Neuer Feed Sensor: FTS v2

Der FTS hat ein neues Gewand und ist noch einfacher geworden. Die Gehäusehälften können nun verschraubt werden und sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Das lästige Einkleben der Elektronik mit dem doppelseitigen Klebeband entfällt nun auch.

Der Innenaufbau bleibt weitestgehend unverändert, wer also von seinem alten FTS aufrüsten möchte, muss sich nur eine Senkkopfschraube besorgen und das neue Gehäuse drucken. Vorerst nur für 1,75mm Filament verfügbar. Bei genügend Nachfrage zeichne ich noch die 3mm Variante.

Alle Infos zum Nachbau findet ihr hier oder in der Downloadarea.

sparkcube v1.1XL – Dokumentation Online!

Wie versprochen: am 1. Juni um 20:20 geht das alpha Release des Großraum 3D Druckers „sparkcube v1.1XL“ an den Start! Wir können es kaum erwarten was ihr damit so alles anstellt:

Hier gehts zu den Dateien!

 

Aufbau Video: sparkcube v1.1 XL – zweiter Teil

Der zweite Teil der Aufbau-Videos des sparkcube v1.1 als XL Version mit 300mm x 300mm Druckbett!

Aufbau XY-Achse & Riementrieb:

 

 

sparklab Feed-Sensor

Was wäre, wenn man sein Filament bis zum letzten Meter aufbrauchen könnte, ohne den Drucker permanent beaufsichtigen zu müssen? Wenn der Drucker erkennt, dass die Düse beginnt sich zu verstopfen? Wenn er erkennen könnte, wann die Leistungsgrenze des Extruders erreicht ist, um auftretende Fehler automatisch zu korrigieren?
Seit einiger Zeit beschäftigen wir uns nun, in Zusammenarbeit mit Roland Littwin (http://www.repetier.com/), mit diesen Fragen. Gemeinsam entwickeln wir ein zukunftsweisendes Filament-tracking-System, welches uns völlig neue Möglichkeiten offen hält.

Unsere Antwort: der sparklab Feed-Sensor
sparklabfilasensor

In der Praxis:

Mithilfe des sparklab Feed-Sensor lässt sich nicht nur der Drucker pausieren, wenn das Filament leer ist oder die Düse verstopft. Vielmehr kann nun der sparkcube beispielsweise beim Erkennen von leichtem Schlupf, welchen man mit bloßen Auge noch nicht erkennen kann, automatisch die Geschwindigkeit drosseln und so aktiv einem Filament-Stau vorbeugen. Dies ermöglicht uns einen wesentlich detaillierteren Einblick in den Extrusionsvorgang. Fertig eingestellt, liefert die Firmware Werte zur aktuellen Auslastung, etc. Der sparklab Feed-Sensor ist eine neue und effektive Art, die Grenzwerte des Extruders zu ermitteln, und der nächste Schritt in Richtung eines intelligenteren Druckers.

Funktionsweise des sparklab Feed-Sensors

Die beiden Kugelgelagerten Gummirollen laufen reibungslos und mit genug Grip am Filament um der Firmware zuverlässige Werte zum Filament Feed zu senden.
Die Sensorelektronik lässt sich direkt an einem freien Endschalter Port anschließen. Kompatibel zu allen gängigen Elektroniken (3,3v und 5V kompatibel)

Funktionsweise der Firmware

Ab 0.92.3 unterstützt die Repetier Firmware nun „jam“ und „out of filament“ Sensoren. Diese arbeiten wie folgt:
Das Filament läuft durch den Sensor hindurch, und streift ein Mitnehmer-Rädchen. Das Drehen dieses Rädchens sendet ein bool’sches Signal (0 oder 1) an einem Schalter. Der Schalter könnte sowohl mechanischer, als auch kontaktloser Natur sein, wobei kontaktlose Schalter, wie beispielsweise ein „Hall Sensor“ zu bevorzugen sind.

Nun zählt die Firmware die Schritte des Extruders, wobei jeder 0/1-Zyklus nun annähernd die gleiche Anzahl von Extruder-Schritten (JAM_STEPS) brauchen sollte, und damit einen Wert liefert, der Rückschluss auf das „Schlupf-Verhalten“ gibt.
Kommt das Signal in zu kurzer Zeit mehrmals, löst das keinen jam aus. Hierzu ist der Wert „JAM_MIN_STEPS“ festzulegen.
Beginnt der Extruder einen Schlupf auszubilden, braucht es mehr Extruder-Schritte für den Umlauf des Filament-Rädchens, und die Firmware bekommt das Signal, dass ein Problem vorliegt.
Hierbei unterscheidet die Firmware 2 Zustände:

Bei einem leichten Anstieg der Extruder-Schritte (> JAM_SLOWDOWN_STEPS) wird die Extrusion des Materials zäher, oder die Haftung am Filament-Rädchen sinkt. In diesem Fall wird der „speed multiplier“ auf einen gewünschten Wert (JAM_SLOWDOWN_TO) gesetzt.

Werden jedoch mehr Schritte benötigt, als in „JAM_ERROR_STEPS“ definiert, wird angenommen, dass ein Problem vorliegt, welches nicht mehr durch das Reduzieren der Geschwindigkeit behoben werden kann. In diesem Fall wird die Aktion „JAM_ACTION“ ausgeführt.

Action 0 gibt eine Warnung auf dem LCD des Druckers aus, sowie ein Akustisches Signal.
Action 1 blockiert die Kommunikation mit dem Host, um weiteres Drucken zu verhindern. Außerdem bewegt sich der Extruder zum Filament-Wechselpunkt, schaltet alle Heater und Motoren aus, und wartet auf eine Reaktion des Nutzers. Nach Abschluss der Routine kann der Drucker ein homing durchführen, und den Druck fortsetzen.
Action 2 startet die Pause-Routine.

Um die neuen Funktionen zu handhaben, wurden folgende Befehle in Repetier implementiert:

M513 – setzt das jam signal zurück
M601 S1 – pausiert und schaltet Extruder-Temperatur aus
M601 S0 – stellt Extruder-Temperatur vor Pause wieder ein
M602 S<1/0> P<1/0> – für jam debugging (S), oder um das jam control zu deaktivieren (P)
Bei aktiviertem debugging wird die Firmware keine Aktionen ausführen. Sie wird lediglich die Signal-Schritte und Prozentwerte in den Host-Log schreiben. Auf diesem Wege kann man den gewünschten 100%-Wert festlegen. Weiterhin kann so festgestellt werden, wann die Kräfte im Extruder zu hoch werden, sodass ein Schlupf entsteht.

Einrichtung [ToDo]

1. Firmware konfigurieren
2. Hostausgabe analysieren
3. Werte in Firmware eintragen
4. fertig

Wenn alle Tests abgeschlossen sind, stellen wir die Dateien zum Nachbauen im Downloadbereich zur Verfügung.
Sei live dabei: facebook.com/thesparklab // twitter.com/sparklabDE

Neue Firmware für RADDS 32Bit – fertig für den sparkcube v1/v1.1

In den letzten Tagen gab es einige Updates der Repetier Firmware. Wir haben die Version von heute auf den sparkcube v1.1 angepasst und zum Download zur Verfügung gestellt:

vorkonfigurierte Firmware sparkcube v1/v1.1 32BIT

UPDATE: Diese Firmware wird ab sofort immer wieder von uns getestet und Aktualisiert. Neuerungen stehen dann in der configuration.h

Genauigkeit Z-Achse sparkcube v1.0/v1.1

Intern führen wir sehr viele Messungen durch, um unsere Drucker stets weiterentwickeln zu können. Eine unserer Standards ist das Z-Achsen Messprotokoll. Hierbei wird die Z-Achse des Druckers in bestimmten praxisnahen Schritten (zum Beispiel 0,1mm) verfahren und gleichzeitig per Messuhr mit der Realität verglichen.

Da diese Werte erfahrungsgemäß sehr interessant sind für unsere fortgeschrittenen Nachbauer, gibt es hier die Messprotokolle für unsere Open Source 3D Drucker:

Der klare Sieger in der Liste ist das Pendelkugellager, die geringen Abweichungen sind viel zufälliger verteilt und im Druck nicht mehr zu erkennen. Für Low-Budget Nachbauten unserer Meinung ein Muss und deswegen auch Standard im sparkcube v1.1.

Unsere Messgeräte sind auf 0,01mm Genauigkeit zugelassen. 0,005mm wurden in die Protokolle eingetragen, sind aber nicht verlässlich.

 

Der große Hotend Vergleich

Bisher haben wir für den sparkcube v1 stets das reprap-fab.org Hotend zusammen mit dem dazugehörigen Extruder empfohlen. Da die Beliebtheit des sparkcube’s stetig steigt, kommt es bei reprap-fab.org zu enormen Lieferschwierigkeiten.

Aus dem Grund haben wir die aktuellen Hotends miteinander verglichen und sind zu dem Entschluss gekommen: „Es gibt durchaus Alternativen.“

Das sind unsere Testkandidaten:

  • E3D-v6 1,75mm
  • E3d-v6 3mm (getestet mit Bulldog XL Extruder)
  • Hexagon 1,75mm
  • reprap-fab v5
  • reprap-fab.org v4

Um eine bessere Vergleichbarkeit zu erreichen, wurden alle Hotends in Verbindung mit unserem Extruder und dem sparkcube v1.0 getestet. Alle Hotends wurden außerdem mit der originalen sparkcube v1.0 Hotendkühlung betrieben.

Wir haben folgende Kriterien festgelegt, in jeder Kategorie sind maximal 5 Punkte zu erreichen:

  • Preis
  • Verfügbarkeit
  • Leistung bei PLA
  • Leistung bei ABS
  • Haltbarkeit / Zuverlässigkeit
  • Service

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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.

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!

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!