Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Projekt: Free3D


von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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Hierbei handelt es sich um eine Projektvorstellung

Vor einigen Tagen habe ich angefangen einen neuen 3D Drucker zu 
entwerfen.
Grund hierfür ist ganz einfach die Unzufriedenheit mit Fertigen- und 
Baukastendruckern im bezahlbaren Preissegment. Während die Vorreiter im 
3D-Druck Bereich Summen für Geräte verlangen die jenseits von gut und 
Böse sind, bieten die günstigen Lösung oft kein zufriedenstellenden 
Druck.

Aufgrund von Mangel an Stabilität verzieht der Druck, schlägt gänzlich 
fehl oder liefert ein Ergebnis mit dem man schlichtweg nicht arbeiten 
kann. Ich besitze einen günstigen i3 Klon, die Ausdrücke sind eher 
schlecht als recht.

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Der Free3D soll eine modulare Plattform werden, die Hauptsächlich aus 
den gängigen, einfach zu beschaffenden und günstigen Elementen besteht 
ohne dabei auf Qualität zu verzichten. Hauptbeschaffungsquelle der Teile 
ist eBay.

Der Drucker soll später in 200x200x250 drucken können. Zwecks Geruchs- 
und Geräuschdämmung soll er einen Kastenaufbau bekommen.
Der Druckkopf wird über Bowden gefüttert, ein Aufbau als Direktdrucker 
ist später auch vorgesehen.
Als Gehirn bekommt er einen Mega2560 mit einer angepassten Marlin 
Firmware.
Die Z-Achse wird wie handelsüblich über 2 Schrittmotoren gesteuert, alle 
anderen Achsen wie der Extruder über jeweils 1 Motor.
Das Netzteil und das Mainboard werden auf der Rückseite verbaut und 
belüftet.

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In Anhang findet ihr ein Bild, das den derzeitigen Status zeigt. Der 
Drucker befindet sich noch in der Entwurfsphase, zurzeit setze ich die 
Teile im CAD um und setze sie zusammen.
Ich werde euch in diesem Thread über den Fortschritt informieren.
Ebenso wird eine Projektwebsite folgen.

Beste grüße aus dem Grauen Husum

von Hans (Gast)


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Naja, ich habe hier einen Flyingbear Tornado (die 1. Version)... die 
Z-Achse ist ähnlich gelöst und macht auch die meisten Probleme.

Wenn du mit Profilen und Rundführungen was bauen willst, schau dir mal 
den Hypercube an.

https://www.thingiverse.com/thing:1752766

Der Baubericht ist auch auf youtube zu finden.

Es gibt (zumindest auf aliexpress) sogar Händler die dir die fertig 
geschnittenen Profile usw als Set verkaufen.

Falls du eine andere Größe willst, hat mal jemand auch einen Bauteil 
Rechner gebastelt.

Ich werde in absehbarer Zeit meinen  auf Profilschienen und 
Riemenantrieb auf Z umbauen...

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von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Hast Du mal überschlagen, was der im Bild zu sehende Aufbau aus 
Profilen, Verbindern und Acrylglasplatten kostet?

von Hans (Gast)


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<edit>
Es gibt den Rahmen jetzt auch schon bei eBay aus Deutschland!
https://www.ebay.at/itm/202599014656
</edit>

Ich sollte mich mal auf allen Rechnern anmelden ...

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von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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@Rufus
Grob überschlagen liege ich (ohne Acryl) bei ca 300 bis 350 euro für die 
Teile.
In dieser Rechnung sind bereits NT und Elektronik drinne. Der Rahmen als 
solches kostet mich laut Warenkorb ca 190€. Eine genaue Rechnung erfolgt 
wenn er fertig ist, irgendwas fehlt ja immer.
Acryl bewusst nicht drinnen, es wird in meinem Drucker durch 
Siebdruckplatten ersetzt, evtl Sperrholz sogar falls ich jemanden finde 
der mir das schön mit mustern lasert.

@Hans
Ja der Rahmen ist prinzipiell gut, ich bin nur nicht von der Größe und 
vom Aufbau im Inneren begeistert.

Ziel bei Free3D ist, alles auf ein einheitliches Level zu bringen, 
Standard 4040 Profile, Standard 8mm Chromstangen, Standard Gleitlager, 
keine Profilrollen oder Ähnliches. Ich möchte den Drucker so gestalten, 
dass ich nie wieder mit Lieferanten ärger bzgl. spezieller Ersatzteile 
habe. Am liebsten wäre mir sogar wenn ich alles was ich brauche beim 
örtlichen Baumarkt bekomme, das ist allerdings Wunschdenken.

von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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@Hans
Der Hypercube an sich ist ein klasse Gerät aber direkt auf den ersten 
Blick habe ich was gefunden was mir überhaupt nicht passt. Das 
Schwebende Druckbett ist genau eine dieser Sachen die für Instabilität 
sorgen. Der Drucker soll in jeder Achse unverwackelbar sein.

Ich überlege auch seit heute morgen ob ich es nicht hinbekommen würde, 
das Bett an einer stelle stehen zu lassen, nur den Extruder bewege und 
so das Teil ein für alle mal leicht zu kalibrieren baue.

von Hans (Gast)


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Hans schrieb:
> Naja, ich habe hier einen Flyingbear Tornado (die 1. Version)... die
> Z-Achse ist ähnlich gelöst und macht auch die meisten Probleme.

Das bezog sich auf deinen Aufbau...

Den Hypercube gibt's auch in doppel-Z Ausführung.

Aber wie ich geschrieben habe, würde ich da richtige Linearführungen und 
einen Riementrieb (also beide Seiten angetrieben) vorsehen.

Der XY Antrieb als H-Bot käuft bei mir am Tornado perfekt... bei etwa 
100mm/s und 0.3mm Schichtdicke ist ohnehin Sense... zumindest mit 
0815-Hotend. Die billige Führung auf Y hat bei mir aber schon einiges an 
Spiel...

Ansonsten würde ich mich am E3D design orientieren:
https://e3d-online.com/blog/2018/03/21/tool-changer-q

Billig ist das dann aber nicht.

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von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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Cooles gerät, mir leider zu speziell

von Uwe (Gast)


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Wenn das Bett feststehen soll, schau dir den Voron2 mal an.

von Bernd M. (bernte_one)


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ich würde das projekt auch vorantreiben
allerdings so wie der Voran2, alles andere sollte modular udn einfach zu 
beschaffen sein so wie Jan es schon beschreiben hat

hab diverse Erfahrungen, Geeetech gemach GT2560 Boards generell Mist und 
hohe Fertigungsstreuung, deren Boards sind nicht zu empfehlen

ansonsten hatte ich den i3, den A10, und derzeit den A20
eine Weiterentwicklung ist aber nicht zu sehen, was die mehr für größere 
Profile ausgeben sparen sie bei den Rollen, bzw Lagern wieder ein
Kabelführung ein Graus, Genauigkeit vom Bett und Schlitten mangelhaft

da kann man vieles Besser machen, ich würde aber auch keinen Profilsatz 
für 250-300€ kaufen, gibt einige Anbieter man den Zuschnitt bei den 
Profilen kostenlos bekommt
Sprch man kauf 2-4m Profil und gibt die benötigten Schnittlängen an
Nachteil ist ggfs dass man die Teile selber etwas entgraten muss

von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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Bernd M. schrieb:
> ich würde aber auch keinen Profilsatz
> für 250-300€ kaufen, gibt einige Anbieter man den Zuschnitt bei den
> Profilen kostenlos bekommt

die Profile kosten ca 90€ bei ebay, die winkel schrauben und zubehör ca 
nochmal 50 euro wenn man nich ganz billig geht.

von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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So nun zum Status:

Ich habe den Abstand zwischen den horizontalen Profilen gemäß länge der 
Leadscrew angepasst, diese soll 400mm lang werden. Um andere NEMA 17 
Motoren verbauen zu können habe ich unten ein wenig platz gelassen. So 
kann man auch mehr als 4.5Ncm Motoren verbauen.

Ich erarbeite grade ein Konzept um eine stabile Führung der Höhenachse 
zu erreichen, ich möchte gerne dass die Hubkraft schön winkelfrei 
übertragen wird. Die Chromstangen tauchen dabei 12,3mm weit in die Rille 
des Profils ein, so werden sie stabil von unten und von oben getragen. 
Damit die Stangen an einer Position bleiben habe ich hier Fixer 
entworfen. Später folgt eine Aufnahme für ein Kugellager an der Oberen 
Halterung, diese ist noch nicht fertig, daher nicht im bild.

Ich werde mich heute Nacht an den Entwurf der Aufnahme der X Achse 
Machen, damit wäre das Gate für den Extruder fast fertig.

von P. W. (deneriel)


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Schau dir nicht den Hypercube an, sondern den Hypercube Evolution.

Da ist genau die Sache mit dem Druckbett gelöst und es wird über zwei 
Antriebe auf insgesamt 4 Achsen parallel verfahren.
Die Büchse läuft mit der Marlin-Firmware und unterstützt auch die 
unabhängige Steuerung beider Z-Antriebe zum Nivellieren des Bettes wenn 
du zwei Steppertreiber dafür einsetzt.
Theoretisch könntest du auch zwei Seiten parallel als Z0 und die 
Rückseite als Z1 laufen lassen um ein Verkippen auszugleichen.


Es gibt sowohl Mods um den mit gleichen Wellen und Lagern in allen 
Achsen zu betreiben, wie auch die Umrüstung auf Linearführungen für X 
und Y.

von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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Ich finde den Hypercube cool, allerdings gibts hier und da sachen, bei 
denen ich mir sicher bin, diese besser hinzubekommen.

Zwischenstatus:
ich bin inzwischen dabei vernünftige Befestigungen für die Stangen der 
X-Achse zu entwerfen, ging schneller als gedacht.
Morgen Abend wird weiter entworfen, für heute ist mein Hirn erstmal 
Brei.

: Bearbeitet durch User
von Jan Z. (Firma: IchWillNichtDraußenSpielenGmbH) (free3d)


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Konzept auf links gedreht!

Nach der gestrigen (fast schlaflosen) Nacht habe ich das Konzept auf 
Links gedreht.
Weitere Infos folgen sobald ich was auf die beine gestellt habe, was mir 
gefällt.

von Rainer S. (enevile) Benutzerseite


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Mir gefällt dieses Konzept:
https://www.youtube.com/watch?v=QtzfkcLD9pY

Mit Linear-Achsen und Kugelgewindebetrieben in allen Richtungen.

von Kabelverknoter (Gast)


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Rainer S. schrieb:
> Mit Linear-Achsen und Kugelgewindebetrieben in allen Richtungen.

Das sind "normale" Gewindespindeln mit hoher Steigung. Ähneln den Igus 
DryLin Dingern. Für Drucker mit niedrigen Betriebskräften absolut 
ungeeignet durch Spiel usw. Nicht ohne Grund werden zu 99% Riemen 
benutzt.

Davon mal abgesehen ist der mechanische Aufbau des Druckers im Video 
krass überbestimmt. Arbeitet man nicht extrem genau oder lässt Luft zur 
Justierung fangen die Probleme schon an. Warum auch 3 Achsen voneinander 
abhängig machen wenn bei jedem anderen Drucker immer 2+1 Achse verfahren 
werden? Man beschränkt sich nur selber in der Steifigkeit.

von Bernd K. (prof7bit)


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Jan Z. schrieb:

> Geräuschdämmung soll er einen Kastenaufbau bekommen.

Bei meinem kommt das meiste (oder besser gesagt das unangenehmste) 
Geräusch durch Körperschall zustande der sich auf das Schränkchen auf 
dem er steht überträgt. Es sind vorwiegend sehr niederfrequente 
Geräusche beim Beschleunigen der X- und Y-Achsen. Das hört man bei mir 
durch zwei geschlossene Türen durch, wie ein dumpfes Basswummern wenn 
der Nachbar die Musik zu laut hat. Filzfüße konnten es nicht verhindern, 
momentan steht er auf 6 Putzschwämmen. Leider kann er sich jetzt aber 
bei dieser fast schwebenden Aufhängung beim Herumgerüttel in sich selbst 
verwinden und das Druckergebnis leidet deutlich.

Ein absolut starrer Aufbau ist also durchaus wünschenswert.

: Bearbeitet durch User
von Rainer S. (enevile) Benutzerseite


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Kabelverknoter schrieb:
> Das sind "normale" Gewindespindeln mit hoher Steigung. Ähneln den Igus
> DryLin Dingern. Für Drucker mit niedrigen Betriebskräften absolut
> ungeeignet durch Spiel usw. Nicht ohne Grund werden zu 99% Riemen
> benutzt.

Es geht um Gewindespindel: SFU1204 (10€ bei AliExpress)
Ab 1:00 wird mit Körpergewicht getestet.

Ab 1:49 wird die Animation mit den Kugelgewinde gezeigt(Das normale 
besitzt nur eine Reihe).

Ab 6:30 die Genauigkeit geprüft(auf 5 micrometer ungenauigkeit mit servo 
und spindel):

Das Video:
https://www.youtube.com/watch?v=WoPPwGxgWEY

Kabelverknoter schrieb:
> Arbeitet man nicht extrem genau oder lässt Luft zur
> Justierung fangen die Probleme schon an.
Und wenn man genau ist hat man nie wieder Probleme. Ich finde man sollte 
nicht jedes mal neu justieren müssen, wenn man mal wieder drucken 
möchte(Kommt nicht mit Autolevel an. Wenn das Bett oder die Z-Achse 
schief ist dann bringt Autolevel nichts).

Kabelverknoter schrieb:
> Warum auch 3 Achsen voneinander abhängig machen wenn bei jedem anderen
> Drucker immer 2+1 Achse verfahren werden?
Für den Fall falls man den Drucker-Gehäuse für eine Fräse(cnc) nutzt.

Ist ja auch nur ein Vorschlag letztendlich muss Jan selber wissen wie er 
was umsetzt.

: Bearbeitet durch User
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