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| infrastruktur:3d-drucker [2016/05/20 04:24] – orgun | infrastruktur:3d-drucker [2023/01/04 19:47] (aktuell) – specki |
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| | Dieses Dokumentation ist veraltet und die beschriebene Software/Hardware ist nicht mehr im Einsatz |
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| | Letzter Stand: 2017/03/11 19:19 |
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| ======= 3D Drucker ======= | ======= 3D Drucker ======= |
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| ====== Überblick ====== | ====== Überblick ====== |
| 3D-Drucker nach dem Schichtaufschmelzprinzip, wie der Vorliegende benutzen eine erhitzbare Düse, Noozle genannt um verschiedene Plastiksorten, die als Bänder auf Rollen, das sogenannte Filament, aufzuschmelzen und an der richtigen Stelle wieder abkühlen zu lassen. Die üblichen Schmelztemperaturen liegen dabei zwichen 180° und 700°C je nach Filamentsorte. Üblicherweise wird im Amateurbereich PLA, PETG aber auch ABS eingesetzt. Hier liegen die Temperaturen bei PLA zwischen 180° und 210°, die für PETG Zwischen 230° und 250° und die für ABS Zwischen 240° und 280° Celsius | 3D-Drucker nach dem Schichtaufschmelzprinzip, wie der Vorliegende, benutzen, eine erhitzbare Düse (Noozle genannt) um verschiedene Plastiksorten, die als Bänder auf Rollen(das sogenannte Filament) hergestellt werden, aufzuschmelzen und an der richtigen Stelle wieder abkühlen/erstarren zu lassen. Die üblichen Schmelztemperaturen liegen dabei zwichen 180° und 700°C je nach Filamentsorte. Üblicherweise wird im Amateurbereich PLA, PETG aber auch ABS eingesetzt. Hier liegen die Temperaturen bei PLA zwischen 180° und 210°, die für PETG Zwischen 230° und 250° und die für ABS Zwischen 240° und 280° Celsius |
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| Für die Mechanik die für die Bewegung des Druckkopfs benötigt wird, gibt es verschiedenste Bauformen wie mehr oder minder Vor- sowie Nachteile haben. Der Aufwand, der für die Quallität der Mechanik betrieben werden kann definiert natürlich die Quallität des Druckguts und natürlich auch den Anschaffungspreis. | Für die Mechanik, die für die Bewegung des Druckkopfs benötigt wird, gibt es verschiedenste Bauformen, die mehr oder weniger Vor- sowie Nachteile haben. Der Aufwand, der für die Quallität der Mechanik betrieben werden kann, definiert natürlich die Quallität des Druckguts und natürlich auch den Anschaffungspreis. |
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| Ebenfalls gibt es verschiedene Drucksteuerungen mit ebenfalls unterschiedlichen Geschwindig- und Genauigketen. Hohe Druckgeschwindigkeit bedeutet zwar, dass das Druckgut schneller verfügbar ist, geht aber zu Lasten der Druckqualität, so dass es zu Fehlern, die nachträglich bearbeitet werden müssen, kommen kann. Hier gilt es also einen entsprechenden Kompromiss zu finden. | Ebenfalls gibt es verschiedene Druckersteuerungen mit ebenfalls unterschiedlichen Geschwindig- und Genauigketen. Hohe Druckgeschwindigkeit bedeutet zwar, dass das Druckgut schneller verfügbar ist, geht aber zu Lasten der Druckqualität, so dass es zu Fehlern, die nachträglich bearbeitet werden müssen, kommen kann. Hier gilt es also einen entsprechenden Kompromis zu finden. |
| Die Druckersteuerung versteht den bei Frässmaschinen üblichen G-Code. | Die Druckersteuerung versteht den bei Frässmaschinen üblichen G-Code. |
| Um ein im Computer erzeugtes 3D-Modell auf einem solchen Drucker ausgeben zu können müssen diese Modell in G-Code umgewandelt werden. Das Problem dabei ist, dass die üblichen 3D-CAD-Programme nicht dafür ausgelegt sind, da sie für anderen Aufgaben geschrieben wurden. | Um ein im Computer erzeugtes 3D-Modell auf einem solchen Drucker ausgeben zu können, müssen diese Modelle in G-Code umgewandelt werden. Das Problem dabei ist, dass die üblichen 3D-CAD-Programme nicht dafür ausgelegt sind, da sie für anderen Aufgaben geschrieben wurden. |
| Hierbei gibt es natürlich auch verschiedene Konzepte. So kann ein 3D-Modell Volumensbasiert oder Flächenbasiert sein. | Hierbei gibt es natürlich auch verschiedene Konzepte. So kann ein 3D-Modell volumensbasiert oder oberflächenbasiert sein. |
| Beide können durch Konvertierung in G-Code umgewandelt werden, wobei sich allerdings die Volumenmodelle und damit das STL-Format durchgesetzt hat. Unter [[http://www.reprap.org/wiki/Useful_Software_Packages]] findet sich eine Sammlung geeigneter Programme. | Beide können durch Konvertierung in G-Code umgewandelt werden, wobei sich allerdings die Volumenmodelle und damit das STL-Format durchgesetzt hat. Unter [[http://www.reprap.org/wiki/Useful_Software_Packages]] findet sich eine Sammlung geeigneter Programme. |
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| Der G-Code selbst besteht aus einfachsten Steuerbefehlen für die Achsen und den Extruder und ist von allein von seiner Geschichte her sehr Minimalistisch, da die Maschnen für die er entwickelt wurde noch aus Zeiten stammen in die Entwicklung von Mikrokontroller noch am Anfang stand. Jede Achse stellt also eine eindimensionale Bewegung mit zwei Richtungen dar, die von einem Schrittmotor ausgeführt wird. Diesem muss dann natürlich gesagt werden wie lange er mit welcher Geschindigkeit ein welche Richtung laufen soll. Da ein Motor "dumm" ist und man ihm nicht einfach so sagen kann: Fahre einen Kreis! Musste früher wie heute jeder Schritt vorausberechnet werden. | Der G-Code selbst besteht aus einfachsten Steuerbefehlen für die Achsen und den Extruder und ist schon allein von seiner Geschichte her sehr Minimalistisch, da die Maschnen für die er entwickelt wurde noch aus Zeiten stammen in der Entwicklung von Mikrokontroller noch am Anfang stand. Jede Achse stellt also eine eindimensionale Bewegung mit zwei Richtungen dar, die von einem Schrittmotor ausgeführt wird. Diesem muss dann natürlich gesagt werden wie lange er mit welcher Geschindigkeit ein welche Richtung laufen soll. Da ein Motor "dumm" ist und man ihm nicht einfach so sagen kann: Fahre einen Kreis! muss früher wie heute jeder Schritt vorausberechnet und dann übertragen werden. |
| Eine gerade Linie ist sehr einfach zu Programmieren, da man nur einem Achsenmotor sagen muss, wieviele Schritte er machen muss. Natürlich muss man dem Extrudermotor ebenfalls mitteilen wieviel Filament er durchschieben soll, was aber eigentlich die selbe Information darfstellt. | Eine gerade Linie ist sehr einfach zu programmieren, da man nur einem Achsenmotor sagen muss, wieviele Schritte er machen muss. Natürlich muss man dem Extrudermotor ebenfalls mitteilen wieviel Filament er durchschieben soll, was aber eigentlich die selbe Information darstellt. |
| Eine zweidimensonale Bewegung, wie z.B. ein Kreis ist schon komplizierter, da trigometrische Funktonen wie Sinus und Kosinus bemüht werden müssen. | Eine zweidimensonale Bewegung, wie z.B. ein Kreis ist schon komplizierter, da trigometrische Funktonen wie Sinus und Kosinus bemüht werden müssen. |
| Ein weiterer schwieriger Punkt für diese Drucker sind überhängenden Strukturen, da das Plastik nicht sofort aushärtet und bei langen Übergängen "durchzuhängen" droht. Dies kann durch das Einfügen leicht zu entfernende Stützstrukturen in Grenzen gut behoben werden, bedarf aber einiges an Konstruktionsaufwand, der aber mittlerweile in den G-Code-Generatoren abgelegt worden ist. | Ein weiterer schwieriger Punkt für diese Drucker sind überhängenden Strukturen, da das Plastik nicht sofort aushärtet und bei langen Übergängen "durchzuhängen" droht. Dies kann durch das Einfügen leicht zu entfernende Stützstrukturen in Grenzen gut behoben werden, bedarf aber einiges an Konstruktionsaufwand, der aber mittlerweile in den G-Code-Generatoren abgelegt worden ist. |
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| OpenSCAD ist ein Beispiel für ein Volumenbasiertes 3D-CAD-Programm. Hierbei wird über eine scriptähnliche Sprache ein Volumensmodell "programmiert". Wem der Programmieraufwand zu lästig ist, kann mit Blender einfach en Modell zusammenklicken, sei aber gewarnt, dass Blender ebenfalls eine steile Lernkurve hat. Natürlich gibt es auch andere Produkte aus dem einen oder anderen Lager, die hier aber erst einmal nicht Erwähnung fnden sollen. | OpenSCAD ist ein Beispiel für ein volumenbasiertes 3D-CAD-Programm. Hierbei wird über eine scriptähnliche Sprache ein Volumenmodell "programmiert". Wem der Programmieraufwand zu lästig ist, kann mit Blender einfach ein Modell zusammenklicken, sei aber gewarnt, dass Blender ebenfalls eine steile Lernkurve hat. Natürlich gibt es auch andere Produkte aus dem einen oder anderen Lager, die hier aber erst einmal nicht Erwähnung fnden sollen. |
| Die auf diese Weise als STL-Datei gespeicherte Form muss nun noch in G-Code umgewandelt werden. Dies kann z. B. Slic3r tun | Die auf diese Weise als STL-Datei gespeicherte Form muss nun noch in G-Code umgewandelt werden. Dies kann z. B. Slic3r tun. |
| Slic3r - ist ein Programm, dass aus einer STL-Datei unter Verwendung von druckerspezifischen Einstellungen, wie Füllparameter, Filamenteinstellungen und Geschwindigikeitswerten den druckerabhängigen G-Code erzeugt und dabei sich auch um ggf. benötigte Stützstruckturen, Aufwärm- und Abkühlphasen sowie Auslassungen kümmert. | Slic3r - ist ein Programm, dass aus einer STL-Datei unter Verwendung von druckerspezifischen Einstellungen, wie Füllparameter, Filamenteinstellungen und Geschwindigikeitswerten den druckerabhängigen G-Code erzeugt und dabei sich auch um ggf. benötigte Stützstruckturen, Aufwärm- und Abkühlphasen sowie Auslassungen kümmert. |
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| Er ist mit enem Heizbett, das nur extern in der Temperatur geregelt werden kann ausgestattet. | Er ist mit enem Heizbett, das nur extern in der Temperatur geregelt werden kann ausgestattet. |
| Wir verwenden eine 0,3mm Noozle mit der wir von PLA über PETG bis ABS verschiedne Plastiken drucken können. Die Noozle ist für Filamentstärken von 1,75mm ausgelegt. | Wir verwenden eine 0,3mm Noozle mit der wir von PLA über PETG bis ABS verschiedne Plastiken drucken können. Die Noozle ist für Filamentstärken von 1,75mm ausgelegt. |
| (Bilddokumentation wird nachgeliefer) | (Bilddokumentation wird nachgeliefert) |
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| Der Drucker besitzt zwei Netzteile, eines für die Steuerung und die Motoren, das andere für die Heizung des Tisches. | Der Drucker besitzt zwei Netzteile, eines für die Steuerung und die Motoren, das andere für die Heizung des Tisches. |
| Für den Fall das man ihn erst justieren muss, sei hier auf den Punkt "Justierung des Druckers mit OctoPrint" an anderer Stelle verwiesen. | Für den Fall das man ihn erst justieren muss, sei hier auf den Punkt "Justierung des Druckers mit OctoPrint" an anderer Stelle verwiesen. |
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| ==== Pronterface ==== | === Pronterface === |
| "Pronterface" und "Skeinforge" scheinen unter Linux, wenn der Drucker per USB direkt an einem Rechner und nicht über einen Pi angeschlossen ist, die Tools der Wahl zu sein. Pronterface ist eine interaktive Oberfläche mit der man direkt Befehle an den Drucker schicken oder Modelle Drucken kann. Das in Pronterface integrierte Skeinforge kann aus Volumenmodellen G-Code (die Fahrbefehle für die Maschine) erzeugen. | "Pronterface" und "Skeinforge" scheinen unter Linux, wenn der Drucker per USB direkt an einem Rechner und nicht über einen Pi angeschlossen ist, die Tools der Wahl zu sein. Pronterface ist eine interaktive Oberfläche mit der man direkt Befehle an den Drucker schicken oder Modelle Drucken kann. Das in Pronterface integrierte Skeinforge kann aus Volumenmodellen G-Code (die Fahrbefehle für die Maschine) erzeugen. |
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| ===== Genauigkeit ===== | ===== Genauigkeit ===== |
| | (ist noch in Bearbeitung) |
| ===== Verhältnis der Maße des Modells zum Druck ===== | ===== Verhältnis der Maße des Modells zum Druck ===== |
| Um Wände und Böden mit festem Zudsammenhalt und ohne Lücken zu bekommen. Funktioniert mit Extrusion Multiplier 1,0 und 1,1. Andere wurden nicht getestet. | Um Wände und Böden mit festem Zudsammenhalt und ohne Lücken zu bekommen. Funktioniert mit Extrusion Multiplier 1,0 und 1,1. Andere wurden nicht getestet. |