DIY 3D-Drucker

Eines meiner ersten großen Projekte war mein 3D-Drucker 2015.
Diesen habe ich hauptsächlich aus alten Elektronikteilen gebastelt und eine eigene Firmware dazu geschrieben.
Auf meiner Seite finden Sie Informationen über 3D-Druck, Videos und interaktive 3D-Animationen.

Ich habe mir vorgenommen, einen 3D-Drucker zu bauen. Es gibt inzwischen viele fertige Drucker oder Bausätze ab ca. 100 – 400€ zu kaufen. Auch Open-Source Drucker wie der ReapRep sind inzwischen sehr weit verbreitet. Mit ein wenig handwerklichem Geschick und Computerkenntnissen kann sich jeder seinen eigenen 3D-Drucker bauen.
Für meinen Drucker habe ich mir keinen Bausatz zugelegt, sondern einfach darauf los gebaut. Anfangs hatte ich nur schlichte und ungenaue Vorstellungen über den Aufbau des Druckers. Doch im Laufe der Zeit konkretisierten sich diese Pläne hin zu einem ReapRep ähnlichen Gerät.
Der Rahmen ist das Grundgerüst für jeden 3D-Drucker. An ihm werden alle Teile montiert. Er bestimmt die Größe und Form des Druckers und ist für die Stabilität sowie die Genauigkeit entscheidend. Am besten eignet sich ein Metallrahmen, da dieser sehr tragfähig ist und nur wenig Bewegungsspielraum zulässt. Hat man hingegen einen wackligen Rahmen, so entstehen nur recht ungenaue Druckergebnisse. Für meinen 3D-Drucker habe ich einen massiven Metallrahmen aus einem alten Schaltkasten ausgebaut. Dieser hat die Außenmaße von ca. 30 x 25 x 20 Zentimetern. Er war gleich mit Vierkantmuttern zum Befestigen von Gehäuse und Mechanik ausgestattet.
Während ein normaler Drucker nur mit den zwei Horizontalen Achsen X und Y arbeitet, kommt bei einem 3D-Drucker noch die Vertikale Achse Z der Höhe hinzu. Es müssen also drei Bewegungsrichtungen von der Druckerdüse relativ zum Druckobjekt möglich sein. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Bewegungen zu realisieren. Bei vielen 3D-Druckern bewegt sich das Druckbrett mit wachsender Höhe des Objektes abwärts, während die Düse die horizontalen Bewegungen übernimmt. Es gibt auch Drucker, bei denen sich das Druckbrett in Y-Richtung bewegt und die Düse die X und die Z-Achse übernimmt. Bei der Aufteilung der Achsen gibt es insgesamt 12 verschiedene (4 Fakultät) Verteilungsmöglichkeiten. Ich habe bei meinem Drucker ursprünglich alle 3 Bewegungsrichtungen dem Druckkopf zugeteilt.
Für den Bau meines eigenen 3D-Drucker habe ich mir bei einem Versandhandel in China für knapp 20$ vier 5V-Schrittmotoren inklusive Motortreiber und Getriebe bestellt. Die Lieferzeit betrug knapp vier Wochen, doch nun ist das Paket endlich eingetroffen. In den vergangenen Tagen habe ich am Computer mittels SketchUp ein 3D-Modell von meinem Drucker erstellt. Heute habe ich den ersten Motor für die vertikale Achse eingebaut. Der Motor ist unten an einer Grundplatte, welche einmal den Druckkopf bilden soll, festgeschraubt und dreht eine senkrecht über ihm befindliche Gewindestange. Diese ist oben mit einer Mutter an einer Halterung befestigt. Durch das Drehen der Gewindestange gegen den Uhrzeigersinn wird der Abstand zwischen Motor und Mutter verringert, d. h. der Druckkopf hebt sich. Ein Drehen des Motors in die andere Richtung lässt den Druckkopf absenken. Um das Drehen des Druckkopfes zu verhindern, wurde dieser mit zwei Führungsstangen mit der Halterung oben verbunden.
Die gesamte gestern gebaute Konstruktion muss sich auch horizontal bewegen können. Um dies zu bewerkstelligen, habe ich sie mittels Plastikhülsen beweglich auf zwei Führungsstangen aus Edelstahl geschraubt. Den Motortreiber habe ich zum Testen des Motors provisorisch mit meinem Roboter verbunden. Dieser besitzt ein Mikrocontrolerboard mit einer Mega32 als Steuerung. Das selbe Board soll auch in meinem 3D-Drucker zum Einsatz kommen. Den Schrittmotor habe ich mit 3ms Zeitabstand zwischen den 4 einzelnen Schritten in einer Dauerschleife angesteuert. Bei dem im Motor verbauten Getriebe mit einer Übersetzung von 1:512 benötigte eine vollständige Drehung des Motors über 4 Sekunden. Da der Motor den Druckkopf pro Drehung um nur 0,8 mm bewegt dauerte das Anheben des Druckkopfes um 12 cm mehrere Minuten.
Ursprünglich war geplant die vertikalen Bewegungen des Extruders mittels Gewindestangen zu bauen. Hierbei bräuchte dieser jedoch mehrere Minuten um von einem Ende zum anderen des Druckraums zu fahren. Damit ein Druckvorgang eines kleinen Objekts nicht mehrere Tage benötigt, habe ich mich entschieden Riemen anstatt von Gewindestangen einzusetzen. Aus zwei alten HP-Druckern und einem kaputten Scanner baute ich mir die benötigten Kleinteile wie Zahnriemen und Umlenkrolle aus. Die Halterungen fertigte ich aus einem alten Blech und ca. 14 Schrauben.
Ich habe mir vorgenommen eine beheizte Druckunterlage einzubauen. Damit nicht unnötig Wärme verloren geht und der Druckraum vor Staub und anderen schädlichen Einflüssen geschützt wird, habe ich das Gehäuse des Druckers zerlegt und an den drei freien Wänden sowie am Boden Platten eingebaut. Zwei Seitenplatten habe ich aus Plexiglas zugeschnitten, so lässt sich der Druckvorgang besser beobachten. Die Platten habe ich mit insgesamt 48 M4 Schrauben und Vierkantmuttern am Rahmen verschraubt.
Nun sind schon zwei Achsen des Druckers fertig gestellt. Jetzt fehlt noch die Y-Achse. Diese soll mit je einem Motor auf jeder Seite über Zahnriemen laufen. Als Führungen habe ich zwei Edelstahlstangen geplant. Am Nachmittag habe ich am Computer die Halterung für die zwei Führungen entworfen und schon eine gebaut. Als Ausgangmaterial diente ein 30 x 75 mm großes Blechstück vom Altmetall.
Heute habe ich alle vier Halterungen der Führungsstangen für die vertikalen Bewegungen nach vorne und hinten fertiggestellt und festgeschraubt. Auch die zwei Führungsstangen aus 6mm starkem Edelstahl habe ich zurechtgeschnitten. Die Stangen habe ich mithilfe der Halterungen am Rahmen festgeschraubt.
Nun geht es daran die Motoren für die vertikalen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen zu installieren. Da diese Bewegung über zwei Führungsstangen läuft, benötige ich auch zwei Zahnriemen. Es soll ein Motor auf jeder Seite befestigt werden, beide möchte ich über eine 31cm lange Welle verbinden, auf welcher dann auch die Zahnräder für die Riemen montiert werden sollen.
Für die Welle nahm ich eine 3mm Gewindestange. Mittels zweier 4mm Feststellschrauben montierte ich sie auf der einen Motorwelle. Auch ein Zahnrad schraubte ich auf die Welle. Ich hatte nicht genügend 4mm Feststellschrauben, um auch noch den zweiten Motor zu montieren.
Für die reibungsarme Bewegung des bisher gebauten Apparates auf den zwei Stahlschienen wollte ich die zwei schwarzen Plattformen mit je zwei Feststellschrauben als Gleithülsen befestigen. Da die Plattformen ohne zusätzliche Abstandhalter, von denen ich keine hatte, zu niedrig gewesen wären, beschloss ich sie mittels Winkel zu befestigen. Aus einer Aluminiumschiene sägte ich vier kurze Streifen, bohrte diese je zwei Löcher und bog sie in der Mitte, sodass rechte Winkel entstanden.
Um die Winkel zwischen den Gleithülsen und den beiden Plattformen zu befestigen, benötige ich entsprechende Bohrungen. Deshalb musste ich die Plattformen ausbauen, jeweils zwei Löcher bohren, etwas einsägen, zurechtbiegen und wieder einbauen. Das heißt, ich musste fast den ganzen Drucker zerlegen. Dies dauerte mehrere Stunden. Die Winkel ließen sich ziemlich leicht montieren. Anfangs klemmte die Konstruktion ein wenig, doch mit ein wenig Schmierfett läuft es ohne Probleme.
Ich habe inzwischen die fehlenden 4mm Feststellschrauben zum Befestigen des zweiten Motors auf der Welle besorgt. Zwei Zahnriemen und die entsprechenden Zahnräder sowie zwei Umlenkrollen holte ich aus zwei alten Druckern und baute sie ein. Demnächst möchte ich die Motoren testen, doch hierfür brauche ich noch einen Mikrocontroler, welcher alles koordiniert.
Heute bin ich nach Nürnberg gefahren um das Mikrocontrolerboard zu kaufen. Da ich schon seit einigen Jahren die Atmega 32 und 128 Serie programmiere und deshalb dort schon einige Fähigkeiten erworben habe, habe ich mir nun ein Mega32 Projektboard zugelegt. Die Schrittmotoren besitzen jeweils ein Motortreiber-Board. Dieses verstärkt die schwachen Signale vom Mikrocontroler, so dass man an ihrem Ausgang direkt die Motoren anschließen kann. Für die bisher vier eingebauten Motoren habe ich die Treiberboards installiert und die gesamte Konstruktion mit vier Schrauben und Abstandshaltern an die Seitenwand des Druckers geschraubt. Die Motoren für die horizontalen Bewegungen habe ich auch gleich angeschlossen. Für einen Motor musste ich noch die Anschlusskabel verlängern. Um Störsignale der Motoren von der Elektronik fern zu halten, habe ich Ferrit-Ringe in die Kabel mit eingebaut.
Damit die Motoren den Druckkopf nicht weiter bewegen als es die Mechanik erlaubt, habe ich zwei Anschlagssensoren an den horizontalen Führungsschienen des Druckers angebracht.
Endlich ist die Extruderdüse aus China eingetroffen. Sie gehört zu den wichtigsten Bauteilen meines Druckers. Sie wird unten am Druckkopf befestigt. Dazu habe ich den gesamten Druckkopf ausgebaut und daran eine Bohrung zum Festschrauben des Extruders vorgenommen. Nach oben hin, an der Einschubstelle für das Filament muss die Düse gekühlt werden, damit das Filament nicht schon während des Einschiebens schmilzt. Für den Kühler habe ich große Unterlegscheiben und als Abstandshalter halbierte Sechskantmuttern genommen.
Nach der Montage habe ich das Anschlusskabel des Motors am Extruder verlängert und mit dem C-Control verbunden. Die gestern montierten Kabel habe ich noch am Gehäuse des Druckers befestigt.
Jetzt konnte ich endlich die Motoren für den Drucker testen. Ich schrieb die Software zum Testen des vertikalen Motors um und testete alle Motoren. Als Stromversorgung diente ein Schaltnetzteil mit 9V DC und 2Ampere. Auf der Platine befindet sich ein 5V Spannungswandler. Die Motoren klemmten manchmal, doch nach etwas Feinjustierung und dem Ölen der Schienen lief alles einwandfrei. Die Motortreiber haben kleine rote LED’s, welche anzeigen, welcher Port gerade geschalten wird. Durch die schnelle Ansteuerung von nur 3 ms pro Port sah es so aus, als seien alle Ports gleichzeitig an. Bei längerer Betriebszeit wurde der 5V-Spannungswandler sehr warm und verlor leicht an Leistung.
Nun habe ich ein altes PC-Netzteil besorgt. Dieses wollte ich als 5V-Spannungsquelle für meine Motoren verwenden. Dies hätte den Vorteil, dass der 5V-Spannungsregler nicht mehr überlastet. Nachdem ich entsprechende Kabel an das Netzteil gelötet hatte, fiel mir jedoch auf, dass das Netzteil kaputt ist und deshalb nicht verwendet werden kann.
Um auch mit ABS drucken zu können, benötige ich eine beheizte Druckunterlage. Deshalb bestellte ich mir eine 20 cm x 20 cm große Heizplatte. Die Platte besitzt schon sechs Bohrungen mit denen man sie befestigen kann. Damit keine Wärme nach unten verloren geht, schnitt ich ein Stück Kork zurecht und montierte es zwischen der Heizplatte und dem Bodenblech.
Heute bin ich nun dazu gekommen die Heizplatte zu montieren Ich habe sie mit kleinen Abstandshalterungen am Boden des Druckers über der Korkplatte befestigt. Für die Bohrungen musste ich die mit zwölf Schrauben befestigte Bodenplatte entfernen. Hierbei konnte der Drucker nicht einfach verkehrt herum hingestellt werden, da sonst die empfindliche Mechanik kaputt gegangen wäre.
Nun geht es an den Druckkopf des Druckers. Die Extruderdüse hatte ich schon installiert. Um eine optimale Kühlung bewerkstelligen zu können, habe ich 45 mm Ventilator installiert. Damit das Filament auch durch die Düse fliest, habe ich einen Motor am Druckkopf angebracht. Zwischen seiner mit Gummi ummantelten Welle und einer gegenüberliegenden Umlenkrolle hindurch wird das Filament in die Düse gedrückt. Damit der Gummi auch greift, werden die beiden Elemente mit einer Feder aneinander gedrückt.
Heute habe ich endlich das Druckfilament erhalten, eine 400 Gramm Rolle grünes 1,75mm starkes ABS Filament, welches im Dunkeln leuchtet. Um die Rolle zu befestigen, habe ich ein Stück Aluminiumrohr an einer Seite längs aufgeschnitten und nach außen gebogen. So konnte ich es an der Außenwand des Druckers festschrauben.
Jetzt habe ich ein eigenes Netzteil für den Drucker. Es besitzt einen 9V AC und zwei 18V AC Ausgänge. Das Netzteil habe ich neben der Filamentrolle an der Druckeraußenwand montiert. Da ich Gleichstrom benötige, habe ich auch noch zwei AC-DC-Wandler über dem Netzteil an den Rahmen geschraubt. Zum Glätten der nun entstandenen 12V DC sowie 24V DC dienen zwei große Kondensatoren. Die 12V-Spannung geht an das Mikrocontrollerbord und die 24V sind für die Heizplatte. Als Überlastschutz dient eine 320V 4A Sicherung. Kleinere Sicherungen sind mir beim Einschalten des Netzteiles durchgebrannt.
Zum Ansteuern der Heizplatte und dem Heizstabes im Extruder habe ich auf dem Controllerboard noch eine kleine Relaiskarte befestigt. Auch den Motortreiber für den letztens eingebauten Extrudermotor habe ich noch eingebaut. Die Heizplatte sowie das Thermoelement im Extruder habe ich an die Relaiskarte angeschlossen. Da der 5V-Spannungsregler für die nun verbaute Elektronik nicht genug Leistung liefert, habe ich extra für die Motoren und Relais einen zweiten Spannungsregler auf die Platine gelötet.
Der Heizstab im Extruder ließ sich nicht am Netzteil des Druckers anschließen. Um es trotzdem testen zu können, schloss ich es an einem 12V Schaltnetzteil an. Um das Heizbrett zu schonen, ist es sinnvoll es mit Klebeband oder einer Glasplatte abzudecken. Ich entschied mich für letztere Methode und schnitt mit dem Glasschneider eine entsprechende Platte zurecht. Ich brauchte mehrere Versuche. Leider brach mir auch bei der letzten Platte eine Kante ab, doch ich konnte sie vorläufig einbauen.
Heute konnte ich ein paar Tests am Drucker durchführen. Die Motoren und die Heizelemente funktionierten alle recht gut. Doch der Temperaturfühler im Druckkopf liefert nur recht ungenaue und unzuverlässige Messergebnisse. Diesen möchte ich demnächst gegen ein Europäisches Model ersetzen. Auch die vertikale Schiene ist mangelhaft. Nach einiger Zeit lockert sie sich und der Motor läuft nicht zuverlässig.
Diese Woche war ein FabLab in der Stadtbücherei in Erlangen. Es wurde von Studierenden der Technischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg geleitet. Es gab dort einen Lasercutter und zwei 3D-Drucker. FabLab steht für fabrication laboratory und ist eine für jeden zugängliche Werkstatt. Man konnte ohne Anmeldung oder Teilnahmegebühren mitmachen und selbst entworfene Objekte drucken oder von dem Laser schneiden lassen. Nur Materialkosten waren zu begleichen. Ich wollte eine kleine Konstruktion fertigen mit deren Hilfe das Druckbrett meines 3D-Druckers auf und ab fahren können sollte. Die 3D-Modelle hatte ich schon im STL-Dateiformat mitgebracht. Als wir jedoch die SD-Karte in den Drucker gaben, konnte diese nicht gelesen werden. Auch mehrere Versuche mit verschiedenen Karten an beiden Druckern führten zu keinem positiven Ergebnis. Wir vereinbarten, dass ich am Vormittag des nächsten Tages erneut vorbei kommen sollte. Doch auch diesmal bekamen wir die 3D-Drucker nicht zum laufen. Deshalb entschied ich mich die neue Konstruktion für mein Heizbrett selber zu Hause in der Werkstatt zu bauen.
Inzwischen habe ich alle Bauteile für den Umbau an der Heizbrett-Halterung besorgt. Unter dem Heizbrett habe ich eine kleine Gabelstapler-ähnliche Konstruktion aus Metall gebaut. Die Halterung besitzt zwei verbaute Sechskantmuttern, welche über eine Gewindestange von einem Schrittmotor in vertikaler Richtung bewegt werden können. Eine 6mm Führungsstange auf der linken Seite stabilisiert die Platte zusätzlich. Ein vollständiges Hinabfahren der Platte benötigt etwa 5 Minuten, da dieser Vorgang jedoch langsam während des gesamten Druckes passiert, spielt dies kaum eine Rolle.
Da ich nun eine Druckunterlage habe, welche auf und ab fahren kann, benötige ich keinen Druckkopf mehr, der dies tut. Deswegen habe ich heute diese ohnehin sehr wackelige Konstruktion entfernt. Der Druckkopf ist nun direkt fest unter dem horizontalen Wagen über der Heizplatte montiert.
In letzter Zeit musste ich die Riemen des Druckers immer wieder nach spannen. Dies ist sehr zeitaufwendig und kompliziert. Um diesen Aufwand zu verringern, habe ich einige Federn eingebaut. Diese halten nun die drei Zahnriemen immer auf Zug.
Nun bekam auch der Heizstab in meinem Drucker eine eigene Stromversorgung. Hierfür nahm ich ein 12V AC-Netzteil und einen Gleichrichter. Beides schraubte ich neben dem Mikrocontrollerboard an die Außenwand des Druckers. Das Netzteil wiegt etwa ein Kilogramm. Aufgrund des massiven Rahmens und der vielen Technik ist der Drucker inzwischen schon sehr schwer geworden. Um ihn nicht so häufig zwischen Werkstatt und Computer hin und her tragen zu müssen, habe ich einen Teil der Werkstatt zum Drucker verlegt.
Ich habe heute einen zusätzlichen Motortreiber neben dem Netzteil montiert. Dieser ist zwar bis jetzt noch nicht in Verwendung, doch bietet er die Möglichkeit zukünftiger Erweiterungen. Am Drucker ist jedoch kaum noch Platz, um weitere Anbauten unterzubringen.
Endlich habe ich eine Verwendung für das kaputte PC-Netzteil gefunden. Dieses habe ich zu einem Gehäuse für das Mikrocontrollerboard und das 12V Netzteil umfunktioniert. Hierzu habe ich die Metallummantelung des Netzteils in zwei lange Streifen gesägt und aufgebogen. Das Ganze habe ich an die Maße der Druckerelektronik angepasst, mit blauem Lack besprüht und montiert. Um einen besseren Durchblick zu bewahren, habe ich die Abdeckung des Gehäuses aus einer Plexiglasplatte zurecht geschnitten.
Inzwischen habe ich auch neue Temperaturfühler. Im Extruder war bisher ein Thermoelement amerikanischer Bauart zum Messen der Temperatur befestigt und die Heizplatte hatte kein Thermostat. Jetzt habe ich die neuen Sensoren eingebaut. Gegen Kurzschlüsse habe ich die beiden Bauteile mit einem Teflonschlauch und einer Silikonröhre geschützt. Die Sensoren verändern je nach Temperatur ihren Widerstand. Ich habe sie in einen Spannungsteiler eingebaut und messe die Teilspannung mit zwei Analogports an meinem Mikrocontroller. Dieser berechnet aus dieser Spannung den Widerstand und ermittelt anhand der Tabelle aus dem Datenblatt die Temperatur. Die Genauigkeit des Sensors liegt zwischen 0,3 und 0,6°C.
Nachdem ich ein Gehäuse für das Mikrocontrollerboard gebaut hatte, habe ich heute aus einem zweiten Gehäuse eines PC-Netzteils auch eine Abdeckung für das Haupt-Netzteil gebastelt. Bisher war der Drucker fest mit einem Kabel verbunden, wenn man dieses einsteckte, ging er an. Nun habe ich einen schwarzen Kippschalter in dieses Kabel eingebaut. Zudem habe ich für die Stromversorgung eine C13 Buchse verbaut. Die Kabelklemmen habe ich am Rahmen unter der Abdeckung montiert. Nun lässt sich der Drucker bequemer transportieren und auch leichter ein- und ausschalten.
Jedoch liegt jetzt auch der RS232-Anschluss des Mikrocontrollers, welcher für die Programmierung und die Datenübertragung während des Druckes zuständig ist unter der Abdeckung. Um dennoch eine Verbindung zum PC zu ermöglichen, habe ich noch ein kleines Verlängerungskabel gelötet.
Seit einigen Jahren besitze ich ein kleines 128 x 64 Pixel Monochrome Display. Dieses lässt sich über die digitale I²C-Schnittstelle steuern. Da der Mikrocontroller meines Druckes diese Schnittstelle unterstützt und die Anschlüsse zudem noch frei sind, habe ich heute dieses Display testweise am Drucker angeschlossen. Dank eines ausführlichen Datenblattes und einiger Libarys konnte ich nach nur wenigen Stunden schon mit dem Display kommunizieren und kleine Muster zeichnen. Jedoch zeigte das Display nur auf jeder zweiten Pixel-Zeile Daten an, die restlichen Pixel waren schwarz. Auch nach mehreren Änderungen am Programmcode konnte ich das Problem nicht lösen, doch ich bin zuversichtlich, dass es bald funktionieren wird.
Heute waren wir beim Glasschneider in Erlangen. Ich hatte eine alte dünne Glasplatte mitgebracht und sie zu einem 20 cm x 20 cm Quadrat zurecht schneiden lassen. Die Platte habe ich mittels der Metallfedern zweier Wäscheklammern auf dem Heizbrett fixiert.
Mir ist aufgefallen, dass die Gummi-Walzen am Extruder-Motor nicht richtig greifen und somit das Filament nicht durch die Düse fließt. Deshalb habe ich aus einer alten Schraube ein kleines Zahnrad gefertigt, welches in das Filament greifen soll.
Ich habe die Motor-Testsoftware für den Drucker fertiggestellt. Beim Testen des Extruders fiel mir auf, dass kein Filament durch die Düse kommt. Also habe ich den Druckkopf zerlegt. Im Druckkopf befand sich ein Teflon Röhrchen, welches leicht angekohlt war. Verkohlte Überreste verstopften die Düse. Deswegen habe ich ein neues Führungsröhrchen aus Metall gebaut. Zudem habe ich eine neue Düse bestellt.
Zukünftig soll sich der Motor des Extruders an der Außenseite des Druckers befinden. Dieser drückt dann das Filament durch einen Teflonschlauch (PTFE) zum beweglichen Extruder, wo es eingeschmolzen wird. Dies hat den Vorteil, dass der Druckkopf dann kleiner und leichter ist und sich daher schneller, präziser und leichter bewegen lassen wird.
Ich habe inzwischen den Teflonschlauch und das Zahnrad zum Bewegen des Filaments erhalten. Daraus baute ich den neuen Antrieb für den Extruder. Zwischen einem gefedertem Kugellager und dem motorbetriebenen Zahnrad wird das Filament durch den Teflonschlauch in Richtung Druckkopf geschoben. Das Motorgetriebe ermöglicht es, sehr viel Druck zu erzeugen, jedoch bei einer maximalen Geschwindigkeit von nur acht mm pro Sekunde.
Den neuen Antrieb konnte ich direkt neben der Filament-Rolle montieren. Diese muss dafür einen Zentimeter weiter links platziert werden.
Im Anschluss an die Montage testete ich gleich den neuen Antrieb in Verbindung mit den Heizelementen. Das Aufheizen des Extruders auf 240°C sowie das Einführen des Filaments klappten problemlos. Zu meiner Enttäuschung glitt das Filament nur sehr unregelmäßig durch die Düse.
Während der letzten Tage habe ich an der Feinjustierung der einzelnen Komponenten im Drucker gearbeitet. Es ist schwierig, alle Elemente im Drucker gleichzeitig mit einem so kleinen Mikrocontroller zu koordinieren. Heute habe ich eine kleine Software geschrieben, welche den Druckkopf immer im Quadrat fahren lässt und dabei die Heizplatte absenkt. So entstand das erste gedruckte Objekt. Damit sich dieses bei den ersten Versuchen von der rund 40-50 °C warmen Platte ablöste, legte ich ein doppelseitiges Klebeband unter.
Vorgestern besorgte ich mir ein Aluminium-Rohr mit einem Innendurchmesser von 5mm. Ich schnitt davon zwei kurze Stücke zurecht, mit welchen ich die Plastik-Röhrchen an den Führungsschienen des Extruders ersetzen konnte.
Mit den mittels Kabelbinder befestigten Alu-Röhrchen ließ sich der Extruder viel leichter nach links und rechts verschieben. Dies hatte zur Folge, dass der Schrittmotor, welcher für diese Bewegung zuständig ist, einen geringeren Energieverbrauch hat und deutlich weniger Schrittfehler verursacht.
Als ich die 3D-Animation des Druckers für das Deckblatt meiner Jahresarbeit modellierte, überlegte ich, wie man den Drucker am besten in Szene setze könnte. So kam ich auf die Idee, kleine farbige Lämpchen einzubauen, welchen den Druckerinnenraum beleuchten können. In der Animation machte es einen guten Eindruck und so beschloss ich, auch den echten Drucker mit LED’s auszustatten.
Ich nahm zwei rote, zwei blaue, eine grüne sowie eine gelbe LED, welche ich auf 4 mm abschliff, damit sie in das Gehäuse passten. Ich verband die Lämpchen mit Kupferlackdraht, in welchen ich gleich entsprechende Vorwiderstände integrierte, so dass ich die Anschlüsse direkt mit einem ULN2003-Treiber verbinden konnte. Ich schloss die verschiedenfarbigen LED’s an unterschiedliche Ports des Mikrocontrollers, sodass eine gezielte Farbsteuerung möglich ist.
Nun integrierte ich 8 verschiedene LED-Blinkmodi in die Software. Ist der Drucker mit dem Computer verbunden, so lässt sich der aktuelle Modus mit der L-Taste wechseln. Darüber hinaus wird der Modus im EEPROM des C-Controls gespeichert, was bewirkt, dass nach einem Neustart des Controllers dieser wieder in den vorherigen Status zurückkehrt.
Bisher musste ich zum neustarten der Druckersoftware sowie zum Starten des Boot-Modus kleine Taster auf der Platine im Gehäuse drücken. Da diese schwer zugänglich sind, lötete ich eine kleine Platine mit zwei Tastern, welche ich frei zugänglich außen am Rahmen des Druckers befestigte.
Während ich eine G-Code-Datei generierte, benachrichtigte mich das Programm Slic3r über eine Softwareaktualisierung. Ich lud die neue Version von Slic3r herunter, diese beinhaltete einige neue Befehle, welche mein Drucker bisher in diesem Maße noch nicht unterstützte. Deshalb erkundigte ich mich nach deren Bedeutung und begann, sie in die Druckersoftware zu integrieren. Nach einigen Befehlen meldete sich der Compiler mit der Fehlermeldung, es stehe nicht genug Speicher im C-Control zur Verfügung. Ich konnte deshalb nicht alles Funktionen in das Programm des Druckers einbinden, deshalb baute ich sie in die software am Computer ein. Diese übersetzt nun die komplexeren Befehle in mehrere kleinere, welche anschließend der Reihe nach gesendet und vom Drucker abgearbeitet werden. So konnte ich fast alle neuen Befehle umsetzen. Zusätzlich optimierte ich die Software des Druckers, indem ich nicht benötigten Quellcode auskommentierte, Variablennamen und deren Speicherreservierungen verkleinerte, Rechenoperationen vereinfachte und kombinierte und den Compiler internen Codeoptimierer verwendete.

Weitere Artikel

Wasserstandmessung Aurach
Haben Sie sich auch mal gefragt, wie die Stauhöhe an Wasserkraftwerken gemessen wird?
Nach über zwei Jahren ist nun die neue Wasserstand-Messanlage an der Niederndorfer Mühle fertig
Der Wasserstand kann hier auf der Webseite life nachverfolgt werden.
beheizte Tasse
Kennen Sie auch das Problem, dass der Glühwein am Weihnachtsmarkt zu schnell kalt wird?
Dafür habe ich diese selbstheizende Tasse entwickelt, welche wir 2020 im Winterdorf in Herzogenaurach anbieten wollen.
DIY Schokodrucker
3D-Drucker sind toll, aber noch besser sind sie, wenn man mit Ihnen Schokolade drucken kann. Deshalb habe ich meinen 3D-Drucker für Schokolade aufgerüstet.
© Veit Götz 2012 - 2021
Impressum
Datenschutz
Statistiken
Spenden