Hallo, Ich habe vor, mir einen kombinierten 3D-Drucker und CNC-Fräse zu bauen. Ursprünglich hatte ich vor, das ganze über einen Mikrocontroller zu steuern. Allerdings bin ich dabei relativ eingeschränkt. Fertige Boards sind meinermeinung nach verhältnismäßig teuer, und selber aufbauen kann ich so was nicht. Ich denke auch, dass sowas extrem schwer ist (USB Anschlüsse, Speicher etc.). Die Schrittmotoren selber Ansteuern sollte nicht so das Problem sein. Von meinem Vater habe ich jetzt ein Board bekommen, das er ursprünglich für den Aufbau eines Media-PC nehmen wollte. Ist halt ein einfaches Motherboard mit dem kleinen Prozessor und USB und LAN Anschlüssen, Ausgängen für Bildschirm, Sound etc und Anschlüssen für Festaplatten,Laufwerke etc. Ein komplettes kleines Motherboard halt. Ich hatte mir jetzt überlegt, dass ich das ja auch nehmen könnte anstelle eines Mikrocontrollers. DasBoards hat einen PCI Steckplatz,der ansonsten nicht benötigt wird. Das ganze hat halt den Vorteil, dass ich darauf einfach Linux laufen lassen kann und alles für USB,LAN und Speicherverwaltung fertig ist. Ein einfaches Programm zum Abfahren der Positionen kann ich schreiben. Und über einen kleinen Bildschirm und Maus und Tastatur (oder einen kleinen Touchscreen) kann ich alles einfach steuern, mir Statusmeldungen anzeigen lassen oder Einstellungen andern. Das einzige Problem sind reale I/O Ports um die Steuerelektronik anzuschließen. Ich hatte mir da Folgendes überlegt: Wenn ich die Ports des PCI Steckplatzes ansteuern kann um logische Signale zu senden und zu empfangen konnte ich darüber relativ einfach die Schrittmotoren ähnlich einer Pulsweitenmodulation steuern und Sensoren wie Endlagenschalter einlesen. Das verarbeiten der Signale mit der Software wäre dann recht einfach. Eine Platine herstellen würde ich denke ich auch hinbekommen, kann da aber auch Hilfe von Freunden bekommen. Die Frage ist, kann ich die PCI Ports angemessen ansteuern? Hat jemand Erfahrung mit solchen Dingen, worauf müsste ich achten. Gibt es sind irgendwelche Anmerkungen zu meiner Idee? Ich hoffe, Ihr könnt mir einige nützliche Meinungen/Hinweise/Verbesserungsvorschläge geben. Grüße Thorsten
für sowas gibt es io karten, aber der µC mit usb/seriell anschluss ist die bessere lösung.
Thorsten S. schrieb: > Ursprünglich hatte ich vor, das ganze über einen Mikrocontroller zu > steuern. Allerdings bin ich dabei relativ eingeschränkt. Fertige Boards > sind meinermeinung nach verhältnismäßig teuer, und selber aufbauen kann > ich so was nicht. Ich denke auch, dass sowas extrem schwer ist (USB > Anschlüsse, Speicher etc.). Die Schrittmotoren selber Ansteuern sollte > nicht so das Problem sein. PCs können zwar sehr schnell arbeiten, sie sind aber extrem ungeeignet, wenn es darum geht, Peripherie schnell und mit exaktem Timing anzusteuern. Ein Microcontroller aber ist dafür perfekt geeignet. Für 3D-Drucker gibt es Open-Source-basierte Steuerelektroniken, die mit einem MicroAVR arbeiten. Sowohl die Schaltpläne, die Firmware für die Elektronik als auch die korrespondierende PC-Software sind frei verfügbar. Firmware: https://github.com/MarlinFirmware/Marlin Elektronik: http://reprap.org/wiki/Sanguinololu Software für PC: http://www.repetier.com/documentation/repetier-host/
Thorsten S. schrieb: > Ich habe vor, mir einen kombinierten 3D-Drucker und CNC-Fräse zu bauen. Nicht unbedingt ne gute Idee weil hier unterschiedliche Anforderungen an die Elektro-Mechanik bestehen. 3D Drucker müssen wenig Masse sehr dynamisch bewegen können, weshalb man hier oftmals kleine Schrittmotoren mit Riemenantrieb nimmt. CNC-Fräsen müssen größere Massen mit wenig Dynamik und viel Kraft bewegen können. Hier nimmt man größere Schrittmotoren mit Lineargewindespindeln und verhältnismäßig geringen Spindelsteigungen. Beides zu kombinieren ist ein Kompromiss. Damit das Teil zum Fräsen taugt bist du auf Gewindespindeln angewiesen. Die Spindelsteigung darf aber nicht zu gering sein sonst müssen die Schrittmotoren irre schnell drehen bis sie die nötige Geschwindigkeit für den 3D-Druck bekommen und entsprechend lange beschleunigen. Langsam drucken ist natürlich für die Qualität des Drucks gut aber dauert dann auch entsprechend. Falls du ernsthaft 3D-Druck betreiben willst würd ich mir nen extra Drucker daneben stellen oder die CNC nur als Drucker für besonders größe und grobe Druckobjekte nehmen.
Hallo Thorsten, wir hatten genau dieselbe Idee verfolgt, denn augenscheinlich bietet es sich ja an, eine X/Y-Z-Einheit doppelt zu verwenden. Allerdings haben wir das aus den von Paul geschilderten Gründen wieder verworfen: die Anforderungen an die 3D-Druckmechanik (leicht, schnell) sind eben doch ganz andere als an eine Fräse (kraftvoll, sehr präzise). Letztlich haben wir uns hier für den Aufbau eines separaten 3D-Druckers entschieden, der mit einem einfachen Arduino/RAMPS-Board und SD-Karte gefüttert wird. Die komplette Elektronik für die Ansteuerung gibt es bspw. bei Aliexpress für unter 30 Euro (Arduino, RAMPS-Board, 5 Schrittmotorendstufen, LCD-Grafikdisplay)! Software aufgespielt, Parameter eingestellt - läuft. Dann muss man bei längeren Drucken auch nicht die ganze Zeit den PC laufen lassen. Unsere CNC-Fräse und der CNC-Plasmaschneider laufen aber natürlich über einfache ITX-PCs (über simple Druckerports!) und LinuxCNC. Das klappt schon seit Jahren zuverlässig.
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Chris D. schrieb: > Allerdings haben wir das aus den von Paul geschilderten > Gründen wieder verworfen: die Anforderungen an die > 3D-Druckmechanik (leicht, schnell) sind eben doch ganz > andere als an eine Fräse (kraftvoll, sehr präzise). Ich kenne mich mit 3D-Druckern nicht aus: Ist es funktionell notwendig oder nur angenehm (wegen der Druckzeit?), den Druckkopf schnell bewegen zu können? > Unsere CNC-Fräse und der CNC-Plasmaschneider laufen aber > natürlich über einfache ITX-PCs (über simple Druckerports!) > [...] Nur zu meinem Verständnis: Ihr steuert über den Druckerport direkt (natürlich über Endstufen) die Schrittmotore? Takt-/Richtungssignal, oder wie? > [...] LinuxCNC [...] Ist da irgend ein RealTime-Linux notwendig?
Possetitjel schrieb: > Ich kenne mich mit 3D-Druckern nicht aus: Ist es funktionell > notwendig oder nur angenehm (wegen der Druckzeit?), den > Druckkopf schnell bewegen zu können? Wenn Du den Druckkopf langsamer bewegst, ändert sich an der Gesamtstrecke nichts und am Verschleiß wenig. Das Problem ist, dass Du Dir mit 3D-Druck die sehr stabilen und präzisen Führungen, die Du fürs Fräsen benötigst, zu schnell kaputt spielst. Btw: Den Gedanken "Ich habe hier einmal ein 3-Achs-System, damit müsste ich doch fräsen und drucken können!" hatte wahrscheinlich fast jeder schon. Ich habe aber noch nicht so viele Realisierungen davon gesehen ... Conrad hatte das auch mal groß angekündigt (http://www.conrad.de/ce/de/product/1007508/3D-Drucker-Renkforce-RF1000-Single-Extruder). Soweit ich weiß, ist aus dem Fräskopf für die Maschine nichts geworden. (Ja, es gibt eine Halterung für Proxxon-Geräte.) Schau Dir mal gängige Konstruktionen aus beiden Lagern an. Für 3D-Drucker reichen im Normalfall Stahlstangen mit Kunststoff-Gleitlagern als Führung völlig aus, die müssen ja nur den Druckkopf tragen. Beim Fräsen ... kommt ganz auf Budget, zu bearbeitende Materialien, Fräserdurchmesser etc. an. Auf jeden Fall müssen Führungen für die Fräse sehr viel mehr Kräfte aushalten.
Ich schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Ich kenne mich mit 3D-Druckern nicht aus: Ist es funktionell >> notwendig oder nur angenehm (wegen der Druckzeit?), den >> Druckkopf schnell bewegen zu können? > > Wenn Du den Druckkopf langsamer bewegst, ändert sich an der > Gesamtstrecke nichts und am Verschleiß wenig. Ja, soweit klar. Meine Frage hatte einen etwas anderen Hintergrund: Der Antrieb für den Vorschub wird bei Fräsen häufig primär nach der Kraft dimensioniert, und wenn es der Eilgang nicht so besonders eilig hat, macht das - außer der verlängerten Bearbeitungszeit - eigentlich nicht viel. Wenn man beim 3D-Druck auf der Fräse nur länger warten müsste, wäre das nicht schlimm. Wenn es aber gar nicht funktioniert, wäre es doch schlimm. > Das Problem ist, dass Du Dir mit 3D-Druck die sehr stabilen > und präzisen Führungen, die Du fürs Fräsen benötigst, zu > schnell kaputt spielst. Ja... das liest man immer wieder. - Die CNC-Fräse, in der ich aus Wartungsgründen mal 'rumgeturnt bin, hatte (allem Anschein nach) Gleitführungen. Deren Geschwindigkeit im Eilgang war ganz bestimmt in Meter je Sekunde zu messen (--> Servo-Antrieb). Es kann also nicht ganz stimmen, dass Gleitführungen generell für solche Geschwindigkeiten nicht zu gebrauchen sind - zumal auch das Problem der Reibung komplizierter ist, als es aussieht. (Bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten wirkt der Schmierfilm nicht, und es entsteht Festkörperreibung mit Verschleiß. Ist die Geschwindigkeit hoch genug (!), liegt Flüssigkeitsreibung vor, die praktisch verschleißfrei ist).
Beim (üblichen) 3D-Druck wird mit dem Extruder ein Plastikfaden erzeugt. Der hat einen von der Extruderdüse vorgegebenen Durchmesser, und wird mit einer gewissen (durch Extrudervorschub steuerbaren) Geschwindigkeit erzeugt, so daß das Druckverfahren beim sehr viel langsameren Verfahren des Extruders angepasst werden muss. Das ist ein Spiel von Heizen und Abkühlen - der extrudierte Faden muss mit genau der richtigen Geschwindigkeit abkühlen. Nicht zu langsam, damit er nicht zerläuft, und nicht zu schnell, damit er sich ausreichend mit den bereits gedruckten Fäden verbindet. Da die Extruderdüse auch Wärme abstrahlt, will man sie von der gerade bedruckten Stelle auch recht schnell wieder weghaben. Mit den Verfahrgeschwindigkeiten einfacher Fräsen dürfte sich da wenig anstellen lassen; und die doch erheblich größeren bewegten Massen einer Fräse wiederum werden nur mit erheblichem Aufwand mit den Geschwindigkeiten bewegt werden können, mit denen so ein 08/15-3D-Drucker arbeitet.
Rufus Τ. Firefly schrieb: > Das ist ein Spiel von Heizen und Abkühlen [...] Mit anderen Worten: Man muss damit rechnen, dass es nicht richtig funktioniert. Irgend etwas in dieser Richtung hatte ich vermutet. - Danke.
Also ich hab zur Zeit selber einen 3D-Drucker hier rumstehen. Ich denke schon, dass die CNC eingeschränkt zum 3D-drucken geeignet ist. Aber wie schon hier erörtert, geht das halt sehr auf die Lebensdauer der Mechanik da völlig anderer Anwendungsfall und dann auch nur sehr langsam. Fazit: Lieber einen extra 3D-Drucker!
Possetitjel schrieb: > Ich kenne mich mit 3D-Druckern nicht aus: Ist es funktionell > notwendig oder nur angenehm (wegen der Druckzeit?), den > Druckkopf schnell bewegen zu können? Wenn man halbwegs erträgliche Druckzeiten haben möchte, dann sollte das schon flott gehen. Geschwindigkeiten von 100mm/s sind keine Seltenheit mehr. Mit Kugelgewindespindeln in einer CNC-Fräse müssten für die Beschleunigungen schon ordentliche Leistungen zur Verfügung stehen. Bei 3D-Druckern mit Filament wird deswegen bei den schnellen Achsen eigentlich nur mit Zahnriemen gearbeitet. >> Unsere CNC-Fräse und der CNC-Plasmaschneider laufen aber >> natürlich über einfache ITX-PCs (über simple Druckerports!) >> [...] > > Nur zu meinem Verständnis: Ihr steuert über den Druckerport > direkt (natürlich über Endstufen) die Schrittmotore? > Takt-/Richtungssignal, oder wie? Genau - aber natürlich galvanisch getrennt :-) >> [...] LinuxCNC [...] > > Ist da irgend ein RealTime-Linux notwendig? Ja, dort werkelt ein Echtzeitlinux :-)
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