Eigenbau 3D Drucker

Servus,
in diesem Beitrag möchte ich euch „kurz“ meinen 3D-Drucker vorstellen.
Mitte 2015 kam mir der Gedanke, dass ich unbedingt einen eigenen 3D-Drucker benötige (und mittlerweile denk ich mir „wie hab ich es so lange ohne ausgehalten?“).
Wochenlang habe ich mich damit beschäftigt unzählige Foren in allen möglichen Sprachen zu durchforsten, Berichte zu lesen, verschiedene Bauformen zu analysieren und schon dabei mal die ersten Bauteile rausgesucht. Im November war es dann soweit. Meine Entscheidung fiel auf einen Eigenbau, angelehnt an einen RepRap, welcher vorerst nur PLA drucken soll. Das Budget legte ich bei 500€ fest.

Aber warum ein Eigenbau und nicht etwas Vorhandenes und bewährtes (RepRap) bauen? Ganz einfach: Weil es sonst langweilig wäre! Ich bin Techniker und habe jahrelang als Ingenieur gearbeitet (auch wenn ich keiner bin, lange Geschichte).
Wenn man Anlagen mit Roboterarmen, Roboter-Greiferköpfen und/oder XYZ-Portalen im 6 bis 7-Stelligen €-Bereich konstruiert, dann ist so ein kleiner 3D-Drucker ein Kinderspiel. War es auch 😀

Nach zwei Tagen konstruieren hatte ich alles soweit fertig um die Teile bestellen zu können. Ja, 2 Tage und bis auf ein paar heruntergeladene Teile (Motoren, Lüfter, Schrauben und Hotend) wurde alles selbst konstruiert.
Zu diesem Zeitpunkt lag ich, mit allem Drum und Dran, tatsächlich (noch) bei 490€. Mittlerweile ist es aber schon etwas mehr geworden. 3 Wochen später (Ende November) waren alle Teile da und ich konnte mit dem Bau beginnen.
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Und weitere 3 Tage später druckte ich das erste Mal (hier haben mir meine wochenlangen Recherchen sehr geholfen). Die Freude hielt aber nicht lange. Das billige Hotend war Müll und ich stieg von diesem 10€ billig Hotend auf ein Hexagon Hotend um (und schon war ich über dem Budget 😀 ). Das Hexagon kann ich nur empfehlen.
Von Anfang Dezember bis Ende März war ich regelmäßig damit beschäftigt die richtigen Einstellungen zu finden. Temperatur, Materialvorschub, Geschwindigkeit, Retraktion, PID, Maßgenauigkeit und und und.
Ende Februar rüstete ich dann ein Heizbett nach, um auch ABS drucken zu können. Seitdem liegt das PLA nur noch rum.

Der Rahmen besteht aus 20x20mm Aluminiumprofilen, welche mit Aluminium-Winkeln und Edelstahlschrauben miteinander verbunden sind. Der Rahmen ist 340mm breit, 375mm hoch und 550mm tief. Am Rahmen wurden die Y- und Z-Achsen mit CNC gefrästen GFK-Platten befestigt. Die X-Achse sitzt, ebenfalls durch GFK-Platten, an der Z-Achse.
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Als Lineareinheiten nutze ich günstige Kugelumlaufbuchsen und 8mm Edelstahlwellen. Die Buchsen sind durch 3D-Druck-Teile mit den jeweiligen Bauteilen verbunden. Hier werden in nächster Zeit Igus Gleitlager verbaut, da die billigen Buchsen einfach zu laut sind. Die Linearwellen sind durch Stellringe und 3D-Druck-Teile befestigt.
Die Trapezgewindespindeln und Muttern für die Z-Achse sind von Igus. Die Spindeln wurden von einem Kumpel auf der Drehbank bearbeitet, damit diese mit einer Standard Wellenkupplung an den Nema17 befestigt werden konnten. Bei den Spindelmuttern wurden Schlüsselflächen gefräst, da die Muttern sonst auf den kompakt konstruierten „Z-Wagen“ keinen Platz hätten.

Der Drucktisch (Y-Achse) wurde aus zwei GFK-Platten realisiert, welche mit einer gefederten Schraubverbindung auf Abstand gehalten werden. Dies erleichtert das genaue ausrichten des Druckbetts. Auf der oberen GFK-Platte befindet sich (mittlerweile) ein MK3 Aluminium Heizbett (12V). Darauf wurde eine, mit BlueTape beklebte, Borosilikat-Glasplatte geklemmt. Das ermöglicht eine maximale Druckfläche von 180x180mm. Die Druckhöhe beträgt auch ungefähr 180mm (hab noch nie so hoch gedruckt und das hochfahren der Achse dauert mir zu lange 😀 ).
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Das HotEnd ist ein 1,75mm Hexagon Hotend, welches mit Glasfaser-Aluminiumoxid-Platten und Aluminium-Klebeband isoliert wurde. Hierdurch habe ich durchgehend eine maximale Temperaturabweichung von ±0,2°. Also ganz brauchbar. Der Düsendurchmesser beträgt 0,4mm.
Der Extruder ist seit kurzem ein billiger 10€-Extruder von Amazon. Dieser verrichtet seinen Dienst allerdings sehr gut, was ich anfangs nicht gedacht hätte. Zu Beginn wurde der Extruder aus zwei 3D-Druck-Teilen realisiert. Hat zwar funktioniert, war aber nicht das Gelbe vom Ei.

Ein billiges RAMPS mit Arduino Mega übernimmt die Steuerung. Um meine Teile auch drucken zu können, nutze ich „RepetierHost“. Funktioniert gut, ist übersichtlich und macht was es soll. Auch hier habe ich ein paar Programme ausprobiert. Bei dem bin ich hängen geblieben.

Nach vielen Monaten Einstellarbeit bin ich mittlerweile bei einem, für mich persönlich, guten Druckergebnis angelangt. Selbstverständlich habe ich immer noch gelegentlich Probleme, beispielsweise bei sehr detailreichen oder kleinen Teilen. Dennoch habe ich den Drucker soweit eingestellt, dass ich auf jeder Achse auf 0,1mm genau drucken kann.
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Und man kann den Drucker auch für andere Sachen verwenden. Geplant ist derzeit eine Aufrüstung durch ein 2W-Lasermodul inkl. passender Steuerung zum Gravieren und Folien schneiden. Die Motoren bleiben die gleichen und werden dann durch eine Y-Schaltung mit den Steuerungen verbunden.
Aber auch Kaffee hält das Ding schön warm.

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Bessere Bilder (und ein Gesamtbild) gibt es demnächst. Ich muss erstmal um den Drucker herum aufräumen und die Kabel anständig verlegen.

Gruß
Manu

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