Ersatz für 624ZZ Lager

Beim zusammenbauen meines nächsten Druckers fehlten mir 4 Lager des Typs 624ZZ, die bei den Idlern verwendet werden um den Gurtzug umzuleiten.
Normalerweise kein Problem das über eBay zu kaufen, aber das ganze dauert einige Zeit und im lokalen Baumarkt gibt es keine Lager, also warum nicht schnell einen Ersatz drucken, der zumindest die Anfangszeit überleben soll, damit ich mit meinem Drucker weitermachen kann.

In OpenScad habe ich dann eine Zeichnung erstellt, welche die Dimensionen zweier 624ZZ Lager hat und an den Rändern noch eine kleine Führung besitzt.

Hier der Openscad Sourcecode
 

difference () {

union() {

cylinder(r=7, h=1);

cylinder(r=6.5, h=9);

translate([0, 0, 8]) {

cylinder(r=7, h=1);

}

}

cylinder(r=2.125, h=9);

}

Bei den Maßen habe ich schlussendlich etwas experimentiert, da mein Drucker nicht ganz so genau ausdrucken kann. Bei einer Druckdauer von ca. 3 Minuten ist ein wenig Trial and Error aber nicht ganz so schlimm.

Sieht dann in OpenScad so aus, das ganze dann im Menü Design -> Export as STL als STL File speicher, dann in Slic3r die STL Datei aufmachen und in Gcode umwandeln. Ich habe eine Schichtstärke von 0,4mm und eine Infill Dichte von 80% gewählt.
Ausgedruckt und eingebaut sieht das ganze dann so aus, ich habe es bei der Y- als auch bei der X-Achse auf der Idler Seite verwendet.

X-Achse Idler

Und hier die Y-Achse

Und hier im Vergleich der original X-Idler

Die Sourcen habe ich auf Thingiverse zur Verfügung gestellt, http://www.thingiverse.com/thing:403584

Neuer Drucker der Rahmen

Der Rahmen meines ersten Druckers ist aus Dibond Alu, einem Material das ich unmöglich im lokalen Bbaumarkt erhalte, darum habe ich mich entschlossen den Rahmen aus Holz zu fertigen. Als Basis habe ich einfach eine größere 3-schicht Platte mit einer Stärke von 28 mm verwendet. Sollte eingentlich stabil genug sein.
Als Plan verwende ich die Zeichnung von der RepRap Doku, hier der Link.

Prusa I3 Holz Rahmenteile

Am Bild ist die Bodenplatte für das Heatbed nicht mehr drauf, da ich die Y-Achse schon zusammengebaut habe. Das Ganze habe ich mit herkömmlichen Werkzeugen gemacht, also kein Laser oder CNC Zuschnitt. Eine Stichsäge und eine Kappsäge reichen vollkommen aus, danach noch etwas die Kanten schleifen und fertig.
Ich glaube die Zeichnung ist leider nicht ganz korrekt und einige Verbesserungen müssen noch gemacht werden:

• Die Führungsstangen der Y-Achse müssen beim untersten Teil durch. Bei meinem bestehenden Drucker sind dazu Schlitze ausgeschnitten
• Die Y-Achse muss mit der langen Quer Gewindestange am Rahmen befestigt werden, da fehlen noch die Löcher dazu.

Neuer Drucker Y-Achse

Ich habe nun damit begonnen, den zweiten Drucker mithilfe des ersten Drucker zu bauen. Die Plastikteile sind schon vorhanden, und vor einigen Tagen besorgte ich mir die benötigten Metallteile, damit ich die Achsen damit bestücken kann.
Ebenso den Rahmen habe ich aus Holz ausgeschnitten

Als kleine Änderung habe ich anstatt der sonst üblichen Vollmetallstanden Alurohre verwendet, weil mein lokaler Baumarkt ganz einfach keine Vollmetallstangen führt.
Natürlich sind die Alustangen nicht so stabil wie Edelstahl, aber das will ich probieren, falls es nicht klappen sollte muss ich sie ersetzen.

Y-Achse zusammengebaut

Im Bild sieht man die Y-Achse des Prusa I3, dazu benötigt werden folgende Bauteile:

• M8 Gewindestangen
• M8 Alu Rohre (ein Sustitut fü die Edelstahlstangen)
• M8 Muttern gleich eine Packung mit 100 Stück kaufen
• M8 Beilagscheiben, gleich eine Packung mit 100 Stück kaufen
• Plastikteile die ich selbst gedruckt habe
• 1 * Nema 17 Motor
• 3 * M3 x 10mm Schrauben für die Motor Befestigung
• 1 * GT2 Pulley wird am Motor befestigt für den Gurtzug
• 1 * GT2 Timing Belt ca. 50 cm
• 4 * LM8UU Linearlager

Hier sieht man ganz gut die Eckverbindungen. Es ist etwas trickreich alles zusammenzubauen, und vorallem die Abstände einzuhalten. Sind die M8 Schrauben dann einigermaßen fixiert, dann ich der Rahmen aber stabil. Auf dem Bild sieht man auch ein Alu Rohr das recht lose zwischen den beiden langen Führungen liegt. Das ist habe ich mir als Schablone für den korrekten Abstand zwischen den den beiden langen Führungen gebaut, genau 16,2 cm soll dieser sein.
Die Alurohre werden wie am Bild ersichtlich mittels Kabelbindern fixiert.

y-bushing mit LM8UU Lager auf Alu Rohr

Hier sieht man auch die LM8UU Lager und die passenden Plastikteile die ebenfalls mit Kabelbindern fixiert werden.

Darauf aufgesetzt wird noch der Boden für das Heatbed, das ich aber dadurch, dass ich nur PLA drucken will nicht vorerst nicht anschließen werden.

Y-Asche samt Bodenplatte

Hier sieht man auch die fertig montierte Bodenplatte, die einfach aus Holz gemacht habe. Im Bild fehlt noch die Halterung für den Timing Belt under der Bodenplatte.

Das neue Hotend - PEEK GF30

Ich habe auf eBay nach einem Lieferanten einer Hobbed Bolt gesucht, und bin dabei auf einen polnischen Hersteller für Hotends gestoßen der im Set mit zwei Hotends eine Hobbed Bolt gleich mitliefert. Der Preis des Hotends ist sehr günstig, die Beschreibung im Shop wirkt sehr professionell und umfangreich. Hier der Link. Also hab ich mir das ganze vor 4 Tagen bestellt.
Optionen die ich ausgewählt habe

• Entry Hole = 1,75mm
• PTFE Insulator Size = 16mm
• Nozzle Exit Hole = 0,25mm

Hotend unboxed, M3 Muttern, eine Hobbed Bolt und Gewindestangen waren auch noch dabei.

Ich habe gleich das Set mit zwei Hotends bestellt, da es nur geringfügig teurer war und ich Versandkosten zahlen musste. Das Hotend ist assembliert und mach einen guten Eindruck. Die Nozzle und der Heizblock sind aus Messing der Rest aus PTFE. Der NTC und der Thermistor sind mit so etwas wie einem Harzkleber fest im Heizblock eingeklebt. Ob das Hotend gekühlt werden muss habe ich noch nicht rausgefunden, auf der Shopseite war davon nichts zu sehen.

Alle Leitungen sauber gemacht und verklebt.

Als nächstes habe ich versucht das Hotend auf den schon gedruckten Extruder zu bekommen.

Test mit dem frisch gedruckten Extruder

Das Hotend passt perfekt in die Öffnung, beim Kauf musste ich deshalb auch schon den Durchmesser für die Extruder Öffnung angeben, bei mir 16mm. Obwohl es auf diesem Bild recht lang aussieht ist das Ganze kürzer als mein E3D V5 all metal hotend (ca. 1 - 1,5 cm)
Das Hotend wird mit den beiden gebogenen M3 Gewindestangen am Extruder fixiert. Diese Art der Fixierung habe ich noch nie gesehen, scheint aber recht einfach und stabil zu sein.

Die gebogenen M3 Stangen sind noch etwas zu lang

Ob das ganze auch funktioniert versuche ich am Wochenende rauszufinden, das Ergebnis könnt ihr hier lesen. Stay tuned.

Der Replizierte Drucker

Mein Plan ist es mir mithilfe meines ersten 3D Druckers einen zweiten zu bauen, wobei ich bei den Kosten etwas günstiger sein möchte. Mein Plan ist derzeit wie folgt

• Nema 17 Motoren gekauft über ebay
• Arduino & RAMPS von ebay
• Stepper Driver von ebay oder gleich im Set mit dem RAMPS
• Endstops auch von eBay
• Rahmen aus Holz, ich hab keinen Lasercutter also normale Holzarbeit
• Metallteile vom lokalen Baumarkt
• Hotend von eBay
• Plastikteile selbst gedruckt aus PLA
• Ich möchte mit dem Drucker PLA drucken, also verzichte ich auf das Heatbed 
• Das Netzteil von einem alten Computer

Ich werde jeden Schritt dokumentieren, sodass es auch für Leser möglich ist da ganze leicht nachzuvollziehen.

Kann man sich einen 3D Drucker selbst bauen?

Als ich begonnen habe mich mit dem Thema zu beschäftigen war ich der Meinung, dass ich mir meinen ersten 3D Drucker quasi aus dem Nichts, also mit Einzelteilen die man im Elektroschrott findet und einigen, aber wenigen gekauften Teilen selbst zusammen bauen kann. Theoretisch ist das durchaus machber, aber praktisch muss man sich eingestehen, dass es für Personen ohne 3D Drucker Knowhow wohl ein aussichtsloses Unterfangen darstellt.

Also wenn ihr noch keinen 3D Drucker habt, bzw. einen benutzt habt, wird das eine harte Nuß.

Aber kurz meine Geschichte zu dem Thema:

Mein Initialzünder für die Idee war ein Artikel der den Bau eines eigenen Laser Engravers aus den Innereien eines DVD-Writers beschrieb. Das Setup bestand aus einem Rapsberry PI den ich schon hatte und einer Steuerungssoftware in Python das ich ganz gut kenne. Dann gings los:

• Was sind Schrittmotoren?
• Was ist GPIO am Raspberry PI?
• Wie kann man Schrittmotoren ansteuern?
• Was ist Gcode?
• Wie steuert man einen Laser an?
• Und wo war nochmal der Lötkolben, den ich am Ende meiner HTL Karriere irgendwo hingepackt hatte?

Den Fragen bin ich anfangs nachgegangen, und habe gleichzeitig meine Elektronik Werkstatt aufgefüllt mit den diversen Dingen die man immer brauchen kann.

• Breadboard
• Lötstation
• Wiederstände, Kondensatoren, Transistoren, Mosfets ...
• Netzteile 
• ...

Der Laserengraver hat dann auch eingiermaßen funktioniert, und ich nahm mir vor einen 3D Drucker selbst zu bauen. Vorest war der Plan die benötigten Komponenten großteils aus dem Elektronikschrott zu besorgen, aber leider findet man in modernen Druckern keine Schrittmotoren mehr.
Den Rest, der mir damals bekannt war besorgte ich über ebay z.B. Nema 17 Motoren.

Den Plan die Steuerung mit einem Raspberrypi zu realisieren musste ich aufgeben, weil:

• Linux kein Realtime OS ist
• Raspberry GPIO für ein 16-fach Microstepping für 4 Achsen zu langsam ist
• PWM am Raspberry nur in Software geht
• Python einen zu hohen Interpreter Overhead hat
• der Raspberrypi zu wenige GPIO Ausgänge hat
• und weil ein Microcontroller dafür einfach predestiniert ist

Ich musste an dieser Stelle eingestehen, dass ein Arduino, der im Vergleich zum Raspberrypi wie ein Taschenrechner ausgestattet ist, für diese Aufgabe viel besser geeignet ist. Weiters gibt es auf dieser Basis schon so viele Erfahrungen und auch fertige Firmwares, dass es fast so wäre das Rad neu zu erfinden.

Irgendwann Anfangs dieses Jahres entshied ich mich dann auch den vollkommenen Do-It-Yourself Ansatz aufzugeben und einen Bausatz über ebay zu bestellen.

Der Bausatz ist jetzt in Betrieb und funktioniert, und jetzt, mit dem ganzen Wissen und einem funktionierenden 3D Drucker vor mir würde ich die initiale Frage so beantworten:

• Man kann einen 3D Drucker billiger realisieren als der Bausatz den ich gekauft habe
• Es ist möglich einige Teile des 3D Druckers selbst zu produzieren (Plastikteile, Rahmen aus Holz)
• Metall muss gekauft werden (Schrauben, Muttern, Gewindestangen, Führungsstangen, etc.)
• Einige Dinge sollten gekauft, werden weil man sich einfach viel Arbeit spart, und der Preis sehr gering ist (RAMPS 1.4 assembled, Endstops, assembled)
• Elektronik muss gekauft werden (Arduino Mega)
• Hotend muss gekauft werden
• ein ATX Netzteil vom Elektronikschrott kann als Netzteil dienen
• Motortreiber müssen gekauft werden (gibts meist im Set mit RAMPS 1.4)
• Eine Elektronikgrundausstattung sollte man haben
• Elektronikschrott Schrittmotoren haben meist eine geringere Auflösung als die Standard Nema 17 Motoren, und oft ist es schwierig diese Motoren einzubauen.

Meinen nächsten 3D Drucker habe ich vor nach diesen Ansätzen zu bauen, dazu dann mehr in diesem Blog. Also die zweite Antwort auf die eingehende Frage

Man kann sich einen 3D Drucker selbst bauen, wenn man sich mit der Thematik schon beschäftigt hat und auch einen 3D Drucker schon einmal benutzt hat und man muss ca. 300€ investieren um die benötigten Teile, die man nicht selbst herstellen kann, einzukaufen.

Die Plastikteile für den nächsten Drucker sind schon gedruckt, auch Nema 17 Motoren, die Stepper Treiber usw. habe ich schon

Hotend PID Autotuning

Um eine definierte Termperatur am Hotend zu erhalten gibt es in Marlin zwei Methon. Die Simplere, BANG-BANG genannt begnügt sich damit das Hotend einfach einzuschalten, wenn die Temperatur unter der definierten liegt und auszuschalten wenn sie darüber ist.
Die zweite Methode benutzt PWM um die Temperatur so konstant wie möglich zu halten. Damit diese Methode funktioniert benötigt die Firmware drei Werte, Kp, Ki und Kd. Glücklicherweise verfügt Marlin über eine Methode um diese Werte automatisch zu erhalten.

M303 E0 S200 C8 

Dieser Befehl für das PID autotune programm aus, definiert den ersten Extruder (E0),eine Solltemperatur von 200 °C, und 8 Cycles rund um die Temperatur. Als Ausgabe erhält man von der Firmware die drei genannten Werte, die man in die Firmware (Configuration.h) oder als eigenen Gcode Header einbauen kann. Meine Werte habe ich in Slic3r als custom start gcode eingebaut.

M301 P25.38 I1.40 D115.19 ; set PID for extruder