Bau des ideale 3D Drucker (für meine Ansprüche)

Mittlerweile beschäftige ich mich fast 10 Jahre mit dem 3D Druck und möchte einen Drucker, der meinen Anforderungen entspricht, aber leider kann ich keinen käuflich erwerben, daher beschloss ich diesen selbst zu bauen und mein Vorgehen dokumentiere ich in diesem Beitrag

• Inhaltsverzeichnis
  1. Meine Anforderungen
  2. Konzepte
     1. Beheizter Druckraum
     2. Schrittmotoren außerhalb des beheizten Raumes
     3. Wasserkühlung
     4. Bed-Traming
     5. Werkzeugwechsel
     6. Elektronik & Firmware
  3. 3D-Konstruktionen + Pläne
     1. CAD-Dateien
     2. Liste der Materialien
     3. Pläne / Anleitungen

Meine Anforderungen

Damit es eindeutig ist, warum ich einen Drucker bauen möchte liste ich hier meine Anforderungen auf:

• Der Drucker muss einen geschlossenen und beheizbaren Bauraum haben.
• Der Drucker muss ausgelegt sein um PC, Nylon und eventuell PEEK zu drucken.
• Das Hotend muss einfach zu tauschen sein, wenn möglich mit einem automatischen Werkzeugwechsler.
• Es müssen mindestens 2 verschieden Filamente pro Druck verarbeitet werden können.
• Alle Schrittmotoren müssen außerhalb des Druckraums sein (Ausnahme Extruder/Bowben-Extruder muss aber dennoch möglich sein)
• Der Drucker soll aktives Bedtraming haben (Nivellierung)
• Die Elektronik muss leicht zugänglich sein
• Der Preis soll unter 1 k€ sein

Konzepte

Beheizter Druckraum

Um ideale Druckergebnisse von PC, PA, ABS, ASA, uvm. zu erlangen ist es notwendig den Druckraum aufzuheizen. Dies verhindert, dass das Druckteil zu schnell abkühlt und dadurch verzieht. Es ermöglicht es auch schneller zu drucken und dennoch eine gute Schichthaftung zu erlangen.

Schrittmotoren außerhalb des beheizten Raumes

Durch einen beheizten Druckraum passiert es schnell, dass die Schrittmotoren zu warm werden und dadurch Schritte verlieren.

Damit die Schrittmotoren nicht im Druckraum sind, wird es ein Core X-Y Drucker, sprich der Schlitten bewegt sich in die X und Y Achse. Das Druckbett in der Z Achse. So ist es möglich die Schrittmotoren an der Rückseite des Druckers zu montieren und nur einen kleinen Durchgang für die Riemen in der Rückwand zu haben.

Die Schrittmotoren für die Z-Achse werden unter dem Boden des Bauraumes sein und somit auch außerhalb des beheizten Bereichs.

Der Extruder kann mittels Bowden auch außerhalb des Bauraumes verlegt werden, aber ich möchte unbedingt auch die Möglichkeit haben einen Directdrive-Extruder zu verwenden, da so präzisere Druckergebnisse möglich sind.

Wasserkühlung

Beim Drucken von PC wird man die besten Druckergebnisse bekommen, wenn das Hotend wassergekühlt ist, da so ein kühles Coldend garantiert ist und das Oozen verringert wird, denn in einem beheizten Druckraum wird man mit einer Luftkühlung schnell das Limit erreichen.

Bed-Traming

Damit das Druckbett immer zu 100% ausgerichtet ist, wird es an jeder Ecke mit einem Riemen gehalten, welche zugleich die Z-Achsenbewegung ausführen und so auch das Traming, also das Parallele einstellen des Druckbetts zur X und Y Achse.

Mesh-Bedleveling benötigt der Drucker nicht, da das Druckbett nicht über 30x30cm sein wird!

mehr Informationen über Bedlevling habe ich in diesem Artikel zusammengestellt: Warum ich kein Auto Bed Leveling nutze & Anleitung zum Leveln

Werkzeugwechsel

Da ich für jedes Material ein eigenes Hotend nutzen möchte, speziell, weil man manche Filamente nicht mischen sollte, da diese sonst deutlich an Festigkeit verlieren, oder weil ich nach einem PLA Druck auf Nylon wechsle und dann sehr giftige Dämpfe erzeuge und das Hotend innen verschmutzt und so regelmäßig gesäubert werden muss um gute Ergebnisse zu erzielen.
Außerdem möchte ich verschieden Hotends verwenden, die je nach Düse und Material eine kleinere Schmelzzone für kleine Düsen, bzw. langsame Drucke, oder bei großen Düsendurchmesser, bzw. schnelle Drucke einen großen Schmelzbereich haben und dadurch aber auch mehr Oozen.

Der Werkzeugwechsler soll ein möglichst geringes Zusatzgewicht haben, wodurch nur eine sehr einfache Mechanik benutzt werden kann, die keinen Aktiven Antrieb auf der X/Y Achse erlaubt.

Elektronik & Firmware

Als Firmware werde ich auf jeden Fall Klipper (bzw. Sailfish-OS) nutzen, da so einfach alle komplexen Erweiterungen einfach implementiert werden können. Als Mainboard werde ich für den Anfang einmal Ramps 1.4 nutzen, da es mittlerweile sehr günstig ist und bisher für all meine Druckerbauten ausreichend gut funktioniert hat, speziell in Kombination mit Klipper und einer Raspberry Pi (sogar den Pi 1 B).

Die Endlagenaster muss ich mir im Moment noch überlegen, aber sie sollen auf jeden Fall berührungslos betätigt werden um verschleißfrei zu sein und um die Mechanik zu schonen.

3D-Konstruktionen + Pläne

Noch habe ich mit dem Konstruieren nicht angefangen, aber sobald es die ersten Fortschritte gibt, werde ich diese hier veröffentlichen.

CAD-Dateien

Sobald ich mit meiner Konstruktion zufrieden bin wird es die Möglichkeit geben die Dateien hier herunterzuladen.

Liste der Materialien

Pläne / Anleitungen

Bei großem Interesse würde ich auch Pläne / Anleitungen zu dem Drucker machen.

Author:

Stefan J. Trucker

Seit klein auf beschäftige ich mich mit Technik, Foto & Videographie und Design. Um mein Wissen und meine Erfahrungen festzuhalten dokumentiere ich diese hier auf dieser Seite. Ich bemühe mich die Seite übersichtlich zu gestalten, damit es einfach ist meine Errungenschaften zu teilen. Ich nutzte diese selbst um später später dort ansetzten wo ich aufgehört habe, oder wo mich mein Gedächniss im Stich gelassen hat. So kann jeder von überall auf meine Inhalte zugreifen und schnellstmöglich zum gewünschten Ziel gelangen. Ich bin seit fast 10 Jahren als Ausbilder tätig und habe eine Leidenschaft entwickelt Wissen leicht und übersichtlich aufzubereiten. So hoffe ich mehr zu Motivieren in der Freizeit sich mit tollen hobbies zu beschäftigen und dadurch sein Leben ein stückchen lebenswerter und interessanter zu gestalten. Ich lebe nach dem Motto: Imagine it, Design it, Create it - Just do what you like.