Prusa i3: Unterschied zwischen den Versionen

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| Sebastian W. || 20 €
 
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| Stefan || Arduino Mega 2560
 
| Stefan || Arduino Mega 2560

Version vom 9. Mai 2014, 12:46 Uhr

Der Drucker

Bei dem Drucker handelt es sich um einen Prusa i3 Einstein Rework mit ein paar Modifikationen.

Specs

Key Value
Hotend momentan J-Head, bald Merlin, alles unter "Benutzung" gilt für Merlin
Filament-ø 1.75 mm
Düsen-ø 0.4 mm
Bauraum x*y*z 200 * 180 * 180 mm
Firmware Marlin
Kalibrierung Hardcoded, EEPROM ist aus!
Heizbett max. Temp 110 °C

Modifikationen

Der Rework war um die Finnen auf eine reine Single-Plate Konstruktion reduziert worden. Um den Drucker in Y-Richtung zu stabilisieren habe ich die ursprünglichen Finnen des i3 an das Rework Design und die 10mm Gewindestangen geretrofittet. Außerdem habe ich den X-Idler etwas versteift, sodass man den X-Riemen stärker spannen kann ohne dass das Teil bricht. Dann habe ich den X-Idler noch mit zwei M8 Schrauben gegen die Linearwellen verspannt, damit die Z-Wellen nicht die ganze Spannung abkriegen.

Nachbauen

Alle verwendeten Kunststoffteile und den Rahmen sowie einen Link zur Aufbauanleitung findet ihr in meinem Fork-Repo auf GitHub

Benutzung

Wichtige Hinweise

  • Heizbetten und Hotends sind auch nach der Benutzung noch eine ganze Weile verdammt heiß
  • Vor der Benutzung prüfen, ob er Stecker richtig im Z-Endstop steckt
  • Niemals mit ausgeschaltetem Lüfter drucken oder vorheizen (min. 50%) der Extruder kann sonst beschädigt werden
  • Das Heizbett nicht mit Aceton reinigen (Reinigungsbenzin it ok)

Sonstige Hinweise

  • Alle Kalibrierungsdaten sind in der Firmware gespeichert
  • Ihr müsst also keine M92 Codes (steps per unit) o.ä., sondern nur Druckdaten in eurem GCODE an den Drucker übertragen
  • Der Drucker verhindert, dass im kalten Zustand den Extrudermotor gefahren wird
  • Der Drucker verhindert, dass über den erlaubten Bauraum hinaus gefahren wird
  • Der Drucker weigert sich, die Achsen zu bewegen, wenn er nicht mindestens einmal gehomed wurde

Schellstart ohne eigene Konfiguration

Der Drucker ist fertig konfiguriert und eingerichtet sowie die Druckplattform ausgerichtet wenn ihr ihn im Attraktor im Betrieb nehmen wollt. Eine Überprüfung kann nicht schaden. Alle Konfigurationsdateien, um den Drucker sofort mit der unten beschriebenen Toolchain in Betrieb zu nehmen findet ihr im im Projekt-Repo auf GitHub

Richtwerte

Wenn ihr nicht die Konfiguration aus dem Schnellstart-Repo verwendet und eigene Druckparameter bestimmen wollt, schlage ich folgende Parameter als Basis vor, die ich durch viele Testläufe ermittelt habe. Die Einstellungen ergeben stabile Teile, gutes Layerbonding, kein Ooze und wenig Bananaing. Natürlich könnt ihr auch eure eigenen Werte ermitteln und verwenden, es soll lediglich eine Hilfe sein.

Material

Key Value
Druckmaterial ABS
Düsentemperatur 155 °C (auch für 1. Layer)
Heizbett-Temperatur 110 °C (auch für 1. Layer)
Lüfter unbedingt immer auf 50%

Richtwerte Start- und Endcode

Meine Empfehlung für Anfang und Ende des GCODES, die meisten Slicer bieten hierfür eine Eingabemöglichkeit.

Startcode

M106 S127 ; turn on fan with fan speed set to 50%
G28 ; home all axes
G1 Z5 F5000 ; lift nozzle
G92 E0 ; set extruded length zero

Endcode

G91 ; set to relative positioning
G0 E-20 ; retract filament;
G90 ; set to absolute positioning
G92 E0 ; set extruded length zero
M104 S0 ; turn off extruder temperature
M140 S0 ; turn off heated bed temperature
G0 X195 Y175 ; move out of the way
M84 ; disable motors

Druckgeschwindigkeit

Bewegung Geschwindigkeit
Perimeters 80 mm/s
Small perimeters 40 mm/s
External perimeters  80 mm/s
Infill 150 mm/s
Solid infill 80 mm/s
Top solid infill 60 mm/s
Support material 60 mm/s
Bridges 30 mm/s
Gap fill  20 mm/s
Travel 150 mm/s
First layer speed 25 %

Beschleunigung

Bewegung Beschleunigung
Perimeters 1500 mm/s^2
Infill 2000 mm/s^2
Bridge  500 mm/s^2
First layer 2000 mm/s^2
Default  2000 mm/s^2

Toolchain

Die von mir vorgeschlagene und empfohlene Toolchain von der Idee zum fertig gedruckten Objekt:

  1. 3D Modelling, z.B. mit OpenSCAD
  2. Slicing und GCODE-Generierung mit Slic3r
  3. Druckersteuerung mit Repetier-Host =USB=> Drucker

Alle Konfigurationsdateien etc. für diese Toolchain findet ihr im Projekt-Repo auf GitHub.

3D Modelling

Wenn ihr einen 3D Drucker benutzen wollt, habt ihr möglicherweise schon etwas im Sinn, dass ihr drucken wollt. Falls ihr bereits eine *.stl Datei, beispielsweise von Thingiverse.com, besitzt, könnt ihr diesen Abschnitt überspringen. Ansonsten gibt es eine Vielzahl an Programmen, mit denen sich 3D Modelle entwerfen lassen. z.B.

Slicer

Ein Slicer "schneidet" das zu druckende 3D Modell in Scheiben und zerlegt diese Scheiben wiederum in Pfade, die in Form von GCODE (dem Format, dass der Drucker versteht) ausgegeben werden. Die Auswahl an brauchbarer Slicing Software ist deutlich überschaubarer, als an 3D Modelling Software, hier die wichtigsten drei:

Slic3r ist meiner Erfahrung nach die beste Wahl, da es mit der richtigen Konfiguration extrem vorhersagbare, gute Resultate erzielt, sehr fein konfigurierbar ist und den Slicing-Prozess dank Hyperthreading sehr schell ausführt. Es ist die am weitesten entwickelte Slicing-Software und sehr alltagstauglich. Slic3r arbeitet zudem mit der Host-Software Repetier nahtlos zusammen.

Cura ist etwas einfacher in der Bedienung, da es nicht ganz so viele Einstellmöglichkeiten gibt und es ab Werk schon sehr brauchbar konfiguriert daherkommt. Cura hat in den neuen Versionen (seit dem es nicht mehr die Skeinforge Engine benutzt) stark an Slicing-Geschwindigkeit gewonnen, jedoch auch an Einstellmöglichkeiten verloren.

KISSlicer ist zwar idiotensicher, die Ergebnisse sind jedoch stark von dem zu slicenden Objekt abhängig.

Skeinforge bringt (richtig konfiguriert) nach wie vor die besten Druckergebnisse und benötigt zum slicen die meiste Zeit, jedoch ist dieser Qualitätsvorsprung gegenüber anderen Lösungen nicht mehr so weit, wie er mal war.

Host-Software

Die Host-Software sendet den GCODE aus dem Slicer an den Drucker, der diesen dann ausführt und somit druckt. Die meisten Hosts erlauben zudem die manuelle Steuerung des Druckers, das Auslesen und Einstellen der Soll/Ist Temperaturen sowie einige weitere nützliche Funktionen. Ich kann nur eine Host-Software empfehlen, und das ist Repetier-Host (Freeware), da ich mit anderen keinerlei Erfahrung habe. Repetier ist für Mac, Linux und Windows verfügbar und wirklich sehr sehr gut, ich kann es nur jedem empfehlen. Einen Vergleich kann ich hier aber nicht anstellen.

Debugging

Jeder 3D Drucker hat seine Macken. Dieser Abschnitt soll helfen, sie im Falle eines Falles auszumerzen.

Achsen lassen sich nicht reibungslos bewegen

Lässt sich eine Achse nicht in beide Richtungen geschmeidig von Hand bewegen (bei abgeschalteten Motoren), ist eines oder mehrere der LM8UU Linearlager hin. Hier hilft nur, das Lager auszutauschen. Damit es nicht zu einem Lagerausfall kommt, sollten die Wellen immer gut geschmiert und die Lagerkappen geölt sein.

Entstehungsprozess

Ein neuer Drucker muss her

Die Teile für unseren neuen i3 werden gedruckt..
..und der Rahmen aus unverwüstlichem HPL gefräst.
Endstand nach einem Basteldonnerstag: Fast fertig :)

Diese Seite beschreibt den Entstehungsprozess eines Prusa i3 Einstein Rework 3D Druckers für den Attraktor. Der Bau eines moderneren 3D Druckers war ohnehin schon geplant. Nachdem ein Mitglied samt seines Prusa Mendels unseren Space leider verlassen hat, widme ich mich gerade verstärkt dem Bau eines Prusa i3 Einstein Rework für den Attraktor.

Aufruf an alle 3D-Druck-interessierten Traktoristen

Bitte lest die Teileliste, wenn ihr dann dort als nicht vorhanden markierte Teile in eurer Grabbelkiste liegen habt und spenden möchtet wäre das toll!

Kosten für den Bau

In der Teileliste findet ihr eine genaue Kostenaufstellung. Alles was Elektronik angeht habe ich so günstig wie irgend möglich (zumeist Hong Kong Ware) gerechnet, alles andere (wie z.B. Krimskrams, Schrauben, Muttern, Beilagscheiben) aus Erfahrung etwas großzügiger mit Puffer. Ich habe bereits einen solchen i3 gebaut und die Kostenrechnung ist realistisch. Viele Teile ließen sich mittlerweile im Space selber auftreiben, bei anderen Teilen sprangen Mitglieder mit Schätzen aus ihren Grabbelkisten (und Geldbörsen) ein. Mittlerweile fehlen nur noch 79,39 € von den insgesamt 313,02 €.

Würdigung der Spender

Die edlen Spender seien gewürdigt, sollte jemand mit seiner Sach- oder Geldspende fehlen oder was nicht stimmen bitte selbst hier editen!

Spender Teil
Attraktor-3D-Druck-Ecke/Markus Heizbett, IKEA-Spiegel, Klammern, Hot-End mit Cartridge und Thermistor, Riemen, Gewindestangen, Pulleys
Benny 20,- €
Carsten 60,- €
Christian Pulleys, Riemen
Danny Schrauben, 10,- €
Knud Glaszuschnitt, Thermistor
Mirko 25,- €
Moritz Ramps 1.4, Schrittmotor-Treiber, Endstops, Korkmatte, Kugellager, gedruckte Teile, Rahmen
Patric Gewindestangen, Stecker, Lüfter
Ralf Netzteil 600W
Sebastian Kaptonband
Sebastian W. 20 €
Stefan Arduino Mega 2560

Prusa i3

Ich habe mir die RepRap Famile sehr genau angesehen, in vielen davon stecken einzigartige und geniale Entwicklungsansätze mit sehr unterschiedlichen Ausrichtungen irgendwo zwischen High-Performance und Low-Cost. Der Prusa i3 ist meiner Ansicht nach der gelungenste Kompromiss zwischen diesen beiden Polen: Zum einen ist der Bau äußerst günstig, vor allem wenn man eine CNC-Maschine oder einen Lasercutter zur Hand hat, zum anderen eliminiert der stabile und passgenaue Rahmen jede Form von Wackeleien und eine Menge an Kalibrierungs-Aufwand. Die X, Y und Z Achsen stehen beispielsweise ab Werk stabil und rechtwinklig zueinander. Ich habe den Prusa i3 außerdem bereits einmal erfolgreich gebaut und meine Erwartungen was die Druckqualität und die möglichen Druckgeschwindigkeiten anging wurden in vielerlei Hinsicht übertroffen. Der Prusa i3 Einstein Rework ist eine Variante dieses 3D Druckers, die noch ein paar kleine Verbesserungen mit sich bringt.


Hier noch ein zwei Links mit allen Informationen zu diesem 3D Drucker:

Teileliste "Buy"

Alle Preise in Euro.

Bezeichnung Stückkosten Kosten bezahlt Status
Schrittmotor min. 400 Ncm max. 1.7 A/Phase, ideal Wantai 609er 7,5 37,5 25 vorhanden
A4988 Schrittmotor Treiber 2,38 9,52 9,52 vorhanden
Ramps 1.4 10 10 10 vorhanden
Arduino Mega 2560 (oder kompatibel) 13,88 13,88 13,88 vorhanden
Heatbed 6,54 6,54 6,54 vorhanden
Thermistor für Heizbett 1 1 1 vorhanden
Korkisolator für das Heizbett 3 3 3 vorhanden
Endstop 1,37 4,11 4,11 vorhanden
Hobbed Bolt 3,36 3,36 3,36 vorhanden
624 Kugellager 0,49 0,49 0,49 vorhanden
608 Kugellager 0,46 1,84 1,84 vorhanden
flexible Wellenkupplung Ø5 auf Ø5mm 1,5 3 vorhanden
Groove Mount Hotend + Thermistor + Heizpatrone 49 49 49 vorhanden
Glasplatte 7,5 7,5 7,5 bestellt
8mm Präzisionswellen Zuschnitt (2x Ø8x320 mm, 2x Ø8x350 mm, 2x Ø8x370 mm) 35,43 35,43 vorhanden
Schrauben, Muttern, Beilagscheiben 20 20 17 vorhanden
Meter Gewindestangen M10 8 16 16 vorhanden
Meter Gewindestange M5, Edelstahl, pfeilgerade, neu 2 2 2 vorhanden
Kaptonband 50mm breit 8,99 8,99 8,99 vorhanden
LM8UU Linearlager 0,56 6,16 vorhanden
Kabel, Stecker, Kabelbinder 15 15 15 vorhanden
Foldback-Klammern 0 0 0 vorhanden
Spannfedern f. Extruder 0 0 0 vorhanden
40mm Lüfter 3,8 3,8 3,8 wird besorgt
Meter GT2 Riemen 5 10 10 vorhanden
GT2 Pulleys 1,3 2,6 2,6 vorhanden
500-850W ATX Netzteil 40 40 40 vorhanden
Modellbau-Schaubenschlüsselsatz (Sechskant-Kreuz und 5/5,5 Maulschlüssel) 2,3 2,3 2,3 fehlt
Summe vorhanden 252,93
Summe fehlend 60,09
Summe 313,02

Teileliste "Schrauben

Die Schraubenliste wird von der Buy-Liste getrennt, da ggf. viele Schrauben im Space vorhanden sind.

Anzahl Bezeichnung
41 Schraube, M3x14 mm, flacher Kopf, Schlitz DIN 84
3 Schraube M3x24 mm, flacher Kopf, Schlitz, DIN 84
4 Schraube, M3x30 mm, flacher Kopf, Schlitz, DIN 84
4 Schraube, M3x20 mm, flacher Kopf, Schlitz, DIN 84
2 Schraube, M3x60 mm, flacher Kopf, Schlitz, DIN 84
6 Schraube, M4x20 mm, Außen-Sechskant oder Zylinder-Inbus
1 Schraube, M8x30, Außen-Sechskant oder Zylinder-Inbus
200 Beilagscheibe, Innen-ø 3,2 mm / Außen-ø 6-7mm, DIN 125
6 Beilagscheibe, Innen-ø 8,4 mm / Außen-ø 16mm, DIN 125
34 Beilagscheibe, Innen-ø 10,5 mm / Außen-ø 20mm, DIN 125
1 Madenschraube, M8x20
5 Madenschraube, M3x8, DIN 913
33 Mutter, M3, DIN 934
8 Mutter, M3 flach, DIN 439
6 Mutter, M4, DIN 934
2 Mutter, M5, DIN 934
1 Mutter, M8, DIN 934
1 Mutter, M8, Nylonstop
34 Mutter, M10, DIN 934

Teileliste "Make"

Die fehlenden gedruckten Teile werde ich in den nächsten Wochen nach und nach drucken.

Anzahl Bezeichnung vorhanden
1 X Carriage ja
1 X End Idler ja
1 X End Motor ja
1 Y Belt Holder ja
4 Y Corner ja
1 Y Motor + Endstop Holder ja
1 Y Idler ja
1 Z Axis Top Left ja
1 Z Axis Top Right ja
1 Endstop Z Holder ja
1 Z Axis Bottom Left ja
1 Z Axis Bottom Right ja
3 Arduino Washer ja
1 Wade Extruder Body ja
1 Extruder Idler ja
1 Fan Duct ja
1 Wade Small Gear ja
1 Wade Big Gear ja