ubrptzr 40k v3 – oder: the saga continues…

ubrptzr-40K-v2

Nach dem Bau des v2 sind mir einige Verbesserungen in den Sinn gekommen, welche den Nachbau erheblich vereinfachen. So bestehen nun alle Gehäuseteile aus Rechtecken und es gibt keine gefrästen Aussparungen mehr. Die Eckdaten bleiben die selben.

Alle Daten zum Nachbau findet ihr hier:

http://goo.gl/oGi7JO

README
*Overview*
- prusa compatible x-ends, x-carriage
- LM8UU standard
- optional: fishing line drive
- heated enclosure for better ABS results
- sturdy, compact, beautiful
- electronics, supply integrated

*Credits*
Remix of Mendel90 by nophead
x-ends:kuehling derivate
x-carriage:kuehling derivate
lm8uu-holder:kuehling derivate
coupling:nophead
y-bracket:nophead derivate
filament-pulley:doublemind
extruder:reprap-fab.org V3 direct drive

Seilzug / „Fishing Line Filament Pulley“ als Alternative zu Zahnriemen?

Neulich durchforstete ich ein paar alte Patentschriften von Stratasys, wobei mir auffiel dass die Drucker immer ein Seilzug als Antrieb verwendeten. Die Vorteile liegen auf der Hand: keine Rattermarken durch die Riemenflanken, bessere Biegeradien, weniger Platzbedarf…

Das die Idee nicht neu ist, bestätigt eine kurze Recherche bei dem großen Makerbot Archiv thingiverse.com. Der User doublemind hat dort folgendes Antriebskonzept vorgestellt:

Quelle: http://www.thingiverse.com/thing:34116

Ich habe die Rolle gedruckt und gleich in einen ubrptzr40k eingebaut:

Positiv:

  • Gute Seilführung, kein Überlappen
  • Absolut kein Schlupf, auch nach Stundenlangem hin und her fahren, gab es <0,1mm Abweichung zur Startposition
  • Druckt mittlerweile 48h durch ohne Panne.
  • Umkehrspiel ist <0,1mm – mein verwendetes Seil ist eine WFT Plasma KG Round Dyneema Angelschnur mit 18kg Bruchlast – per Feder permanent auf etwa 5kg vorgespannt.

Negativ:

  • Die Rolle ist sehr genau gedruckt, aber genau wie gedruckte Riemenräder lässt sich mit der 1/100 Messuhr ein „eiern“ feststellen, was sich durch eine inhomogene Bewegung auszeichnet. 

Wenn der Langzeittest erfolgreich bleibt, würde ich sie Qualitativ über TR5 Alu Riemenrädern einordnen, aber unter GT2 und TR2,5.

FAQ – Probleme mit 3D Drucker

Wird ständig erweitert…

Probleme mit 3D Druckern -> Lösungen

Runde Teile werden nicht rund gedruckt.

Vor allem große Teile bekommen Risse.

Vor allem voluminöse Teile haften nicht am Druckbett (“Warping”).
Die Teile verformen sich während des Druckes deutlich.
Teile sind instabil – “knirschen” bei Belastung.
Ich habe Fadenbildung über Zwischenräumen.
Der Extruder dreht sich, aber es kommt kein Filament.
Der Drucker bewegt sich nur in eine Richtung
Der Drucker verliert sporadisch Schritte
Der Drucker verliert nur in eine Richtung Schritte
Wenn ich einen Druck starte, drückt der Extruder kein Filament
Drucker lässt sich nicht mit Host verbinden (connection failed)

Stromausfallmelder / Stromausfall Alarm – Quick ’n‘ Dirty

Nachdem meine Kühltruhe das zweite mal ohne Vorwarnung über Nacht ausfiel, wollte ich mir einen Alarmgeber besorgen. Welcher mich dann rechtzeitig warnt, falls der Strom oder die Sicherung ausfällt. Eine kurze Recherche ergab, dass der Markt für solche Geräte sehr dünn besiedelt ist. Lediglich ein Produkt bei Amazon für über 40€. Geht’s noch? Ich brauchte bloß etwas das einen Laut von sich gibt, sobald keine Spannung an der Truhe anliegt.

Also habe ich schnell etwas „zusammen geschustert“ und das kam dabei heraus:

Funktionsweise ist sehr einfach: Das 5V Steckernetzteil öffnet den Schaltkreis zwischen 9V Block und Piezobuzzer, sobald das Steckernetzteil durch Stromausfall das Relais nicht mehr anzieht: Schließt sich der Stromkreis und der 80dB laute Buzzer fiept los.

Eingekauft habe ich folgende Teile:

1 ST  x    710845 PIEZO-SUMMER KPI-G2312L-6259

1 ST  x    624691 BATTERIECLIP 9 V, I

1 ST  x    629488 MINIATURRELAIS HJR-4102-L-05VDC-S-Z

Fazit: Der Stromausfallmelder funktioniert, gekostet hat alles 3€.

Nachbau erwünscht, hier gibt es noch die STL Dateien für mein Gehäuse:

https://www.dropbox.com/s/yz3lqjug0evvlmm/stromausfall.zip

 

Videoanleitung: 3D Drucker einrichten / konfigurieren – Schritt für Schritt

Bisher beantwortete ich jede Anfrage der Art: „schickst‘ du mir bitte mal deine Drucker Einstellungen“ damit, dass das nicht möglich sei. Ein konfigurieren ist bei jedem Drucker notwendig.

Klingt auf den ersten Satz abschreckend, ist es aber ganz und gar nicht. Wenn man einen sinnvollen, durchdachten Leitfaden hat, ist das Einrichten des Druckers ein Kinderspiel.

Das Problem ist dass ein solcher Leitfaden, vorallem auf deutsch, nicht existiert. Hier versuche ich nachzubessern, und startete die Videoreihe auf Youtube:

ubrptzr 40K v2 – merkwürdiger Name für einen 3D Drucker…

Zum Download der aktuellen Version geht es hier entlang. (NEU, jetzt mit STL Dateien zum Nachdrucken)

Key Features:

  • Verfahrwege 200mm x 200mm
  • Platz um jegliche Elektronik sicher unterzubringen – keine fliegende Verdrahtung
  • CAD Datei im SketchUp Format – (kostenloses CAD Programm)
  • komplette X-Achse ist kompatibel mit der Standart Prusa X-Achse, somit passen die verschiedenen Extruder Derivate.
  • stabiles Gehäuse
  • beheizte Druckkammer, für bessere Ergebnisse mit ABS
  • Elektronik komplett integriert (Räume für Elektronik sind abgeschottet vom beheizten Druckraum)

 

The Handshake

Alles auf Anfang.

Der finale Händedruck besiegelt die Gründung eines neuen Projektes – The Sparklab.

Wir machen es uns zur Aufgabe, 3D-Druck erreichbar zu machen, für jedermann.

Hier wirst du in Zukunft alles finden, was du zum Bau deines eigenen 3D Druckers brauchst. An einem Ort, komplett auf deutsch.

handshake

let’s improve: RepRap Prusa

…selber Besitzer eines RepRap Prusa, habe ich mit den Original Teilen angefangen die noch Gleitlager aus Sinterbronze einsetzten.

Nach einiger Zeit suchte ich dann nach besseren Druckergebnissen und fand schnell heraus, dass sich mit Softwareeinstellungen keine weiteren Besserung einstellten. Es folgten etliche Verbesserungsversuche (einige erfolgreicher als andere) so dass ich jetzt Resümee ziehen kann ob Sinn oder Unsinn.

Das Problem liegt an der Mechanik des Prusa, geringe Biegesteifigkeit des Rahmens, großes Umkehrspiel durch Riemenantrieb mit gedruckte Zahnriemenscheiben, Gleitlager.

Um etwas Struktur in die Übersicht zu bekommen, ordne ich die Verbesserungen nach den Problemen die sie lösen sollen.

 

Geringe Biegesteifigkeit und Vibrationen

  • Meiner Meinung nach ist ein Rahmendreieck zur lateralen Stabilisierung bei schnellen Bewegungen der X-Achse unabdingbar. Durch die niedrige Resonanzfrequenz des Grundgerüsts schwingt sich der Drucker schnell auf und ein sauberer Perimeter (äußerste Druckschicht – bildet die spätere Oberfläche des Modells) ist unmöglich. Ich habe gute Erfahrungen mit dem „Lateral Support“ von Miro87043 gemacht – HIER
  • Aus Kostengründen habe ich am Anfang normale Edelstahl Rundstangen verwendet, mal abgesehen von dem schlechten Reibwiderstand, der wird noch später behandelt, bieten ungehärtete Stangen eine sehr schlechte Maßhaltigkeit. Diese sorgen nur für einen schlechten Lauf (der sowieso schon schlecht ist bei den China Produkten), sowie für leichtes Spiel.
  • Meiner Erfahrung nach, kann das vierte Lager in dem Schlitten vernachlässigt werden, da der Schlitten niemals in die erforderliche Richtung belastet wird. Wie auch? Die einzige Belastung auf den Drucker entsteht durch die Beschleunigung und der Schlitten bewegt sich nur in X-Richtung.

Umkehrspiel

  • Wenn man das Problem hat, das sich der Perimeter an manchen Stellen nicht verbindet und an anderen überlappt oder Kreise einfach nicht rund werden, dann hat man ein zu großes Umkehrspiel. Die Problemursachen liegen hierbei bei der falschen/zu geringen Riemenspannung.
    • Um die Riemenspannung korrekt einstellen zu können, empfiehlt es sich, einstellbare Belt-Clamps zu verwenden. Ich benutze für die Y-Achse den „belt tensioner“ von chrille: HIER und für die X-Achse die X-Carriage von GregFrost: HIER
  • Ein weiterer Punkt könnten schlechte Gleiteigenschaften sein, wird dem Riemen ein zu hoher Widerstand entgegengesetzt, dehnt er sich leicht, was auch zu einem Umkehrspiel führt. Um dieses Problem auszulöschen setzt man auf Linearkugellager und gehärtete Stahlwellen.
  • Einen weiteren Punkt möchte ich noch anmerken, mit den neuen Prusa teilen werden die Gleitstangen nur noch gesteckt. Hierbei habe ich das Problem, sobald ich den Riemen etwas fester spanne, verbiegen sich die X-Ends, da sie in den Stangen keinen Halt finden. Ich empfehle daher den Einsatz von X-Ends zum verschrauben.

  • Eine andere Möglichkeit bietet der Einsatz von Stellringen, diese sorgen außerdem als Reperatur wenn der Kunststoff an den Schrauben ausreißt. Hier ein schönes Bild von Willy aus dem RepRap Forum:

the-sparklab.de wünscht viel Erfolg beim verbessern Deines RepRap!

Reprap Firmware konfigurieren: Step by Step

Du hast also deinen eigenen 3D Drucker aufgebaut und weißt nicht weiter? Dann sind die folgenden Zeilen für Dich:

Gute Druckergebnisse sind keine Zauberei, sondern reine Mathematik. Wenn die Firmware richtig konfiguriert ist, können die G-Code Generatoren einwandfrei mit den Standardwerten arbeiten.

Die richtige Konfiguration der „steps_per_mm“ für alle Achsen und den Extruder ist Vorraussetzung, den Rest erledigen Anfängertaugliche Slicing Programme wie Slic3r, Kissslicer oder Cura.

Schritt 1: Vorraussetzungen

Zu Anfang steht die Frage nach der richtigen Firmware. Zum jetzigen Stand kann man Sprinter, Marlin und Repetier, aufgrund der Kompatibilität und einfachen Einrichtung empfehlen.

Folgende Anleitung bezieht sich auf die Sprinter Firmware in Zusammenspiel mit der Arduino Mega 2560 Steuerung (RAMPS), ist aber auf die gängigen Alternativlösungen anwendbar.

Folgende Software ist zunächst herunterzuladen:

Schritt 2: Firmware konfigurieren

Nachdem die Arduino Software installiert wurde, kann mit ihr die Datei „Sprinter.pde“ geöffnet werden. Interessant ist zunächst der Reiter „Configuration.h“, hier werden alle notwendigen Einstellungen abgelegt.

Um meine RAMPS 1.3 zu wählen ersetze ich, nach Auswahl aus der Tabelle, die 3 mit der 33:
#define MOTHERBOARD 33

Genauso gehe ich mit der Auswahl meiner verbauten Thermistoren vor:
#define THERMISTORHEATER 6
#define THERMISTORBED 6

Die folgenden Einstellungen sind nötig damit die Steuerung weiß, wie viele Impulse sie an die die Schrittmotor-Treiber senden muss um einen Millimeter zu verfahren. Die Werte in den Klammern bedeuten: (X, Y, Z, Extruder). X,Y und Z ist für Prusa Derivate schon korrekt eingestellt. Andere Mechaniken können die Werte mit dem RepRap Calculator von Josef Prusa berechnen. Die 700 steps_per_mm für den Extruder sind ein geschätzter Wert. Dieser wird später noch genau kalibriert.
float axis_steps_per_unit[] = {80, 80, 3200/1.25,700};

Nun kann man in Arduino die passende Hardware auswählen (Tools>Board), das Programm kompilieren und auf den Mikrokontroller laden.

Schritt 3: Try and Error

Wir starten Printrun und stellen die Baudrate aus der Firmware ein (Standart: 115200). Ein Klick auf „Connect“ müsste die Verbindung mit dem Drucker herstellen.

  • Klick auf „Check-Temp“ müsste die aktuelle Raumtemperatur anzeigen, falls nicht > Anschluss zu den Thermistoren und korrekte Auswahl in der Firmware prüfen
  • Klick auf „X+10“, und der Druckkopf müsste 1cm nach rechts fahren, falls er nach links fährt > const bool INVERT_X_DIR = true setzen
  • Vorgang mit „Y+10“ und „Z+10“ wiederholen.
  • Nun setzen wir die Düsentemperatur auf 220° und warten bis diese erreicht ist, nun folgt die Kalibrierung des Extruders
    • Filament einführen
    • Markierung am Filament etwa 15cm über dem Extruder setzen
    • Nun sagen wir Printrun das es 10cm extrudieren soll und messen an der eben erstellen Markierung, wie viel Filament eingezogen wurde.
  • Mit etwas Mathematik können wir nun auf den genauen Wert für die sogenannten Extruder Steps per mm kommen:
    • 100mm(soll) x 700(fw-wert) = 70000
    • wenn wir nun z.b nur 90mm gemessen haben: 70000 / 90mm = 777
    • und genau diese 777 tragen wir in die „Configuration.h“ ein
the-sparklab.de wünscht viel Spass mit deinem Firmwareseitig konfigurierten Drucker.

HSS Drehmeißel schleifen

HSS Drehmeißel schleifen…

„Dass HM-Wendeplatten nur etwas für große und schwere Maschinen sind, ist altbacken. Moderne, scharfe Wendeplatten lassen sich sehr wohl auf kleinen Drehmaschinen verwenden. Nichtsdestotrotz haben HSS Drehmeißel ihre „daseinsberechtigung“. Sei es durch den Preisvorteil oder die Tatsache dass sie in jede Form gebracht werden können.“

Gerade deshalb ist es verwunderlich, dass Informationen zum richtigen Anschliff von verschiedenen Drehmeißeln im Netz nur schwer zu finden sind. Mit der freundlichen Genehmigung der Urheber, habe ich die Schleif-Anleitungen zusammengetragen und als PDF aufbereitet.

Die Sicherheitshinweise beim Schleifen beachten und nicht die Kühlung vergessen!

Viel Spaß beim Schleifen!