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Aug 18, 2023

Bauen Sie ein 3D-Drucker-Arbeitstier, keine erstaunliche Enttäuschungsmaschine

3D-Drucker sind unglaublich günstig geworden, man kann dafür ein voll funktionsfähiges Gerät bekommen

3D-Drucker sind unglaublich günstig geworden. Für 200 US-Dollar können Sie ein voll funktionsfähiges Gerät bekommen – auch ohne Ihr Geld in einen Crowdfunding-Abgrund zu werfen. Wenn man sich die Leute ansieht, die immer noch Bausätze kaufen oder sogar ihren eigenen 3D-Drucker von Grund auf bauen und weit mehr als diese 200 US-Dollar und so viele Arbeitsstunden in eine Maschine investieren, die man günstig kaufen kann, stellt sich die Frage: „Warum zum Teufel sollten Sie das tun?“ " kann berechtigterweise entstehen.

Die Antwort ist einfach: Richtig gemachte DIY-3D-Drucker sind robuste Arbeitstiere. Sie funktionieren jedes Mal, sie gehen nie kaputt, und selbst wenn: Sie sind für sich selbst eine unerschöpfliche Ersatzteilquelle. Sie haben genau die Qualität und Funktionalität, für die Sie sie gebaut haben. Keine Unordnung und nichts fehlt. Allerdings bedeutet der Begriff „DIY-3D-Drucker“ in seiner derzeit allgemein akzeptierten Verwendung tatsächlich: der erste und der letzte 3D-Drucker, den jemals jemand gebaut hat, was oft in der erstaunlichen Enttäuschung „Maschine“ endet.

In diesem Beitrag geht es darum, das volle Potenzial all dieser Konstruktionen auszuschöpfen und nahezu jede Kombination aus Gewindestangen und Sperrholz in ein Gerät in Werkstattqualität zu verwandeln.

Das Zeitalter des wackeligen Mendel-Gewindestangenrahmens ist längst vorbei, an seine Stelle ist das Zeitalter der wackeligen Einzelblattrahmen des Prusa i3 getreten. Gute Druckergebnisse erfordern einen verdammt stabilen Rahmen, also fügen Sie Halterungen und Stabilisatoren hinzu, wo immer Sie können.

Wenn Sie einen würfelförmigen Drucker aus stranggepresstem Aluminium bauen, verwenden Sie spitze Klammern, um den Rahmen zu stabilisieren. Wenn Sie eine Prusa i3-Variante bauen, stellen Sie sicher, dass Sie entweder einen Rahmen mit Stabilisatoren erhalten oder fügen Sie später Stabilisatoren hinzu. Wenn Sie einen klassischen Mendel bauen, fügen Sie den Querstreben Stabilisierungsbretter hinzu.

PLA ist eine schreckliche Materialwahl für den 3D-gedruckten Teil eines DIY-3D-Druckers, erstens wegen seines niedrigen Schmelzpunkts und zweitens wegen seiner Sprödigkeit. Fast jedes Material bietet eine bessere Leistung, aber zumindest ABS-Teile können ewig halten. Drucken Sie sie wirklich heiß aus – mindestens 255 °C, um eine gute Schichthaftung zu erzielen und sie werden Ihnen nie versagen. Dennoch: Halten Sie immer einen Satz Ersatzteile bereit, denn das können Sie. Es muss kein 3er-Pack sein.

Dennoch ist die absolute Genauigkeit und Oberflächenqualität von 3D-gedruckten Teilen im Allgemeinen nicht so ausgefeilt wie die Aluminium-Strangpressteile und Blechmaterialien, an denen sie befestigt werden. Wenn Sie ein 3D-gedrucktes Teil mit Schrauben an einer ebenen Fläche befestigen, haben Sie grundsätzlich zwei Möglichkeiten, eine feste Verbindung zu erhalten: Ziehen Sie die Schrauben sehr fest an – was fast immer zum Bruch des 3D-gedruckten Teils führt – oder verwenden Sie ein feinkörniges Schleifpapier, um den Kontakt zu glätten Oberfläche des 3D-gedruckten Teils, um einen guten Kontakt zwischen beiden herzustellen. Sobald die Schrauben einen angemessenen Druck ausüben, übernimmt die Haftreibung zwischen den beiden Oberflächen und sorgt für einen hohen Widerstand gegen Scherkräfte.

In Verbindung mit einem starren Rahmen können sowohl Riemenantriebe in verschiedenen Konfigurationen (außer H-Bot) als auch Spindelantriebe eine Wiederholgenauigkeit erreichen, die die Anforderungen von FDM in X- und Y-Richtung um Größenordnungen übertrifft. Die Qualität und Langlebigkeit eines jeden Antriebssystems hängt jedoch stark von der Qualität der beteiligten Komponenten ab. Exzentrische Riemenscheiben oder Kupplungen sowie Bauteile, die Spiel erzeugen, sind hier die häufigsten Fallstricke. Das Schleifen der Riemenzähne kann Vibrationen verursachen. Stellen Sie daher sicher, dass alle Riemen in der Mitte ihrer Riemenscheiben- und Umlenkrollen laufen. Verwenden Sie geflanschte Spannrollen oder zumindest Unterlegscheiben, um zu verhindern, dass die Riemen an anderen Teilen des Druckers reiben.

Was die Z-Achse betrifft, ist es erwähnenswert, dass die Qualitätsverbesserung, die Sie von einem Schrittmotor mit integrierter ACME-Gewindespindelwelle gegenüber der herkömmlichen Lösung mit Gewindestange und flexibler Kupplung erwarten können, ziemlich unbedeutend ist – selbst im Hinblick auf die Langlebigkeit. Edelstahl-M5-Gewindestangen in der Z-Achse ermöglichen hervorragende Druckergebnisse und halten viele Jahre lang, selbst wenn sie der ständigen Belastung durch die automatische Bettnivellierung ausgesetzt sind. In diesem Fall kann die Budgetlösung ausreichend sein. Natürlich erfordern große und schwere Druckerbaugruppen tatsächlich geeignete Leitspindeln.

Solange Ihr Build die typische Größe und das Gewicht eines Desktop-3D-Druckers nicht überschreitet, vermeiden Sie die Verwendung von Linearkugellagern in der X- und Y-Achse, da diese eine sehr häufige Fehlerquelle darstellen. Ihre Qualität schwankt je nach Hersteller stark, und selbst wenn die billigen Shots anfangs scheinbar gut funktionieren, halten sie nicht lange. 3D-gedruckte Kunststoffreste und sogar Fragmente ihrer eigenen Baugruppe führen früher oder später zum Blockieren. Hier bieten sich tribologische Polymergleitlager an. Sie sind selbstschmierend, wartungsfrei und halten praktisch ewig, zumindest im Vergleich zu Linearkugellagern. Sie sind auch in mit dem japanischen Standard kompatiblen Formfaktoren als direkter Ersatz für das häufig verwendete LM8UU erhältlich.

Verwenden Sie nicht mehrere Linearlager hintereinander, um die Winkelstabilität eines Schlittens zu erhöhen. Für fast jeden Linearlagertyp stehen verlängerte Versionen zur Verfügung, beispielsweise mit dem LM8LUU-Formfaktor anstelle von zwei LM8UU-Formfaktoren.

Selbst wenn Sie ein begrenztes Budget haben, denken Sie darüber nach, Schrittmotoren mit einem Schrittwinkel von 0,9° anstelle von 1,8° für die X- und Y-Achse und für jeden Extruder ohne Getriebe zu verwenden. Sie werden Sie wahrscheinlich 2 oder 3 US-Dollar mehr pro Stück kosten, aber sie verdoppeln Ihre mechanische Auflösung, was sehr sichtbar sein kann. Microstepping eignet sich hervorragend zur Reduzierung von Vibrationen, erhöht jedoch – entgegen der landläufigen Meinung – nicht die effektive Druckauflösung. Die folgenden Bilder von Yoda-Köpfen zeigen den Qualitätsunterschied recht deutlich. Sie werden mit einer Schichthöhe von 0,1 mm auf demselben Prusa i3 mit demselben G-Code gedruckt – der einzige Unterschied ist der physische Schrittwinkel der Motoren.

Der Nennstrom Ihrer Schrittmotortreiber muss den Nennstrom der Schrittmotoren liefern können, da die Schrittmotoren nur bei diesem Strom ihr volles Drehmoment liefern. Lassen Sie einen Spielraum von 20 %, um zu verhindern, dass Ihre Treiber ständig ausgeschöpft werden. Auch wenn einige Einzelhändler Treibermodule im Pololu-Stil (z. B. A4988 und DRV8825) mit (falsch dimensionierten) Kühlkörpern und Wärmeleitpads (von fragwürdiger Qualität) ausliefern, richten diese Kühlkörper in der Regel mehr Schaden als Nutzen an. Lassen Sie sie weg und halten Sie sich an die Strommarge von 20 %, dann erhalten Sie immer das volle Drehmoment.

Außerdem sollten Sie nicht mehrere Schrittmotoren an einen einzigen Treiber anschließen, insbesondere nicht den winzigen Pololus. Wenn Sie keinen geeigneten Port-Duplikator mit Pufferkondensatoren für jeden Treiber in die Finger bekommen, besteht eine kostengünstige und vollständig brauchbare Lösung darin, weibliche Stiftleisten an einen Pololu-Treiber anzulöten, männliche Stiftleisten für die Motoren hinzuzufügen und einen zweiten darüber zu packen .

Die konkrete Wahl der 3D-Drucker-Controllerplatine hängt vor allem von Ihren individuellen Anforderungen an die reine Funktionalität ab. Wenn Sie ein Plug-and-Play-Gerät suchen, das jederzeit und in jeder Umgebung funktioniert, vermeiden Sie Klone von Arduino-basierten Boards oder anderen Produkten, die billige USB-zu-Seriell-Bridge-Ersatzteile verwenden, wie z. B. den CH340/CH341. Sie funktionieren möglicherweise irgendwann, aber die langfristige Plug-and-Play-Treiberunterstützung für alle wichtigen Betriebssysteme könnte sich lohnen, da sie schließlich Teil des Benutzererlebnisses wird.

Kennen Sie Ihre Komponenten und verwenden Sie nur Temperatursensoren, denen ein vertrauenswürdiges Datenblatt beiliegt. Andernfalls ist die gemessene Temperatur nur ein etwas besserer Schätzwert. Stellen Sie sicher, dass der Sensor eine gute thermische Kopplung zum Heizbett oder Hotend-Heizblock hat, damit der Temperaturregler die Temperatur konstant halten kann. Hier bietet sich Wärmeleitpaste an. NTC-Thermistoren überstehen in der Regel keine Temperaturen über 300 °C, die zum Drucken einiger technischer Kunststoffe erforderlich sind. Sie sind mit Thermoelementen verbunden. Darüber hinaus spielt es nicht unbedingt eine Rolle, ob Sie die Temperatur des Heizbetts und des Hotends mit einem EPCOS NTC, einem Vishay NTC, einem Semitec NTC oder einem K-Typ-Thermoelement mit geschweißter Spitze messen, sie sind alle genau genug.

Ein LCD-Controller mit SD-Kartenleser verwandelt Ihren 3D-Drucker in eine eigenständige Fabrik. Der klassische RepRap Discount SmartController mit einem nicht-grafischen Display reicht für die meisten Konfigurationen vollkommen aus. Es gibt Klone, die gut funktionieren, wenn sie mit dem mitgelieferten RAMPS-Adapter verwendet werden, aber bei einigen von ihnen ist die Anschlusssäule um 180° gedreht. Seien Sie also vorsichtig, wenn Sie sie an Platinen mit dedizierten EXT-Anschlüssen für das Anzeigefeld anschließen, wie z RUMBA.

Das Click-and-Scroll-Menü, das die meisten Firmwares für die gängigen LCD-Controller bieten, ist möglicherweise etwas unübersichtlich und unbefriedigend zu bedienen, aber das lässt sich ganz einfach beheben und wir werden später in diesem Beitrag darauf eingehen.

Ein mit OctoPrint ausgestatteter Raspberry Pi, vielleicht sogar mit einem LCD-Touchscreen, verbessert die Benutzerfreundlichkeit und Produktivität im Vergleich zum spärlichen LCD-Controller erheblich. Damit können Sie G-Code drahtlos direkt vom Slicer an den Drucker senden und Ihren Drucker bequem über eine angenehme Benutzeroberfläche steuern. Es fügt der Maschine jedoch mehrere Fehlerquellen hinzu. Während die SPI-Verbindung zwischen der SD-Karte und dem Mikrocontroller nahezu kugelsicher ist, werden Sie mit ziemlicher Sicherheit früher oder später einen eingefrorenen Raspberry Pi oder einen hängengebliebenen OctoPrint erleben. Es kommt immer noch selten vor, aber wenn Sie OctoPrint verwenden, um G-Code an den Drucker zu streamen, müssen Sie es unbedingt hinzufügen

ganz am Anfang Ihres Start-G-Codes, um das Leerlauf-Timeout zu aktivieren und

ganz am Ende des End-G-Codes, um es wieder zu deaktivieren. Das 30-Sekunden-Timeout schaltet den Drucker ab und schaltet alle Heizungen ab, falls der OctoPrint-Host einfriert oder aus anderen Gründen keine Befehle mehr sendet, bevor der Druck wie geplant abgeschlossen ist.

Die Bindung der ABS-Schichten bei 280° Drucktemperatur ist höllisch stark und macht den Druck großer, robuster ABS-Modelle ohne Risse und Verformungen beim ersten Versuch zum Kinderspiel. Hier bieten sich Vollmetall-Hotends an, da PEEK-Isolatoren und PTFE-Liner, die bis in die Schmelzzone reichen, bereits bei viel niedrigeren Temperaturen zu degenerieren beginnen. Verwenden Sie daher ein Vollmetall-Hotend und mindestens eine 40-W-Kartusche für eine schnelle Aufheizzeit. Stellen Sie sicher, dass das Hotend fest in seiner Halterung am Druckkopf sitzt.

Bowden-Extruder haben zwar ein gewisses Spiel, aber das ist beim Drucken von ABS, PLA und Nylon nicht unbedingt ein Problem. Allerdings sind die 1,75-mm-Varianten flexibler Materialien wie (hier eindeutigen Begriff einfügen)Flex so gut wie nicht mit Bowden-Extrudern kompatibel und bestenfalls äußerst problematisch. Wenn Sie damit arbeiten möchten, verwenden Sie einen Extruder mit Direktantrieb. Auch wenn Sie einen Extruder mit Direktantrieb verwenden, stellen Sie sicher, dass das Filament dem Extruder durch ein Bowdenrohr zugeführt wird, das sicher an einem Rohranschluss am Spulenhalter befestigt ist. Konfigurationen, bei denen ein Extruder auf einer dünnen Linearführung das Material direkt von der Spule zieht, liefern normalerweise schlechte Ergebnisse, da die Zugkraft den Druckkopf während des Drucks unvorhersehbar auslenkt.

Die meisten 3D-gedruckten Extruderbaugruppen, wie der Wade-Extruder oder der Bowden-Extruder von AirTripper, funktionieren genauso gut wie die teureren, die Sie kaufen können. Der wichtigste Faktor für die Konsistenz und Zuverlässigkeit der Extrusion ist das Antriebsgetriebe. Entscheiden Sie sich für ein hochwertiges Antriebszahnrad oder einen gefrästen Bolzen aus gehärtetem Stahl mit scharfen Zähnen und gutem Halt.

Lange Aufheizzeiten sind ein Produktivitätskiller, und um die Temperatur schnell zu erreichen – innerhalb von etwa 3 Minuten – muss ein normales PCB-Heizbett eine Leistungsdichte von etwa 1+ W/cm2 (6,5 W/in2) haben. Um unter normalen Bedingungen überhaupt 110° (230 °F) zu erreichen, sollte ein beheiztes Bett eine Mindestleistungsdichte von etwa 0,3 W/cm2 (2 W/in2) liefern. Wenn Sie Materialien wie ABS bedrucken möchten, die eine hohe Betttemperatur erfordern, berücksichtigen Sie die erforderliche Wattleistung des Heizbetts im Verhältnis zu seiner Größe.

Einseitig beheizte Leiterplattenbetten neigen aufgrund der ungleichmäßigen Wärmeausdehnung der Kupferleiterbahnen und des Leiterplattenmaterials dazu, nach oben und unten zu atmen, was zu einer Oberflächenbeschaffenheit führen kann, die durch Streifenmuster beeinträchtigt wird. Die Animation zeigt das Problem ganz deutlich:

Da hochwertige Drucke auf einer Z-Positionierungsgenauigkeit im Bereich von mehreren zehn Mikrometern beruhen, können selbst geringfügige Temperaturschwankungen dazu führen, dass eine einseitige Leiterplattenheizung unerwünschte Artefakte verursacht. Verwenden Sie doppelseitige PCB-Heizungen oder andere Alternativen, bei denen dieses Problem nicht auftritt (z. B. Silikon-Heizmatten, die an einer massiven Aluminiumplatte befestigt sind), zusammen mit einem gut abgestimmten PID-Regelkreis.

Moderne beheizte Betten wie das Prusa MK42 erreichen eine gleichmäßigere Temperaturverteilung, indem sie ungleichmäßige Wärmeverluste durch eine ungleichmäßige Leistungsdichte ausgleichen, was sehr dazu beiträgt, dass große Strukturen in den Ecken der Bauplatte haften bleiben. Verwenden Sie auf jeden Fall immer eine Thermosicherung, die direkt in der Mitte der Unterseite des Heizbetts angebracht ist.

Das beheizte Bett muss fest am Rahmen oder Schlitten montiert sein, auf dem es ruht. Verwenden Sie zur Montage keine losen Einstellschrauben mit wackeligen Federn, da diese die Druckqualität erheblich beeinträchtigen. Idealerweise schrauben Sie das Heizbett möglichst gerade fest und nutzen für die Feinjustierung die automatische Bettnivellierung.

Wenn Sie Ihren Drucker in einer Box unterbringen, wird Zugluft verhindert und die zurückgehaltene Wärme ermöglicht es Ihnen, größere Objekte aus ABS mit weniger Verzerrungen zu drucken. Das Gehäuse selbst kann alles sein, von einer ausreichend großen Box bis hin zu einem schönen Acrylprintarium. Solange die Hitze drinnen bleibt, funktioniert es einfach. Bewahren Sie die Elektronik Ihres Druckers außerhalb der beheizten Baukammer auf, um eine Überhitzung der Motortreiber und der Stromversorgung zu verhindern. Beachten Sie, dass aktiv beheizte Baukammern auch aktiv gekühlte Hotend-Kühlkörper erfordern.

Bringen Sie kein Isoliermaterial an der Unterseite Ihres Heizbetts an, da dies die Gesamtwärmeleistung verringert. Passiv beheizte Baukammern ohne übermäßige Isolierung können leicht etwa 40 °C oder mehr erreichen, indem sie einfach die Wärme vom beheizten Bett zurückhalten. Sorgen Sie für eine einfache Wartung, indem Sie sicherstellen, dass das Gehäuse entfernt werden kann, ohne dass das Ganze zerlegt werden muss. Eine Tür wäre schön. Vermeiden Sie auf jeden Fall Zugluft. Beim Drucken von ABS und HIPS ist sogar ein improvisiertes Gehäuse oder nur ein kleiner Schrank besser als gar keiner.

Normale Fensterglasplatten oder Spiegel halten zwar hohen Temperaturen stand, doch bei 110° C zerspringen sie schon beim kleinsten Stoß. Wenn Sie auf Glas drucken, was sich hervorragend für Materialien wie PLA und PET(-G) eignet, verwenden Sie Borosilikatglas. Für den Druck von ABS, HIPS und auch PLA wird eine Druckoberfläche aus Polyetherimid (PEI) zu Recht als die beste Option gefeiert. ABS haftet während des Drucks fest daran und löst sich danach immer noch ab. HIPS und PLA funktionieren genauso gut.

Allerdings ist PEI nicht nur ein teures Material mit Kilogrammpreisen im Hunderter-Dollar-Bereich, sondern auch ein geringes Angebot, was zu einem verstärkten Einsatz dünner PEI-Klebefolien führte. Diese Folien bieten zwar die gleiche hervorragende Haftung und das gleiche Druckerlebnis, sind jedoch recht zerbrechlich und können leicht beschädigt werden. Verwenden Sie für den intensiven Einsatz in der Werkstatt stattdessen eine 1/8-Zoll-PEI-Platte. Sie ist möglicherweise etwas teurer, hält aber ewig und kann sogar auf einer CNC-Fräse neu bearbeitet werden, sobald sie Abnutzungserscheinungen zeigt. Für eine gleichmäßige Druckoberfläche eignet sich die PEI-Platte muss stabilisiert werden, am besten durch Aufkleben auf eine Borosilikatglas- oder Aluminiumplatte mit Hilfe eines hitzebeständigen Transferklebebandes.

Verwenden Sie keine erhitzten Aluminiumdruckplatten, auf denen sich nur ein dünner PEI- oder Kaptonfilm befindet. Die hohe Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums geht über das Ziel hinaus, die Kontaktschicht auf Temperatur zu halten, und erwärmt das gesamte Druckobjekt bis zu einem Punkt, an dem es normalerweise zu weich wird, um sich selbst zu tragen.

Es ist erwähnenswert, dass die bekannteste Druckoberfläche für Nylon immer noch Garolite (auch bekannt als Tufnol) ist. Nylon haftet gut darauf und auch größere Nylonteile lassen sich zuverlässig auf Garolite drucken.

Während die klassische servogesteuerte Sonde immer einigermaßen gut funktionierte, ist der kontaktlose kapazitive Distanzschalter der vielseitigste, genaueste und zuverlässigste Sensortyp für die automatische Bettnivellierung. Viele Builds, insbesondere solche mit einer Metallbauplatte (z. B. der Prusa MK42) oder einem Träger, verwenden immer noch induktive Sensoren, aber diese Sensoren ignorieren nichtmetallische Druckoberflächen (z. B. eine Glasscheibe, PEI oder Garolite) und reagieren nur auf die darunter liegendes Metallblech. Obwohl dies natürlich mit einem Versatz berücksichtigt werden kann, ist dieser Versatz selten konstant und gleichmäßig. Darüber hinaus verfügen alle kontaktlosen Distanzschalter über eine gewisse Genauigkeit, typischerweise etwa 10 % bezogen auf einen einstellbaren Auslöseabstand. Montieren Sie sie mit einem kurzen Auslöseabstand, idealerweise 1 oder 2 mm, um die maximale Genauigkeit zu erzielen. Natürlich muss jeder Sensor für genaue Messungen absolut stabil am Druckkopf montiert sein.

Es gibt mehrere großartige Firmware-Projekte, die bekanntesten sind Marlin und Repetier. Marlin und Repetier verfolgen bei der Konfiguration recht unterschiedliche Ansätze. Marlin klont aus einem GitHub-Repository mit zwei gut dokumentierten und kommentierten Konfigurationsdateien, eine für die Grundlagen und eine für die erweiterten Einstellungen. Im Gegensatz dazu verwendet Repetier eine Website, auf der Sie Ihre Firmware-Einstellungen in einer grafischen Weboberfläche zusammenstellen und die vorkonfigurierten Quellen herunterladen können. Diese Quellen enthalten auch Konfigurationsdateien, sind jedoch nicht ganz so gut dokumentiert wie das Gegenstück von Marlin.

Wenn es um Features und Funktionalität geht, bietet Marlin weniger Features, aber eine grundsolide, hochgradig konfigurierbare und zuverlässige Plattform, die einem 3D-Arbeitspferd würdig ist. Im Gegensatz dazu bietet Repetier viele experimentelle Funktionen, darunter unter anderem virtuelle Extruder zum Farbmischen. Es ist die ideale Firmware, um die Grenzen exotischerer 3D-Druckanwendungen zu erkunden. Allerdings sind nicht alle seiner zahlreichen Funktionen immer gut dokumentiert, was zwangsläufig zu Problemen führen wird, wenn Sie nur etwas Sauberes und Zuverlässiges für den Werkstattgebrauch suchen.

Nur mit einer konstanten Temperatur können Sie hochwertige Modelle ohne Streifenbildung und Artefakte drucken. Ein einfacher Bang-Bang-Temperaturregelschalter sorgt nicht für die nötige Temperaturstabilität. Der einfachste und beste Weg, eine konstante Hotend- und Heizbetttemperatur zu erreichen, ist ein PID-Regelkreis, und sowohl Marlin als auch Repetier bieten diese Option an. Sie bieten außerdem ein PID-Autotune-Programm, das jegliche Schwankungen in Ihrer Temperaturkurve ausbügelt, ohne die Aufheizzeiten zu beeinträchtigen oder zu stark zu überschwingen. Repetier bietet auch einen alternativen Algorithmus zur Totzeitsteuerung an, der in vielen Fällen genauso gut funktioniert. Die Genauigkeit und Wirksamkeit eines Totzeit-Regelkreises hängen jedoch vom Verhältnis der effektiven Totzeit und dem Abfrage-/Aktualisierungsintervall des Regelkreises ab. Dies führt zu einer schlechten Temperaturstabilität bei Hochleistungsheizelementen, die zufällig eine Totzeit im Bereich von mehreren zehn Millisekunden haben. Verwenden Sie einfach PID.

Die standardmäßige Marlin- oder Repetier-Firmware mit aktivierter Display-Unterstützung stellt nahezu jede Steuerungsoption über das Scroll-and-Click-Menü zur Verfügung. Es ist vollständig, aber auch unübersichtlich und lässt Sie durch vier Ebenen navigieren, bevor Sie eine Achse bewegen können.

Für den Werkstatteinsatz ist nur ein Bruchteil der Einträge tatsächlich erforderlich. Entfernen Sie einfach unnötige Einträge im Firmware-Quellcode. In der Quelle von Marlin lässt sich das leicht erreichen, indem man unnötige Elemente in der eher selbsterklärenden Datei ultralcd.cpp auskommentiert.

Sie können das Verschiebemenü auch vereinfachen, um die Auswahl der Vorschubgeschwindigkeit zu überspringen:

Es kommt selten vor, aber 3D-Drucker können Feuer fangen. Nutzen Sie die Sicherheitsfunktionen der Firmware, aber verlassen Sie sich nicht ausschließlich darauf. Sowohl einfache MOSFETs als auch Halbleiterrelais fallen typischerweise im leitenden Zustand aus, was zu einer außer Kontrolle geratenen Erwärmung mit katastrophalen Folgen führen kann. Thermosicherungen sind 1-Dollar-Komponenten, aber sie können durchaus verhindern, dass ein beheiztes Rollfeld Ihre Werkstatt in einen Krater verwandelt.

Wenn Ihre Netzstromleitung instabil ist oder wenn in derselben Werkstatt stark induktive Stromgeräte eingeschaltet sind – zum Beispiel billige Handplasmaschneider – ist es eine gute Idee, Ihren Drucker über eine USV (unterbrechungsfreie Stromversorgung) zu betreiben. Selbst ein kurzer Stromausfall während des Druckvorgangs ruiniert den Druck, und in diesem Fall hilft Ihnen eine kleine, günstige USV weiter.

Anscheinend ist die Herstellung von großartigem Filament etwas komplexer, als Pellets mit einer Schnecke in ein erhitztes Objekt einzuführen. Um die Toleranzen tatsächlich niedrig zu halten, sind genaue Messungen und eine geschlossene Rückkopplungsschleife erforderlich. Filamentdefekte, die ich bei billigen Filamenten von geringer Qualität gefunden habe, reichen von eingeschlossenen Luftblasen bis hin zu Variationen in den Eigenschaften, der Farbe und dem Durchmesser. Ich habe sogar eine Spule ABS gefunden, die zur Hälfte in PLA überging. All dies trägt nicht zu einem zuverlässigen und qualitativ hochwertigen Druck bei, und wenn die Hälfte der Ausdrucke fehlschlägt, ist es nicht einmal billig. Stellen Sie also sicher, dass Sie ein gutes Filament erhalten, das die Fähigkeiten Ihrer Maschine übertrifft.

Ein großer Vorteil von DIY-Druckern ist die Wartung. Die Verfügbarkeit von Ersatzteilen und Dokumentation macht es möglich, aber es soll auch Spaß machen, an der Maschine zu arbeiten. Eine saubere Verkabelung, Kabelführungen sowie ein einheitlicher Farbcode für Spannungen und Signale im gesamten Drucker ersparen Ihnen viel Zeit, Frustrationen und magischen Rauch, sobald Sie ein oder zwei Jahre nach Ihnen die Innenteile Ihres Geräts noch einmal überprüfen müssen habe es ursprünglich gebaut.

Ich hoffe, Ihnen hat diese Zusammenstellung der Erkenntnisse aus mehr als 20 einzigartigen 3D-Druckerkonstruktionen gefallen. Die meisten Open-Source-Projekte verfügen über eine ausführliche Montageanleitung, vermissen jedoch die Details, die eine Maschine zu einem großartigen, zuverlässigen und unterhaltsamen Werkstattgerät machen. Der Artikel ist zwar lang geworden, füllt aber hoffentlich genug Lücken, um jedes DIY-3D-Druckerprojekt zum Erfolg zu führen. Außerdem wird es mit Sicherheit unvollständig sein, also fügen Sie Ihre eigenen Erkenntnisse im Kommentarbereich hinzu!