3D-Drucker Ebook kostenlos

Hier gibt es ein Ebook mit allem wissenswerten über 3D-Drucker.

Low-cost 3D Printing for Science, Education and Sustainable Development“

 

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3D Drucker Vorstellung am Tag der offenen Tür im Kultur- und Kreativwirtschaftszentrum in Heidelberg

Kommenden Sonntag von 10 bis 18 Uhr findet der Tag der offenen Tür 2013 im Kultur- und Kreativwirtschaftszentrum genannt Dezernat 16 in Heidelberg statt. Seit einigen Monaten habe ich dort ein Büro gemietet und werde mit unseren 3D Druckern und einem kleinen Stand vertreten sein.

Voraussichtlich werde ich ab 10 Uhr bis ca. 15:30 Uhr am Start sein und gegen 14:30 Uhr eine kleine Präsentation zu 3D Druckern und Funktionsweise zeigen. (Es wird die selbe Präsentation wie auf den anderen Workshops.) Zu bestaunen gibt es unseren alten Reprap sowie den neuen zum Kossel umgebauten Rostock.

Bilder von den Vorbereitungen:

Hier gibt es einen kleinen Film zum Dezernat 16.

Kossel – meine Erfahrungen

In den letzten sieben Wochen habe ich mich dem Umbau unseres Rostock-3D-Drucker zu einem Kossel gewidmet. Sieben Wochen hat es nicht wegen der langen Bauzeit gedauert, sondern, weil ich einfach nebenher beruflich und privat viel gemacht habe.

Insgesamt war der Bau des Kossel noch einfacher, wie der Bau des Rostock. Ursächlich dafür ist die deutlich reduzierte Anzahl an verschiedenen Bauteilen. Und die Aluprofile vereinfachen es auch, da man so nichts zusägen muss.  Wie beim Rostock auch ist der Zusammenbau durch die Symmetrie deutlich einfacher wie bei einem Drucker mit drei verschiedenen Achsen. Zusätzlich kommt hinzu, dass fast keine manuelle Nacharbeitung der Bauteile notwendig ist. (je nach Druckqualität)
Ein weiterer Vorteil liegt aber in der Autokalibrierung der Druckfläche. Dadurch entfällt ein weiterer Arbeitsaufwand für die 100% exakte Kalibrierung.
Bezüglich der technischen Leistungsfähigkeit sehe ich auch einige Vorteile. Hervorzuheben sind natürlich die Linearführungen, die wesentlich zu besseren Genauigkeit beitragen. In Kombination mit den Aluprofilen ist die Führung der Wagen auch sehr steif, so dass sich auch unter Belastung keine Abweichung ergeben.
Auch die reduzierte bewegte Masse durch die Carbonstreben ist ein Pluspunkt bezüglich der Geschwindigkeit bzw. einer Reduzierung der Motorbelastung. Wobei die Belastung auch durch die Delta-Bauform gut auf alle Achsen verteilt ist. Dadurch werden einzelne Treiber und Motoren nicht so warm, wie bei konventionellen Bauformen, wo wesentlich mehr Massen(z.B. Heizbett/Extruder) bewegt werden müssen.
Die Kugelgelenke von Traxxas sind nach meinem Empfinden ein Schwachpunkt. Ich habe den Eindruck, dass sie etwas Spiel haben.  Das ist etwas schade, da alle anderen Komponenten kaum Spiel haben. Aber im Vergleich zu unserem Rostock ist das Klagen auf hohem Niveau. Für den Preis der Kugelgelenke und deren Leistungsfähigkeit bezüglich Gewicht sind sie auf jeden Fall OK.

Schade ist auf jeden Fall, dass das Heizbett (MK) nicht in den Kossel passt – Es passt schon, aber es ist ein Gefummel. Besser wäre es wenn die Verbinder der Dreiecke oben und unten im Rahmen 260mm lang wären, anstatt der 240mm. Das kann ich auch jedem Empfehlen.

Das Open-Beam-Profil hat mich nicht überzeugt. Da man den Rahmen nur einmal zusammen baut könnte man auch einfach Gewinde schneiden und sich die doch recht hohen Kosten sparen.

Wiederholgenauigkeit Z-Achse Rostock vs. Kossel

Gerade habe ich an unserem neuen Kossel die Wiederholgenauigkeit gemessen. Dazu habe ich wie bei der letzten Messung  die Autolevel-Funktion genutzt. Der Kossel ist locker 5-Mal besser. Es gibt auch noch Potential nach oben, wenn dann alles noch justiert und sauber eingestellt ist.

Rostock

Kossel

Zahnriemen und Hotend am Kossel montiert – Rostock demontiert

Heute habe ich den Rostock zerlegt und die Stepper und das Hotend an den Kossel. Es hat alles ganz gut funktioniert, außer, dass das Hotend nicht ganz gepasst hat und ich musste etwas feilen.
Die Einstellung der Zahnriemenspannung über die Schrauben oben geht auch sehr gut.

Grobe BOM (Bill of Materials) für den Umbau Rostock zu Kossel

Anbei eine grobe Übersicht für den Umbau eines Rostocks zu einem Kossel: BOM

Bitte prüfen was jeder sonst noch so braucht…. Die Igus-Schienen sind eine Alternative zu den teuren Kugelumlaufführungen. Thomas nutzt auch welche von Igus. (Bitte das Bohrbild beachten)

Es ist nur eine grobe Aufstellung1

Ich habe Inzwischen alle Teile hier, leider weiß ich gerade nicht, wann ich den Umbau starten kann…. 😦

Autokalibrierung/Wiederholgenauigkeit – Rostock

In den letzten Wochen habe ich einige Messungen gemacht und untersucht wie genau denn unser Rostock die Autokalibrierung durchführt, bzw, wie gut die Wiederholgenauigkeit in Z-Richtung ist. Da ich keine Möglichkeit hatte unsere Drucker absolut zu vermessen, entschied ich mich einfach statistisch aus vielen Messwerten einen „absoluten“ Messwerte zu interpolieren. Deshalb bestand jede Messung aus 10 Messvorgängen, zu deren Mittelwert ich dann im folgenden Diagramm unsere Abweichung dargestellt habe. (Zur Verbesserung der Darstellung beziehen sich alle Werte auf Null und nicht auf den gemittelten Messwert.)

Messergebnisse

Verteilung der Messpunkte auf dem Druckbett (Raster 25mm)

Der Taster den ich für diese Messungen verwendet habe hat ohne Teile zwischen der Verschraubung direkt auf das Druckbett getastet. Fehler in der mechanischen Anbindung bis zur Plattform schließe ich deshalb aus. Als ich die ersten Messreihen durchgeführt hatte war ich nicht überrascht, aber auch nicht erfreut, was die Genauigkeit angeht. Plus/Minus ein Zehntel erschien mir plausibel.

Theoretisch ist die Auflöung zwar wesentlich besser, aber auch hier unterscheiden sich Theorie und Praxis. Wir verwenden ein 16 Zähne Ritzel, 16  Microsteps und Stepper mit 200 Schritten pro Umdrehung. So ergibt sich ne Auflösung von ca. 0,013mm/Step bezogen auf die Z-Achse. Bei Deltakinematiken ist die theoretische Auflösung zwar zusätzlich abhängig von x und y, aber der Einfachheit halber vernachlässige ich diesen Einfluss. (Bei meinen bisherigen Messungen konnte ich auch noch keine Abhängigkeit der Z-Messungen von x und y feststellen – was nicht heißt, dass es sie nicht gibt…)

Den Faktor 8 zwischen der theoretischen Auflösung und der gemessenen Genauigkeit begründe ich mit mechanischen Problemen durch die Toleranz in den Gelenken, den Zahnriemen, die nicht so steifen Plastikstreben, Schaltpunkttoleranz der Endstops(des Tasters) und …. Softwareprobleme und Schrittverluste würde ich ausschließen bzw als gering einschätzen.

Ich hatte noch überlegt eine Messung mit angeschraubter Messuhr zu machen, bei der ich dann eine Pause in die Firmware einfügt hätte. Damit wäre es möglich gewesen den Messwert der Messuhr beim Schalten des Taster abzulesen. Mit dieser Vorgehensweisevhätte ich noch die Schaltpunkttoleranz des Tasters raus rechnen können. Den Stress habe ich mir dann aber erspart….

In Summe bin ich nach den Messungen zu dem Ergebnis gelangt, dass unser Rostock mechanisch optimiert werden könnte. Als nächstes Ziel steht deshalb der Umbau zum Kossel an. Von den Carbonstreben, Traxxas-Gelenken, Linearführungen und dem Alurahmen erhoffe ich mir eine bessere Genauigkeit. Diese Hoffnung bestätigen auch die Erfahrungen von Johann, der PLA direkt auf Glas drucken kann, weil der Drucker durch die Autokalibrierung und mechanischen Vorteile perfekt arbeitet.

Vorerst plane ich alle Elektronik und Mechanik so weit wie möglich weiter zu verwenden und nur die Aluprofile und Linearführungen neu zu kaufen. Aktuell starte drucke ich die ersten Teile ….  dazu später mehr.

Autokalibrieren /Autoleveling

In letzter Zeit habe ich mich mit dem Autokalibrieren (oder wie manche sagen Autoleveling) beschäftigt. Dazu wird ein separater Endstop neben dem Hotend befestigt. Dieser Endstop ist durch einen Mechanismus beweglich und kann nach unten schoben werden, sodass er knapp über das Hotend raus steht. Angeschlossen wird der Endstop an einen bestehenden Eingang an dem Ramps, der sonst für die Endstops vorgesehen wäre, die den maximalen Verfahrweg begrenzen sollten. Wir an unserem Rostock nutzen diese aber nicht und so habe ich den Pin verwendet.

Mit dem Befehl G29 wird das Ausklappen ausgelöst und der Drucker tastet dann an 37 Punkten (3er-,5er-,7er-,7er-,7er-,5er-,3er-Reihe) die Druckfläche ab. Das Muster ist im 25mm Raster und für runde Druckbetten ausgelegt, es geht natürlich auch mit quadratischen. Das Ausklappen erfolgt ähnlich einem Kugelschreiber bei dem man die Kappe verdreht sodass die Mine zurückspringt. Nur, dass das Ein- und Ausklappen vertauscht ist. Am Besten erklärt sich die Mechanik über die Fotos bei Flickr, die Videos bei Youtube und die BOM auf Reprap.org.

Zum Abtasten fährt die Plattform mit dem Hotend und dem ausgeklappten Taster über den ersten Punkt in X, Y, und Z+100mm. Von dort aus dann solange in Z-Richtung bis der Schalter auslöst. Der Z-Wert wird dann gespeichert und so mit den weiteren 36 Punkten ebenso verfahren. (Dann aber nur 2mm hoch statt der 100mm wie zu Beginn) In der Firmware wird das dann verrechnet und die sonst entstandene Abweichungen minimiert. Danach kann der ganz normale Druckvorgang gestartet werden. Man kann den Befehl G29 einfach in den Custom-G-Code einfügen und der Drucker macht die ganze Sache dann selbstständig. Da alles nur ein paar Sekunden dauert kann ist es kein Problem, wenn man es vor jedem Druck durchführt. Bei einem direkt an den Rechner angeschlossenen Drucker können die Werte auch angezeigt werden, da diese bei der seriellen Kommunikation übertragen werden. Die Daten kann man dann auch nutzen um sich die Verformung des Druckbetts grafisch darstellen zu lassen. In Excel geht es rudimentär, besser ist bestimmt Matlab o.ä. Dazu findet sich bestimmt im www ne Lösung.

Alles zusammen ist die Autokalibrierung echt clever gemacht. Vor Johann der das ganze entwickelt hat, habe ich echt Respekt!

Hier noch ein Bild von dem Taster mit dem ich derzeit arbeite/experimentiere.

Servo (Modellbau) an Ramps 1.4 und Befehl M280

Um einen Servo an den Ramps anzuschließen muss einiges beachtet werden…. da ich mir damit schwer getan habe die nötigen Infos im www zu finden dokumentiere ich sie hier.

1. In der Firmware (bei mir modifizierte Marlin-Firmware vom johann – Entwickler des Rostock  https://github.com/jcrocholl/Marlin) muss  in der Configuration.h  „#define NUM_SERVOS 3“ unkommentiert sein und die Anzahl der Servos angegeben werden. Maximal gehen 4, d.h.  =  „#define NUM_SERVOS 3“
2. Auf den Ramps muss ein Jumper gesetzt werden. Er muss muss den mit 5V markierten Pin und den mit VCC markierten verbinden. Man finden die Pins beim Resettaster. Ohne diese Verbindung haben die Servos keine Spannung und zucken nicht mal.  Weitere Infos dazu gibts unter http://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4#Power_Supply
3. Die Ansteuerung funktioniert über den Befehl „M280 P0 S1500“. Die 0 gibt den Servo an und 1500 die Position. Etwas verwirrend mit P und S aber es ist so….. P geht je nach Anzahl der Servos von 0-3 und S von 500-2500, was den Endpositionen entspricht. 1500 ist die Mittelstellung. (Anmerkung: bei mir hat der Befeh l“M280 P0 S500″ nicht funktioniert.  mit S550 hingegen schon…..)

Umbau im Detail

Beim Umbau des Rostock auf 1,75mm Filament habe ich 3 Hauptprobleme lösen müssen:  Das Hotend und der Bowden waren auf 3mm Filament ausgelegt und der Wadeextruder sollte durch einen schnelleren Airtripper umgebaut werden. Den Airtripper-Extruder hatten wir noch vom Beginn des Rostock-Projekts, da wir am Anfang dachten man nimmt immer den Airtripper für einen Rostock. Schnell hat sich dann herausgestellt, dass der Airtripper nicht das Drehmoment für das 3mm Filament aufbringen konnte, wenn man nur einen Nema 17 Stepper verwendet.

Den Bowden habe ich durch eine Bremskabelhülle vom Fahrrad ersetzt. Zur Befestigung habe verwende ich Kabelverschraubungen.

Die Verschraubungen werden mit den passenden Gegenmuttern im Halter verschraubt. Auch wenn man die Kabelverschraubung voll anzieht erhöht sich die Reibung im Bowden nicht.

Hier sieht man die Gegenmutter noch besser und den Halter für den Extruder. (Ich weiß, dass wir mit unserem Drucker keinen Schönheitspreis gewinnen…..)

Im Hotend habe ich die Reduzierung auf das 1,75mm Filament durch einen zusätzliches Teflonröhrchen vorgenommen. Das hat einen Innendurchmesser von 2mm und einen Außendurchmesser von 3mm.  (Ich habe 90cm übrig-falls jemand was braucht- bitte melden)

Die ersten Versuche hat alles gut funktioniert,  mal sehen wie alles auf Dauer funzt.

Bisher kann ich nur sagen, dass der Airtripper ganz gut funktioniert und der Bowden wesentlich weniger Spiel hat wie der bisherige, d.h. er arbeitet direkter und ich brauche wesentlich weniger Retract, sodass ich wahrscheinlich schneller drucken kann.

Unsere(Meine) Erfahrungen mit dem Rostock

Extruder: Airstripper für 3mm Filament und Rostock kann ich nicht empfehlen.(Bei 1,75 mm geht es auch mit dem Airtripper. ) Erst der Wade-Extruder mit Getriebe konnte das nötige Drehmoment bereitstellen. Durch das Getriebe geht aber etwas Geschwindigkeit verloren. Thomas verwendet einen größeren Stepper und scheint damit ganz gut zu arbeiten (Nema 23 statt Nema 17) Dadurch hat er das nötige Drehmoment und die Geschwindigkeit

Aktuell lassen wir unseren Rostock ohne(mit wenig) Retract laufen, da durch den Bowden das Filament nicht so direkt im Extruder ankommt. Durch die Länge des Bowden ergibt sich ein gewisses Spiel und der Extruder muss erst mal ein paar Millimeter schieben, damit unten was aufgeschmolzen wird. Beim retract muss der Extruder diesem „zusätzlichen“ Weg zurückziehen und wieder vorschieben. Das dauert mir zu lange, sodass ich das Retract deaktiviert habe. (Weil ich schneller drucken will)

Mögliche Extruder für den Rostock:

1) Wadeextruder und 3mm Filament

2) Airtripper und 1,75mm Filament

3) Airtripper und 3 mm Filament mit Nema 23  Stepper (Lösung von Thomas: Thomas)

Ich würde heute, wenn ich nochmal einen Drucker bauen würde, Variante 2 nehmen.

Kalibrierung(Geometrie): Die Anleitung von http://minow.blogspot.de/ kann ich nur empfehlen  Mit ihr lassen sich sich Differenzen in der Geometrie richtig in der Firmware einstellen. Das Problem ist hierbei, dass der Rostock bei nicht korrekt eingegebenen Längen (der Stäbe) und sonstigen Abmessungen keine Ebenen abfährt sondern gewölbte Flächen. D.h. es kann sein, dass das Hotend in der Mitte sauber auf das Heizbett kommt am Rand des Bauteils aber gar nicht bzw zu tief steht. Deshalb muss das besonders beachtet werden. Die oben genannte Anleitung habe ich mal versucht zu visualisieren.

Baugröße: Der Rostock baut durch seine Höhe ganz schön auf. Ich hatte bisher noch nicht die Muße ein Teil zu drucken, das 300mm hoch ist… Würde ich den Rostock nochmal bauen, dann würde ich ihn 150mm niedriger bauen.

Druckertreffen mit Johannes

Zweimal Prusa
Einmal Rostock

Heute haben wir uns mit unserem Vetter Johannes und seinen Brüdern getroffen. Johannes hat sich vor kurzem ein Drucker gekauft(Prusa mit lasergesinterten Teilen) und hat mit Wissen aus seiner Lehre zum Industriemechatroniker diesem optimiert.
Onkel Karl hat uns parallel zum Treffen gezeigt wie man mit einfachen Mitteln selber Münzen giesst. Echt cool!

Der Gerät

Der Gerät

Die Maschine

Rostock is back in Weinstadt!

Bis Ostermontag ist der Drucker in Weinstadt! Danach auch noch, aber ich nicht und dann im April beim Simon in HD. Dort wird er auch bei der langen Nacht der Museen zu bestaunen sein.

2 kostenlose 3D Drucker Workshops in Heidelberg

Zusammen mit dem Action House Heidelberg veranstalte ich zwei Workshops zum Thema 3D Drucker in Rahmen des alternativen Frühling der halle02/Zollamt Heidelberg.

Einführung in 3D Drucker Prototyping

Termine (Freitags, April 2013)
Freitag, 12.04.2013 15 – 17 Uhr
Freitag, 19.04.2013 17 – 19 Uhr

Logo des Alternativen Frühlings 2013

Dabei werde ich unseren PRotos 3D Drucker sowie unseren neu gebauten Rostock Drucker vorführen und Fragen beantworten. Auch Bastian von My3DPrinter wird dabei sein und mich unterstützen. Wer also in Heidelberg und Umgebung wohnt kann gerne vorbei kommen! Wir freuen uns auf viele Besucher! Je nach Art der Räume wird der Drucker die Zeit zwischen den Terminen in den Workshop Räumen des Action House aufgebaut sein und ich ggf. anwesend. Die beiden Workshops sind unabhängig voneinander und werden vermutlich sehr ähnlich ablaufen.

Mehr Informationen zum Workshop auf alternativerfruehling.de

Fragen bitte gerne über das Kommentarfeld stellen. ↓

Kurzlink zu diesen Artikel: http://bit.ly/3d-hd:

Flyer zum Downloaden und ausdrucken.

Natascha hat noch ein super cooles Plakat gestylt: Danke!

Die genaue Adresse lautet: Güteramtsstraße 2, 69115 Heidelberg. Bei Google Maps anzeigen.

Optimierung Rostock Geschwindigkeit

Habe gerade die Geschwindigkeit am Drucker auf 200% hoch gedreht(von ca 15mm/s auf 30mm/s) und gleichzeitig den Extrusion Multiplier im Slic3r von 0.95 auf 0.9

Das Drucken mit den Einstellungen ging eigentlich ganz gut – bis auf den Wade-Extruder… beim Retract hat er abgespackt-Schritte verloren. Auch ein Reduzieren auf weniger Retract und langsamer hat nichts wirklich gebracht.

Für weitere Tests habe ich den Retract jetzt auf Null gesetzt. d.h er macht kein Retract und auch kein Abheben zum Position wechseln. Dadurch werden die Drucke etwas schlampiger… aber deutlich schneller.

Hintergrund ist, dass meiner Meinung nach bei einem Drucker mit Bowden die Bewegungen des Extruders nicht so direkt im Hotend ankommen, wie bei den Druckern wo der Ext. direkt über dem Hotend sitzt. Und da ich derzeit nicht auf dünneres Filament oder einen anderen Extruder umbauen will/kann, versuche ich es auf diesem Weg.

Über weitere Entwicklungen halte ich euch auf dem Laufenden.

Rostockdruck – ein Video

Leider etwas schlecht beleuchtet…

Es geht weiter…..4 Stunden drucken…..

75% bisher, aber die Geschwindigkeit ist inzwischen bei 115%!
Leider hab ich den Drucker wegen unserem Besuch im Schlafzimmer aufgebaut. Aber meine Frau ist halt einfach super und drückt heute ein Auge zu!

etwas später:

Yeah!!! Zufriedenstellendes Ergebnis!

Hallo!
Danke allen, die mich beraten und fleißig auf meine Fragen geantwortet haben!!!
Ich habe gerade ein ganz gutes Teilchen mit dem Rostock gedruckt!

Kalibrieren Z-Höhe

Zum Kalibrieren der Z-Höhe (Endstops) nutze ich das Verfahren, das auf  http://minow.blogspot.de/ vorgestellt wird. (nur den Teil für die z-Höhe)

Da ich aber derzeit nur Slic3r verwende habe ich mir 3 G-code-Dateien erstellt, mit denen ich die Punkte anfahren kann, die in der Anleitung beschrieben sind. Die Dateien liegen dann einfach auf der SD-Karte.

X-Achse:

G28 ; home all axes
G90 ; use absolute coordinates
G21 ; set units to millimeters
G92 E0
M82 ; use absolute distances for extrusion
G1 F7800.000 E0.00000
G1 Z20 ; fahre kurz übers Heizbett
G1 F3800.000 X-70 Y-45 ; langsam an den Punkt antasten
G1 Z0 F800.000
G92 E0
M104 S0 ; turn off temperature
M84 ; disable motors

Y-Achse:

G28 ; home all axes
G90 ; use absolute coordinates
G21 ; set units to millimeters
G92 E0
M82 ; use absolute distances for extrusion
G1 F7800.000 E0.00000
G1 Z20
G1 F3800.000 X70 Y-45
G1 Z0 F800.000
G92 E0
M104 S0 ; turn off temperature
M84 ; disable motors

Z-Achse:

G28 ; home all axes
G90 ; use absolute coordinates
G21 ; set units to millimeters
G92 E0
M82 ; use absolute distances for extrusion
G1 F7800.000 E0.00000
G1 Z20
G1 F3800.000 Y90
G1 Z0 F800.000
G92 E0
M104 S0 ; turn off temperature
M84 ; disable motors