Inhaltszusammenfassung für think&have 3D
- Seite 1 Ihr Handbuch zum think&have 3D Drucker Version 1.0, September 2013 © by Martin Boettger info@thoughts2things.com...
-
Seite 2: Inhaltsverzeichnis
Einlegen/Wechsel des Filamentes ....................... 22 Testausdrucke .............................. 26 erste eigene Druckaufträge .......................... 27 Modelle aus dem Internet ........................27 7.1.1 Aufbereitung für den 3D-Druck ....................... 27 7.1.2 Objekt ausdrucken .......................... 30 Von der Idee zum Objekt ........................31 fortgeschrittene Konfiguration ........................35 Slicer-Software............................. - Seite 3 Anlagen ................................. 42 10.1 Menüplan ............................42 10.2 Problembehandlung ..........................43 10.3 Anschlussbild RAMPS 1.4 Controller ....................46 10.4 weiterführende Links ........................... 47...
-
Seite 4: Allgemeines Zum 3D-Druck
Die Konstruktionsform bietet bei geringer Komplexität und kleiner Stellfläche eine hohe Stabilität und geringen Wartungsaufwand. Das System enthält alle Komponenten für einen PC-gesteuerten 3D-Druck, aber auch für einen Druck ohne PC (direkt von einer Speicherkarte). Alle relevanten Parameter (z.B. Temperaturen und Druckgeschwindigkeit lassen sich während des Druckvorganges auch ohne angeschlossenen PC einfach nachregeln. -
Seite 5: Limitierungen Der Verwendeten Fff Technologie
Nutzung einer hochautomatisierten Technologie für Entwurf und Realisierung eigener dreidimensionaler Objekte und Projekte durch Heimanwender und Hobbyisten. Das von ihrem think&have 3D Drucker verwendete Verfahren wird auch als FFF (fused filament fabrication) bezeichnet, weil es Schichten aus sehr feinen Fäden übereinander lagert und dabei miteinander verbindet. - Seite 6 Eine höhere Umgebungstemperatur wirkt sich ebenfalls günstig aus. In industriellen Anwendungsfällen wird in temperierten Kabinen bei ca. 60 Grad Celsius gedruckt. Der 3D-Druck ist nicht das ultimative Mittel zur kostengünstigen und schnellen Fabrikation großer Serien von schwergewichtigen Objekten. LayBrick, BendLay ® spezielle Filamentsorten des Herstellers Orbi-Tech, http://www.orbi-tech.de/shop/3D-...
-
Seite 7: Überhänge Und Brücken
Teile Löcher bekommen, weil in allen Layern jeweils eine kleine Filamentmenge (immer an der selben Stelle) fehlt. G-Code ( siehe http://reprap.org/wiki/G-code,) enthält die Steueranweisungen (z.B. Verfahrwege, Temperaturangaben, Filamentausstoß) für ihren 3D-Drucker. Mittels G-Code können auch Konfigurationswerte im 3D-Drucker gespeichert werden. -
Seite 8: Eigenschaften Ihres Systems
RepRap steht für „replicating rapid prototyper“ und bezeichnet eine Klasse von Maschinen, die zur Erzeugung von 3D-Objekten dienen und insbesondere in der Lage sind, ihre eigenen Baukomponenten und Ersatzteile zu reproduzieren. Diese Eigenschaft ermöglicht die ständige Fortentwicklung und Verbesserung dieser Maschinen durch die Community. - Seite 9 Spitzenausstattung für Kartenleser Geräte dieser Klasse. Ihr 3D-Drucker ist, anstelle der üblichen Zahnriemenantriebe für die waagerechten Achsen, mit Schnurrollenantrieben ausgestattet. Gegenüber einem Zahnriehmenantrieb weist die Schnur eine höhere Flexibilität und nahezu keine Dehnung auf. Neue Zahnriemen bewirken aufgrund einer gewissen Steifigkeit ein Axialspiel der Linearantriebe (mit der Folge eines Überschießens der Bewegungen bei Richtungswechsel,...
-
Seite 10: Gefahrenhinweise
Die abgenommen Windung wird danach wieder aufgelegt (unter Drehung des Idlers/der Antriebsrolle). Gefahrenhinweise Ihr 3D Drucksystem wird elektrisch betrieben und verwendet ein Standard Computer Netzteil, welches den gesetzlichen Vorschriften entspricht und über eine Schutzerdung verfügt. Das Netzteil ist von einem eigenen Metallgehäuse umgeben. Öffnen sie dieses Gehäuse nicht. -
Seite 11: Beiliegende Software
Konstruktionsbedingt kann eine Berührung dieser Flächen nicht zuverlässig verhindert werden. Eine Berührung dieser Flächen kann zu schmerzhaften Verbrennungen führen. Lassen sie den 3D-Drucker nicht unbeaufsichtigt in Betrieb und halten sie im Betrieb Kinder und Haustiere von dem Gerät fern. Bei der Verarbeitung erhitzten Filamentes können leichte Gerüche auftreten. Folgen sie bei der Wahl der Verarbeitungstemperaturen den Empfehlungen des jeweiligen Herstellers. -
Seite 12: Slic3R
Bildschirmansicht, Pronterface, STL-Datei geladen, 3D-Drucker noch nicht verbunden 4.2 Slic3r Bei der Software Slic3r handelt es ein Programm zur Umrechnung von 3D-Modellen in die Sprache G-code. Slic3r bietet wie PronterFace die Möglichkeit zur Zusammenstellung von Modellen zu Druckaufträgen, erzeugt aber lediglich G-code Dateien und steuert nicht direkt den 3D-Drucker. -
Seite 13: Openscad
Bildschirmansicht Slic3r, Objekte zur Ausgabe zusammengestellt, G-Code Erzeugung mit ‚Export STL‘. 4.3 OpenSCAD Auf der mitgelieferten SD-Karte befindes sich das Installationspaket für das opensource -Programm OpenSCADscad. OpenSCADcad ist im Vergleich zu anderen CAD- Programmen eher ‚formelgetrieben’ und bietet eine Funktion zum Export von STL -Dateien, welche dann von der Slicer Software in G-code umgewandelt werden können. - Seite 14 Da es sich bei dem Format STL um einen etablierten Standard handelt, können nahezu alle verbreiteten CAD-Programme zum Entwurf ausdruckbarer Modelle genutzt werden. Eine Einführung in CAD Techniken würde den Rahmen dieses Handbuches deutlich überschreiten. Daher wird beispielhaft auf die Dokumentation von OpenSCAD verwiesen. Diese findet sich unter http://openscad.org/documentation.html und erläutert den Funktionsumfang anhand...
-
Seite 15: Inbetriebnahme
Mit ihrem 3D-Drucker haben wir die Softwareprodukte Slic3r und Pronterface geliefert. Inbetriebnahme 5.1 Komponenten und Anschlüsse Ihr think&have 3D System unterteilt sich in drei Komponenten. Dabei handelt es sich um den 3D-Drucker selber, die Filamentzuführung und das Netzteil. Filamentzufühtung Netzteil think&have... -
Seite 16: Grundsätzliche Bedienung
Haustiere gefährlich sein können. 5.2 grundsätzliche Bedienung Der think&have 3D kann über einen PC gesteuert und betrieben werden, oder ohne PC über die an der Frontseite angebrachte Bedieneinheit . Ohne Benutzung eines PC können G-Code Dateien von einer Speicherkarte verarbeitet werden. -
Seite 17: Kalibrierung
Klopfen (z.B. mit einem Hammerstiel) lösen. 5.3 Kalibrierung Schon geringe Toleranzen in den Maßen und Materialien der Motoren und Räder des 3D- Druckers können zu mangelnder Maßhaltigkeit der erzeugten Objekte führen. Daher wurden mit ihrem Drucker besondere Kalibrierungsobjekte hergestellt, vermessen und die Abweichungen zwischen IST- und Soll-Maßen identifiziert. -
Seite 18: Kontrolle Der Endstops
Kabellänge am Motor des x-Achse in Beobachtung. Wenn die bewegliche Kabellänge gut ausreichend ist und es trotzdem zu Blockierungen kommt, muss die x-Achse nachgerichtet werden. Dieses ist beim Aufbau ihres 3D-Druckers sorgfältig durchgeführt worden und wird nur nach einer Demontage erneut erforderlich. -
Seite 19: Nivellierung Der Plattform
Der korrekte und gleichmäßige Materialauftrag im ersten Layer ist von entscheidender Bedeutung für einen erfolgreichen 3D-Druck. Grundsätzlich werden 3D-Objekte mit Außenseiten (auch Ober- und Unterseite) in lückenlosem Material und Innenstrukturen mit geringerem Füllungsgrad gedruckt. Der erste Layer ist daher immer voll ausgefüllt und sichert die Haftung des Werkstückes auf dem Druckbett für den gesamten Zeitraum des Aufbaus des Objektes. - Seite 20 Zu geringer Abstand zwischen Druckspitze und Druckbett, aufgeschobenes Material, ‚Krümelbildung) Dieser Druck würde mit einiger Wahrscheinlichkeit dennoch gelingen, ab dem dritten oder vierten Layer würden die ‚Krümel‘ in den Lücken des Infill-Materials untergehen. Abb. korrekt eingestelltes Druckbett Korrekt eingestelltes Druckbett, durchgängige Fläche, keine Aufschiebungen, gute Haftung. Diese Einstellung wurde entsprechend der folgenden Beschreibung vorgenommen (mit einem Blatt Schreibpapier).
- Seite 21 Die Druckspitze ihres 3D-Druckers treibt den Kunststoff in einem Strang mit 0.4 mm Durchmesser (je nach Ausstattung auch 0.3 mm) aus. Für alle Layer ist in der mitgelieferten Slicer-Software eine Höhe von 0.3 mm je Layer eingestellt. Wenn ihr Gerät mit einer 0.3 mm Druckspitze ausgestattet ist, ist die Layerhähe auf 0.25 mm voreingestellt.
-
Seite 22: Einlegen/Wechsel Des Filamentes
Z-Endstop Fahren sie nach diesen Einstellungen erneut die Home-Position an, belassen sie die Z-Achse bei Null und disablen sie erneut die Stepper. Der Drucktisch (y-Achse) und der Druckkopf (entlang der x-Achse) sollten sich vorsichtig von Hand bewegen lassen. Die Reibung zwischen Druckbett und Druckspitze darf leicht fühlbar sein. - Seite 23 Zuverlässigkeit der Zuführung und vermindert die Wahrscheinlichkeit einer Blockierung der Extruderdüse. Der verwendete Bowdenextruder presst den Filamentstrang durch einen Schlauch aus Teflon in die Düse. Ausdiesem Grunde muss bei Bewegungen entlang der X-Achse nicht die Masse des Extuders und des zugehörigen Motors mit beschleunigt werden. Dadurch werden Störungen im Druckbild vermieden und die erreichbare Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht.
- Seite 24 Schneiden sie geschmolzene, stark Verbogene und durch zu starke Tragspuren (z.B. 'Ausfräsungen') betroffene Enden von ihrem Filamentrest ab, bevor sie das entnommene Filament evtl. später wiederverwenden. 4. Lösen sie den Teflonschlauch vom Extruder (Drücken des blauen Ringes am sog. Push-Fit, Herausziehen des Schlauches).
- Seite 25 Beachten sie, dass sie nach Wechsel der Filamentsorte evtl. andere Temperaturen des Hot- End benötigen (siehe Kapitel 7.1.1 Aufbereitung für den 3D-Druck). Wenn sie in der Bedienung ihres 3D-Druckers erfahrender sind, können sie auch mit falschen Filamenteinstellungen drucken, indem sie vor/am Anfang des ersten und am Anfang des zweiten Layers die Temperaturen von Druckbett und Hot-End nachregeln (Menü/control(temperature/nozzle und bed).
-
Seite 26: Testausdrucke
Testausdrucke Auf dem mitgelieferten Datenträger befinden sich eine Reihe von bereits speziell für ihren think&have 3D Drucker aufbereiteten Kalibrierungsobjekten. Datei Objektform Hinweise Würfel 20X20X20mm, mit Zur besseren Prüfung der nach hinten Genauigkeit der Z-Achse vorspringendem messen sie die Höhe der Halbwürfel 10X5X10mm... -
Seite 27: Erste Eigene Druckaufträge
Slicing direkt gedruckt werden. 7.1.1 Aufbereitung für den 3D-Druck Ihr think&have 3D verarbeitet eine spezielle Form von Textdateien. Dabei handelt es sich um das Format G-Code. Im Regelfall erzeugen sie diese G-Code Dateien mittels einer sogenannten Slicer Software (z.B. - Seite 28 Voreingestellt sind z.B. der Füllungsgrad für das Innere des Objektes (25%, Karteireiter Print Settings, Option Infill), die Höhe der Schichten (Print Settings, Option Layer Height) und der Filamentdurchmesser (Karteireiter Filament Settings). Die für ihren 3D-Drucker spezifischen Einstellungen finden sie auf dem Karteireiter Printer Settings.
- Seite 29 öffnen . Die Funktion Export G-code erzeugt dann den Druckauftrag, den sie dann auf ihrer SD-Karte ablegen können. Speichern sie dabei mit der Dateiendung „.g“ (nicht „.gcode“), damit die Datei auch ohne angeschlossenen PC von ihrem think&have 3D verarbeitet werden kann.
-
Seite 30: Objekt Ausdrucken
Pronterface zum Ausdrucken ihrer Modelle. Über das Menü File laden sie die STL-Datei, die sie drucken möchten. Wählen sie mit dem Button PORT den Anschluss aus, an dem ihr 3D-Drucker angeschlossen ist (155200 Baud) und betätigen sie PRINT. Der Druckvorgang beginnt mit dem Aufheizen des Druckbettes. -
Seite 31: Von Der Idee Zum Objekt
7.2 Von der Idee zum Objekt Die Umsetzung eines kleinen Vorhabens kann sich wie folgt gestalten: 1. Die Idee zum Objekt: Hier ein Verbindungselement für zwei M8 Gewindestangen. Wichtiger als die Zeichenfertigkeit ist die Idee. 2. Entwurf in Openscad: Die Form entsteht grundsätzlich dadurch, dass wir einen geschlossenen Körper definieren und danach wiederum geschlossene Körper davon abziehen/subtrahieren, um die nötigen ‚Bohrlöcher‘... - Seite 32 und legen eine Hülle um beide.. Wenn wir das nun drucken würden, müssten wir aber noch die Löcher hineinbohren. Dieses erledigt die Funktion difference(), welche das zweite Objekt vom ersten ‚abzieht‘.. Das zweite Loch genauso gedreht und versetzt, wie vorhin..
- Seite 33 .. und nun noch einen Schlitz für die Klemmung Mit F6 wird das Objekt berechnet .. und über Design/Export as STL abgespeichert (z.B.als ‚m8fix.stl‘). 3. Slic3r wird gestartet und die STL-Datei mit der Maus hineingezogen..
- Seite 34 Mit dem Button erhöhen wir die Anzahl der Teile z.B.auf vier… und speichern denn Druckauftrag mit der Dateiendung ‚.g‘ (nicht ‚.gcode‘) auf der SD-Karte ab (z.B. m8fix.g ). 4. Die SD-Karte wird in den 3d_drucker eingelegt, die Datei über Menü/card menue ausgewählt und der Druck gestartet.
-
Seite 35: Fortgeschrittene Konfiguration
Einige weitere Einstellungen werden im Folgenden erläutert: 8.1.1 skirt Bei der Einstellung ‚Skirt’ handelt es sich um einen Rahmen, der vom 3D-Drucker vor der Ausgabe des eigentlichen Objektes um den Druckbereich gezogen wird. Dadurch wird der Filamentfluss in Gang gebracht und der Bediener kann bereits vor dem eigentlichen Druckbeginn sehen, ob der Filamentauftrag (entsprechend der Plattformnivellierung) korrekt ist. -
Seite 36: Brim
Druckspitze vermindert das ‚Verkleckern’ (oozing, siehe Kapitel 1.1.3 ) auf dem Werkstück. Durch die Dehnbarkeit des Teflonschlauches, benötigen Bowdenextruder (wie der ihres 3D-Druckers) einen etwas höheren retract, als andere Systeme. 8.1.5 extrusionmultiplier Neben dem schon genannten Effekt des oozing, kann auch das sog. blobbing das Druckergebnis beeinträchtigen. -
Seite 37: Infill
8.1.6 Infill Die Ausfüllung des Objektes bestimmt seine mechanische Stabilität, sein Gewicht und den Filamentverbrauch. Sinn voll sind Füllgrade zwischen 10% (weniger ist möglich, aber eine Sache der Erfahrung) und 70%. Ein guter Anfang ist ein Füllgrad von 30%. Die Form der Füllung kann gewählt werden, üblicherweise werden dir Formen ‚rectilinear’... -
Seite 38: Batchoption
Füllmuster ‚honeycomb‘ in Prinzipansicht (Verfahrwege), Quer- und Schrägschnitt 8.1.7 Batchoption Wenn sie häufiger mit gleichen Einstellungen drucken wollen oder eine Vielzahl von Objekten mit wenig Aufwand in G-code umwandeln möchten, bietet sich das Kommandozeileninterface von Slic3r dafür an. Beispiel (unter Windows): Slic3r-console --load pla.ini modell1.stl –output-filename-format [input-filename-format].g Diese Kommandozeile erzeugt aus dem Modell modell1.stl die G-code Datei modell1.g und benutzt dabei die in pla.ini vorgegebenen Druckeinstellungen. -
Seite 39: Erweiterte Kalibrierung
%%a in (*.stl) do ^ Slic3r-console --load pla.ini %%a –output-filename-format [input-filename-format].g 8.2 erweiterte Kalibrierung Bei der Firmware ihres 3D-Druckers handelt es sich um die Opensource Software Marlin . In den meisten Veröffentlichungen hierzu wird erklärt, wie sie die individuellen Einstellungen für ihren 3D-Drucker in die Firmware hineinprogrammieren (kompilieren). - Seite 40 Abweichungsfaktor z.B.1200/0,945=1269,8412698412698412698412698413 6. Auf diesen Wert stellen sie steps_mm_z-axis. 7. Die Einstellung wirkt beim nächsten Druck, ist aber beim Reset (neu starten des 3D- Druckers) wieder zurückgenommen. 8. Nach einer Erprobung durch einen weiteren Druckauftrag (mit demselben Objekt) können alle vorgenommenen Änderungen dann durch das Menü...
-
Seite 41: Elektronik Und Firmwareupdate
Einen größeren Einfluss auf die Druckzeiten hat aber die Geschwindigkeit (einfach beim Drucken den Regler der Steuereinheit drehen). Die hier genannten Werte können von ihrer Einstellung abweichen, weil wir ihren 3D- Drucker individuell kalibriert haben. Auf die beiden beschriebenen Arten können eine ganze Reihe (eigentlich alle wichtigen) Eigenschaften des Systems angepasst werden. -
Seite 42: Anlagen
10 Anlagen 10.1 Menüplan... -
Seite 43: Problembehandlung
System in den meisten Fällen wieder arbeiten, sofern die Ursache (Überbrückung) beseitigt ist. Der 3D Drucker druckt nicht, es tritt kein Kunststoff aus der Druckspitze o Temperatur, Filamentwechselprozedur, freies Laufen der Filamentrolle, Reinigen des hobbed bolt (Entriegeln/Aufklappen des Extruders, Krümel und Staub entfernen, Ausblasen, Pinsel o.ä.) - Seite 44 Für die Endstops sind sechs Steckpositionen auf dem Board vorgesehen. Die Reihenfolge von links nach rechts ist X-minpos, X-maxpos, Y-minpos, Y-maxpos, z-minpos, z-maxpos Ihr 3D-Drucker verwendet nur die Schalter für die Nullpositionen (minpos). Abbildung Ausschnitt RAMPS 1.4, http://reprap.org/wiki/File:RAMPS1-3_DrSockets.JPG Hinweis: Bei den senkrecht aufgestellten Stiftleisten handelt es sich nur um ‚Löthilfen‘, die sie auf ihrem Board nicht vorfinden.
- Seite 45 o Motorstecker falsch herum eingesteckt, Umdrehen des Motorsteckers änder die Drehrichtung. Bereits beim ersten Layer kommt es nicht zum Aufbau einer richtigen Schicht, der ganze Kunststoff klebt am Druckkopf o Temperatur des Druckbettes zuniedrig, Verwenden sie die kaptonbeschichtete Druckplatte, Druckbett nivellieren (Kap. 5.5), Druckbett reinigen ...
-
Seite 46: Anschlussbild Ramps 1.4 Controller
Alle Kabel in ihrem 3D-Drucker sind mit Beschriftungen versehen. z.B X-mot für Motor der X-Achse, X-End für X-Endstop-Schalter Ihr thnk&have 3D Drucker ist bei Auslieferung mit einem Extruder ausgestattet, die Anschlüsse für einen zweiten Extruder sind daher nicht belegt. -
Seite 47: Weiterführende Links
Die zentrale Informationsquelle zum Thema selbstreplizierender 3D Drucker. http://arduino.cc Die erste Anlaufstelle in Sachen Arduino (Opensource Hardware und Software für Microcontoller Systeme). Bei der Elektronik ihres 3D-Druckers handelt es sich um Arduino Hardware. http://thingiverse.com Eine Plattform für kostenfrei veröffentlichte 3D-Modelle, die sie größtenteils mit ihrem System ausdrucken können.