[#2] XY-Achse – sparkcube EDGE 255x175x400

Übersicht aller Bauschritte

#1 Rahmen
#2 XY-Achse
#3 Z-Achse
#4 Elektronik
#5 Druckkopf


XY-Achse – sparkcube EDGE

Die Verbindungsteile zwischen Y- und X Achse heißen „X-Ends“. Bei der Montage gibt es einige Details zu beachten, ansonsten droht unter anderem der Defekt der Führungen!

Das X-End oben rechts nimmt einen 5x5x5mm Neodym Magneten auf, der als Gegenspieler für den Hall-E Endstop im X-Schlitten dient. Dieser wird mit Epoxy o. ä. fixiert. Auch zu sehen, die 2 M3 Vierkant Muttern und die M4 Vierkant Mutter, die in jedem X-End verbaut werden müssen.

Es gibt nur eine richtige Ausrichtung des Magneten. Vorher mit dem Hall-Endstop ausprobieren. Ansonsten löst der Endschalter nicht aus.

Im Bild gezeigt ist die Variante mit F605ZZ Kugellagern als Umlenkrollen. Optional gibt es die X-Ends auch für die GT2 Umlenkrollen. Ich empfehle die gezeigte Variante, da die Qualität der erhätlichen GT2 Umlenkrollen unzureichend ist. Der Aufbau ist jeweils: 2 Din125 M5 Scheiben – Kugellager – 2 Din125 M5 Scheiben – Kugellager – 2 Din125 M5 Scheiben.

Man kann die Vierkantmuttern in Position kleben, oder aber wie gezeigt Karton zurecht schneiden, damit die Muttern vor dem Einbau nicht in der Nut herumrutschen. Erleichtert dein Einbau enorm!

Herstellungsbedingt können kleine „Knubbel“ oder „Blobs“ auf der Oberfläche der X-Ends sein. Diese vorher mit Feile oder Sandpapier entfernen, damit die X-Endhälften sauber zusammenpassen. Auch die Anschraubfläche an den Führungsschlitten sollte auf die gleiche Art entgratet werden.

Die Führungsschiene wird auf der Traverse mit Setzmuttern angeschraubt. Sollte die Führung mal zu wechseln sein, bleiben die Muttern in Position.

Die Traverse wird einseitig mit Federscheiben angeschraubt. Die Seite mit den Federschrauben wird nur leicht angezogen, damit ein Längenausgleich über die Langlöcher erfolgen kann. Die Schrauben müssen davor dick mit Schraubenlack vorbehandelt werden. (Kein Loctite, nur lufttrocknente Mittel verwenden. Eine dicke Schicht Nagellack funktioniert auch sehr gut) Die Schrauben erst montieren, wenn der Lack getrocknet ist.

Generell ist jetzt höchste Sorgfalt geboten bei der Montage der Traverse. Vorsichtig alle Schrauben nach und nach anziehen und dabei auch die Parallelität der Aluprofile einstellen und die Schrauben Anziehen. Die Führungen sind sehr präzise und ausreichend dimensioniert für den 3D Druck. Sollte man die Führungen aber verkantet anziehen, oder aber den Schlitten bewegen, während die Schienen rechts und links nicht parallel stehen, gehen die sehr schnell kaputt.

Die Motorhalter sind hier bereits montiert. Inklusive dem Endstop „Marquardt 1050“. Der rechte Halter muss aber nochmal demontiert werden, weil man sonst das Riemenrad nicht festziehen kann.

Bei der Platzierung der Schienen darauf achten, dass der Motorhalter 5mm auf dem Profil hin- und hergeschoben werden kann. Das dient später zur Spannung des Zahnriemens.

Nun folgt die Montage des X Schlittens samt Verkabelung. Beim Abschneiden des Flachbandkabels darauf achten, dass keine Kurzschlüsse durch herausstehende Litzen entstehen.

Bevor man die beiden Hälften verschraubt, sollte man die 6 M3 Muttern von hinten einpressen, an denen später die Druckköpfe angeschraubt werden können.

Die Klemmplatten bekommen jeweils ein M5 Gewinde.

Der einbaufertige X Schlitten.

Danach können die Umlenkrollen und der Riemen eingebaut werden.

Die zwei Schrauben in der Mitte des X Schlittens ziehen die Klemmplatten für den Zahnriemen an. Über die Motorposition den Riemen spannen. Mit unterschiedlicher Spannung rechts/links stellt man beim Core-XY sicher, dass die Y-Achse genau senkrecht zur X-Achse läuft.

Zwischendurch muss jetzt schon das Netzteil und das SSR eingebaut werden. Da man nach der Montage der Blende nicht mehr an die Schrauben ran kommt.

Die Verkleidungsplatte wird mit doppelseitigem Klebeband aufgeklebt…

… und vorne einfach umgebogen. Die Nut an der Unterseite macht das macht das umbiegen per Hand sehr einfach. Man sollte die Kante mit einem Haarföhn erwärmen, damit der Lack nicht reißt. Sollte einem die Vorstellung widersprechen, dass man im Falle eines Netzteildefekts die Verkleidung abreißen muss, dann kann man in die Blende noch Löcher bohren, damit man von oben an die Schrauben ran kommt.

[#1] Rahmen – sparkcube EDGE 255x175x400

Übersicht aller Bauschritte

#1 Rahmen
#2 XY-Achse
#3 Z-Achse
#4 Elektronik
#5 Druckkopf


Rahmen – sparkcube EDGE

Als erster Arbeitsschritt gilt der Aufbau des Alurahmens. Nach der Sichtung der Teile (ist alles vollständig und in Ordnung?) bringen wir alle Verbinder und Bohrungen ein.

Man sollte möglichst verhindern, dass man später noch vergessene Bohrungen nachträglich einbringen muss. Die Späne landen sonst auf den Führungen und in der Elektronik.

Die T-Matik-Verbinder werden bündig eingeschraubt und weiter eingedreht, bis die flache Seite nach oben zeigt. Der Akkuschrauber leidet sehr bei der Aufgabe, eindrehen per Hand ist Werkzeugschonender.

Beim Eindrehen der Verbinder entsteht ein Grat. Dieser ist zu entfernen, damit die Profile später sauber verschraubt werden können.

Hier liegen alle Profile, welche T-Matik-Verbinder benötigen. Die 30×30 B-Typ Profile bekommen einen Verbinder pro Seite, die breiten zwei.

Bei den folgenden Montagearbeiten auf sehr genaue Ausrichtung achten. Eine garantiert ebene Unterlage hilft sehr. Um die 30er Profile mittig zu den 40er auszurichten, verwende ich eine 5mm Alugussplatte als Unterlage.

Man beachte, dass die Profile oben und unten nicht bündig abschließen.

Am hinteren Rahmen sind die Füße kürzer. Hier kommen später die beiden Schraubfüße dazu.

Beide Rahmenhälften verbunden und die Bodenelemente angebracht.

Jetzt kann die Grundplatte montiert werden. Hierbei nicht die hinteren 4 Nutensteine für die Wellenhalter der Z Achse vergessen!

Bei der Bodenplatte darauf achten, dass der Ausschnitt für das XY-Flachbandkabel hinten rechts ist.

Die mittleren Querstreben rechts und links nehmen später die Linearführungen der Y-Achse auf. Bei den Winkeln müssen die Zentriernasen abgebrochen werden, damit die mittleren Profile rechts und links parallel zueinander ausgerichtet werden können.

Bei den 6 Winkeln wurden alle Zentriernasen abgebrochen, die im eingebauten Zustand nach oben zeigen. Die Zentriernasen, die in das 40×40-45° Profil einhaken, können bestehen bleiben.

Bei der hinteren Querstrebe auch an die 4 Bleche denken, die später die Umlenkrollen für das Core-XY System halten. Auch hier müssen die oberen Zentriernasen an den Winkeln abgebrochen werden, sonst passen die Winkel nicht auf das Blech.

Bevor man sich nun an die nächsten Schritte wagt, sollte man alle Bohrungen für Filament- und Kabeldurchführungen gebohrt haben Außerdem den Rahmen und den Arbeitsplatz säubern und von Spänen befreien.

gedruckte Trapezgewindemutter für den sparkcube v1.1XL

Auf der Suche nach einer kostengünstigen Alternative zu den IGUS TR10x2 Trapezgewindemuttern wollte ich auch eine komplett gedruckte Variante testen. Die Mutter funktionert so gut, dass ich hier ein kleines Update dazu verfassen möchte.

Konstruktion
Das Gewinde der Mutter wurde für den 3D Druck optimiert, beispielsweise wurde das Spiel von Kernloch und Gewindeflanken etwas vergrößert und das Zahnprofil ist asymmetrisch. Die Gewindeflanke, die aufgrund der Schwerkraft zum tragen kommt, hat so den genormten Winkel und die andere wurde abgeflacht um den Überhang beim Ausdruck zu minimieren. Hieraus ergibt sich allerdings, dass beim Ausdruck und beim Einbau auf die korrekte Ausrichtung geachtet werden muss.

Hinweise
Es ist wichtig, die Mutter beim Druck auf der Plattform so auszurichten, dass das Dreieck nach unten zeigt. Beim Einbau in den sparkcube v1.1XL muss das Dreieck dann wieder nach oben zeigen.

laufende Tests
Im Druckbild sind keine Unterschiede zu erkennen. Das absolute Spiel ist geringer als bei den Igus Muttern, welche vor allem wegen der Kalotte deutliches Spiel aufweisen. Der Einsatz von MABL ist mit den Muttern ebenfalls kein Problem. Nachteile sind in der absoluten Lebenszeit zu erwarten, wohingegen noch keine genauen Zahlen vorliegen. Zum Zeitpunkt dieses Artikels ist die Z-Achse meines sparkcube v1.1XL bereits über 100 mal komplett hoch und runter gefahren ohne erkennbaren Verschleiss. Die fehlende Kugelkalotte könnte sich bei krummen Spindeln negativ auf die Druckqualität auswirken. Hier liegt mit passenderen Filamentsorten viel Spielraum nach oben. Der Langzeittest steht noch aus, aber in Hinsicht auf die Preis/Leistung ist die Mutter schon jetzt ein voller Erfolg. Die aktuelle Testmutter wurde mit ABS gedruckt, welches keine hohe Verschleissfestigkeit aufweißt.

CAD Daten
nach der Testphase wird die Mutter zu den CAD Daten des sparkcube v1.1XL hinzugefügt. Falls ihr die Mutter testen möchtet, gibt es hier den aktuellen Stand als STL:
https://drive.google.com/file/d/1k-ta3n8qjnDAB9XorGpK5aEPSHHYsDQw/view?usp=sharing

sparklab ICE im sparkcube v1.1

Unser neues wassergekühltes Hotend „sparkcube ICE“ passt ohne Modifikationen an den Standard sparkcube v1.1. Als Aufnahme für das neue Hotend könnt ihr das bestehende „Dual-Printing Addon“ vom sparkcube v1.1L benutzen. Der Druckkopf im Bild läuft ohne Probleme, seit über 20kg Filament. Das Hotend kann ab sofort im Shop erworben werden.

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!

der sparkcube v1.1XL ist unser zuverlässiger Großraum 3D Drucker. Mittlerweile deutlich über 1500 zufriedene Nachbauer können sich nicht Irren. Teilesets und Einzelkomponenten werden seit 2014 im sparklab-shop.de angeboten.

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

sneak preview: sparkcube v1.1 XL

Wie viele von euch wissen haben wir schon seit einem längeren Zeitraum einige 500er sparkcube’s in Betrieb. Da es nun auch immer mehr Nachbauten im größeren Maßstab gibt, möchten wir euch einen Vorschlag nach unseren Erfahrungen machen, wie ein 300mm x 300mm sparkcube v1.1 aussehen kann.

sparki300

FEATURES:

  • statisch nicht-überbestimmtes Bett mit Trapezgewindemuttern mit Kugelkalotte (sehr einfach Nachzubauen, verkanten ist praktisch nicht möglich)
  • Linearkugellager liegen sehr dicht an Trapezgewinden (ein Hakeln der Linearkugellager führt nicht zu verkanten der Bettkonstruktion)
  • kommt direkt mit dem sparklab Filament-tracking-System (Filament leer, Düse verstopft, Schrittmotor verliert Schritte… der sparkcube reagiert nun selbstständig und intelligent auf diese Probleme)
  • im Vergleich zu den vorherigen Releases ist die CAD sehr detailliert
  • Variante für allseitig geschlossener Bauraum ist auch mit dabei.
  • TR-Spindeln werden zu 100% entkoppelt von der Bewegung in X-Y Richtung
  • sparkcube v1.1 Baukasten wird beibehalten um mit allen möglichen Anbauteilen kompatibel zu bleiben

Wer beim Aufbau live dabei sein möchte:

https://twitter.com/sparklabDE
https://www.facebook.com/thesparklab

Unterstützung für den Blog!

Wir möchten mit euch in Verbindung bleiben. Um diesem Ziel ein Stück näher zu kommen, sind wir von nun an auch unter facebook und twitter für euch zu erreichen.

Die social media Plattformen machen es uns leichter, euch mit Updates, Neuheiten, Entwicklungen, Aktionen, Terminen, Tipps und vielem mehr zu versorgen.

facebook: http://www.facebook.com/thesparklab
twitter: http://www.twitter.com/sparklabDE

sparklab auf facebook

sparklab auf facebook