - praktisch Alles, was mit einem Laser aufgeschmolzen werden kann und sich dann mit der Oberfläche verbindet.
Die "Raupen-Dicke" kann in einem großen Bereich über den Draht-Durchmesser und zusätzlich durch ein variables Verhältnis zwischen Zustell- und Vorschub-Geschwindigkeit eingestellt werden - wenn du schneller zustellst, als verfährst, wird das dicker ... wenn du langsamer zustellst, dünner ... bei meinem ersten Aufbau mit einem 10µm dicken Platindraht konnte ich "Raupen" von knapp 10µm Breite bis zu 50µm erzeugen - wäre bestimmt auch mehr gegangen, war für das Projekt aber nicht interessant, also bei 10-15µm belassen.
Metalldraht (und dunkle Materialien) kannst du gut mit IR-Laserdioden aufschmelzen - da hätte ich noch einige Zehn an 9Watt-IR-Laserdioden mit einer angekoppelten 0.1mm-Gasfaser, die ich auch bereit wäre an Interessenten abzugeben ... einige ähnlich aufgebaute, etwas größere, mit 25W und 30W (könnte auch ein paar davon abgeben, dann aber etwas teurer) ... und große Module mit 200W oder 270W mit einer Linse auf einen Spot von um 0.2mm fokussierbar ...
Wenn Interesse, kann ich ein paar Bilder oder Links posten -- mach das schon seit ein paar Jahren/Jahrzehnten für F&E-Projekte und habe mir für Daheim auch schon Alles Mögliche (und ein paar "unmögliche" Sachen) für meine eigenen "Basteleien" zusammengesucht
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Re: 664-3Drucker 29. November 2023 07:26 |
... wieder einen Schritt weiter:
Träger für Druckplatte
Mit dem Träger wird die Aufnahme von unterschiedlichen Druckplatten ermöglicht.
Die Auflagen für die Druckplatten können auf dem Träger verschoben werden. Zusätzlich kann bei Bedarf in der Mitte des Trägers eine weitere Auflage angebracht werden.
Jede Auflage kann in der Höhe um +/- 2mm verstellt werden um die Druckplatte auszurichten.
Druckplatte
Als Druckplatte wird eine 8mm Alu-Gussplatte verwendet.
Wärmedämmung auf der Rückseite der Druckplatte (Silikat-Keramikfaser)
Plattenoberfläche mit GFK. Die Platte wird nur aufgelegt und durch Federn in der Position gehalten. Damit kann sich die Platte bei Erwärmung ausdehnen. Ich bin gespannt wie sich diese Lösung in der Praxis bewähren wird.
Stromversorgung
Zumindest ist nun die Stromversorgung vorhanden. 2 Trafos mit 36 Volt für die Servomotoren (X & Z Achsen). 1 Trafo mit 24 Volt für die übrigen Funktionen und SSR -Relais für die Tischheizung.
Träger für Druckplatte
Mit dem Träger wird die Aufnahme von unterschiedlichen Druckplatten ermöglicht.
Die Auflagen für die Druckplatten können auf dem Träger verschoben werden. Zusätzlich kann bei Bedarf in der Mitte des Trägers eine weitere Auflage angebracht werden.
Jede Auflage kann in der Höhe um +/- 2mm verstellt werden um die Druckplatte auszurichten.
Druckplatte
Als Druckplatte wird eine 8mm Alu-Gussplatte verwendet.
Wärmedämmung auf der Rückseite der Druckplatte (Silikat-Keramikfaser)
Plattenoberfläche mit GFK. Die Platte wird nur aufgelegt und durch Federn in der Position gehalten. Damit kann sich die Platte bei Erwärmung ausdehnen. Ich bin gespannt wie sich diese Lösung in der Praxis bewähren wird.
Stromversorgung
Zumindest ist nun die Stromversorgung vorhanden. 2 Trafos mit 36 Volt für die Servomotoren (X & Z Achsen). 1 Trafo mit 24 Volt für die übrigen Funktionen und SSR -Relais für die Tischheizung.
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Re: 664-3Drucker 15. January 2024 11:56 |
Aufbau der X- und Y- Achse
Es hat länger gedauert als geplant. Endlich bewegen sich die 3 Achsen.
Angetrieben wird die Achse über einen Servomotor mit einer Untersetzung von 1:3.6.
Um die Zahnriemen der beiden Führungen auszurichten, kann die Achse des Motors verdreht werden (+/- 15 Grad).
Führung der Zahnriemen mit Spannvorrichtung
Träger der Y- Achse mit den Aufnahmen für den Motor und das Umlenklager.
Damit der Träger sich auf der X- Achse nicht verklemmen kann, ist er nur auf einer Seite mit der X- Achse starr verbunden und auf der anderen Seite in einer Schwalbenschwanzführung beweglich geführt.
Umlenklager mit Spannvorrichtung für den Zahnriemen der Y-Achse.
Im unteren Teil des Bilds erkennbar die Schwalbenschwanzführung (Messing).
Nach Fertigstellung der Führungen konnte ich mit einer Messuhr nun auch den Tisch ausrichten.
War eine Geduldsprobe, aber mit dem Resultat bin ich soweit zufrieden, + / - 0.02 mm.
Es hat länger gedauert als geplant. Endlich bewegen sich die 3 Achsen.
Angetrieben wird die Achse über einen Servomotor mit einer Untersetzung von 1:3.6.
Um die Zahnriemen der beiden Führungen auszurichten, kann die Achse des Motors verdreht werden (+/- 15 Grad).
Führung der Zahnriemen mit Spannvorrichtung
Träger der Y- Achse mit den Aufnahmen für den Motor und das Umlenklager.
Damit der Träger sich auf der X- Achse nicht verklemmen kann, ist er nur auf einer Seite mit der X- Achse starr verbunden und auf der anderen Seite in einer Schwalbenschwanzführung beweglich geführt.
Umlenklager mit Spannvorrichtung für den Zahnriemen der Y-Achse.
Im unteren Teil des Bilds erkennbar die Schwalbenschwanzführung (Messing).
Nach Fertigstellung der Führungen konnte ich mit einer Messuhr nun auch den Tisch ausrichten.
War eine Geduldsprobe, aber mit dem Resultat bin ich soweit zufrieden, + / - 0.02 mm.
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Re: 664-3Drucker 03. March 2024 09:26 |
Vielen Dank für eure positiven Kommentare.
Verkabelung
Als nächstes ging es zur Verkabelung der beweglichen Teile. Die Kabel werden über zwei Schleppketten geführt.
Da ich den Anschluss des Druckkopfs frei gestalten wollte sind so viele Kabel in die Schleppketten eingelegt wie Platz fanden. Dazu habe ich aus Silikonkabeln Flachbandkabel hergestellt.
Bild der ersten Versuche für die Herstellung von Flachbandkabel mit Kabelgrössen 18AWG / 20AWG und 26AWG:
Für die Herstellung habe ich die Kabel einzeln in eine Schiene eingelegt, mit einem Silikonkleber verklebt und zum Abschluss ein Isolierband aufgelegt.
Zuerst wurde das Flachbandkabel für die Schleppkette der Y-Achse hergestellt und eingebaut. Damit konnte die Lage der Kabel für den Einbau in die Schleppkette der X-Achse bestimment werden.
Motoren und Endschalter sind angeschlossen und ich kann den Drucker nun über die Motoren bewegen. Als Mainboard verwende ich Duet 6HC.
Verkabelung
Als nächstes ging es zur Verkabelung der beweglichen Teile. Die Kabel werden über zwei Schleppketten geführt.
Da ich den Anschluss des Druckkopfs frei gestalten wollte sind so viele Kabel in die Schleppketten eingelegt wie Platz fanden. Dazu habe ich aus Silikonkabeln Flachbandkabel hergestellt.
Bild der ersten Versuche für die Herstellung von Flachbandkabel mit Kabelgrössen 18AWG / 20AWG und 26AWG:
Für die Herstellung habe ich die Kabel einzeln in eine Schiene eingelegt, mit einem Silikonkleber verklebt und zum Abschluss ein Isolierband aufgelegt.
Zuerst wurde das Flachbandkabel für die Schleppkette der Y-Achse hergestellt und eingebaut. Damit konnte die Lage der Kabel für den Einbau in die Schleppkette der X-Achse bestimment werden.
Motoren und Endschalter sind angeschlossen und ich kann den Drucker nun über die Motoren bewegen. Als Mainboard verwende ich Duet 6HC.
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