Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

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charlyBrown
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von charlyBrown » 16.02.2016, 15:56

Hallo,

ich habe jetzt alles vollständig geändert.

Ich habe mich von den 4 Wagen pro Lineareinheit verabschiedet.
Jetzt wird eine 12 mm Spindel verwendet und alle Lagerblöcke und auch das Muttergehäuse müssen selbst angefertigt werden, sind dafür möglichst zierlich gehalten.
Die Anordnung ist wie bisher: zwei vertikale Linearführungen an den Säulen des Portal.
Als Schrittmotoren sind jetzt Nema 17 Motoren gezeichnet.

Ich habe zwar zwei vertikale Profile gezeichnet, aber vermutlich braucht man die nicht wirklich. In der letzten Zeichnung habe ich die horizontale Verbindung zwischen den vertikalen Profilen ergänzt. Es geht mir hier nur um das Gesamtkonzept. Auch die Bodenplatte kann beliebig gegen Alu-Normteile getauscht werden. Da aber keine Kräfte wirken, sollte es weitgehend egal sein, was man verwendet.

Das Bearbeitungsvolumen ist kleiner geworden (Verfahrwege: 15 cm). Dafür sind die Aussenabmessungen schön zierlich: 40 cm breit, 35 cm tief, 35 cm hoch. Die Alu-Platte, die den Wagen mit dem Muttergehäuse verbindet, sind zum Andocken für den Extruder und den x-y-Tisch gedacht.

Nachwievor hänge ich an dem "Modulkonzept" für die Linearführungen, so dass diese alle mit der gleichen Basisplatte ausgestattet sind (Alu 10 mm). Auf der horizontalen Achse könnte man natürlich auch eine durchgängige Längere Aluplatte verwenden. Man könnte vermutlich auch vollständig auf die Alu-Basisplatte verzichten und die Schiene alleine als Verbindung zwischen den Säulen verwenden.

Im Moment sind an den vertikalen Säulen Loslager gezeichnet. Diese könnte man vermutlich auch weglassen.

Variiert habe ich den Halter für die Schrittmotoren (horizontale Achse: Befestigung von oben auf Bodenplatte, sonst Befestigung an der Bodenplatte von der Stirnseite . Welcher Variante ich den Vorzug gebe, dürfte egal sein).

Ausser dass ich Linearführungen verwende, sehe ich keinen wesentlichen Unterschied mehr zu einem Prusa i3 oder MendelMax 2.

Wie sieht es aus? Findet diese Variante mehr Zustimmung?

Viele Grüße

Karl-Heinz

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Toast

Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von Toast » 16.02.2016, 16:52

Hi,

ich habe mir das auch mal alles angesehen und schließe mich den vorherigen Antworten v.A.in jenem Sinne an, dass du hier versuchst mit Elefanten auf Spatzen zu schießen, . . oder wie auch immer das heißt. :D

Deine Änderungen gehen schon in die richtige Richtung. Ich meine aber dass das immer noch viel zu brutal ist wenn ich überlege was du damit machen willst (winzige Teile drucken).
Die Genauigkeit holst du dir richtiger Weise mit KUS und Linearführungen an die Maschine, zumindest wenn du es "besser" als bei den gängigen Druckerkonzepten machen möchtest. Kus gibt es aber bis 6mm und Führungen auch mit 7 und 9mm, was immer noch ein vielfaches belastbarer ist als du es tatsächlich brauchst. Schau mal in die Datenblätter solcher kleinen Ausführungen von Kus und Führungen. Ich denke dein Maschinen ist noch viel viel zarter und eleganter umsetzbar ohne Abstriche an der Genauigkeit machen zu müssen.

Unabhängig davon ist dein Grundgestell viel zu labberig, zumindest im Verhältniss zu den "dicken" Führungen und den KUS die du verwendest. Schliesst sich beides irgendwie aus. Du verwendest viel Material (große 10mm!!! Aluplatten). Um das ganze schwer zu machen? Stabiler wird die Maschine damit, zumindest so wie du sie jetzt gezeichnet hast aber nicht. Ich empfehle grundlegend am Konzept des Grundgestells und der Führungen zu arbeiten.

Viele Grüße,
Karsten

KarlG
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von KarlG » 16.02.2016, 17:18

Toast hat geschrieben:Kus gibt es aber bis 6mm und Führungen auch mit 7 und 9mm, was immer noch ein vielfaches belastbarer ist als du es tatsächlich brauchst.
Die kosten dann aber wieder richtig und die Miniaturführungen haben meist auch nur 2 Kugelreihen. Ich finde den Ansatz mit 12er Spindeln und 15er Führungen i.O., weil das billige Massenware ist.

Das Konzept würde ich weiter deutlich vereinfachen - zweiten Antrieb Z raus; 1 Z-Motor mittig auf die Traverse (bzw. etwas verschoben Richtung Schwerpunkt) - dafür könnte man drüber nachdenken, auf der Motorseite einen zweiten Führungswagen zu spendieren, der gegen evtl. verkanten hilft. Die Säulen können noch dichter zusammen und eine Abstützung nach vorne vertragen. Die Aluplatten an den Säulen müssen imho auch nicht sein und die Loslager kann man wahrscheinlich alle einsparen...
..von den eingesparten Aluplatten könnte man sich ein stabile Grundplatte leisten.

Gruss
Karl

ahhk

Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von ahhk » 16.02.2016, 17:45

Wie gesagt,

ich würde das Frieda-Prinzip nachbauen, nur mit feststehendem Portal (Y-Führungen oben auf anstatt seitlich an den Längsträgern), nur einer Führung auf X & Z, 2 Wagen auf Y und insgesamt leichter Z.B 12er Material und 20 Profile.

Oder halt den Mendelmax mit Linearführungen.

Deinen Entwurf würde ich beiseite legen....

charlyBrown
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von charlyBrown » 16.02.2016, 18:32

Hallo an alle,
Superantworten! Ich brauche etwas Zeit, alles zu reflektieren, recherchieren und umzusetzen.
Vielen Dank schon mal und viele Grüße
Karl-Heinz

charlyBrown
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von charlyBrown » 17.02.2016, 21:35

Hallo an alle,

ich habe wieder versucht, die meisten Kritikpunkte zu berücksichtigen. Hauptsächlich habe ich mich an Karls Kommentaren orientiert. Ich habe allerdings diese Formulierung nicht verstanden: "... auf der Motorseite einen zweiten Führungswagen zu spendieren, der gegen evtl. verkanten hilft." (also: ich weiß nicht, was damit genau gemeint ist).

Ich bin bei den 1205er Spindeln geblieben, weil die deutlich preiswerter sind. Das "labbrige" Grundgestelle wurde komplett überarbeitet. Ich habe mich dabei an dem Rahmen des "ORD Bot 3D printer" orientiert und zusätzlich gegen Bewegungen entlang der Achse von vorn nach hinten (ist das nun per Konvention x oder y??, ich habe schon beides gelesen) durch die lateralen Stabilisierungsdreiecke verstärkt.

Die Profile sind beim ORD Bot genauso angeordnet (ich würde durch die 8 cm eine hohe Stabilität in diese Richtung erwarten). Die Alu-Verbindung oben ist 15 mm dick, da ich das Festlager integriert habe und Platz benötigt habe.

Hier ein paar "Eckdaten":

Gesamtbreite: 330 mm
Alu-Verbindung der vertikalen Portalträger:
Oben: 15 mm dick, unten: 15 mm dick
Vertikale Portalträger: Item Profil 80 mm x 40 mm
Horizontales Profil: Item 120 mm x 40 mm
Höhe ohne Motor: 350 mm
Spindeln: 1205
Stepper: Nema 17

Deckplatte auf Spindelmutter und Linearführung unten (Verbindung zum späteren Drucktisch):
130 mm breit, 140 mm tief.

Der Verfahrweg ist zwar länger, aber ich gehe im Moment von einem Bearbeitungsvolumen von 130 (b) x 140 (t) und 110 m (vertikal) aus.

Es fehlen in der Zeichnung:

Anschlag für z-Achse nach unten
Referenzschalter
Lagerblöcke (orange) sind noch nicht breitgenug für Profilbefestigung
Profilabdenkung nach vorn

Solange ich nicht sicher bin, ob das Konzept stimmt, zeichne ich keine Bohrlöcher, Schrauben etc.

Meine heutigen Fragen sind:

1. Gefällt Euch der Vorschlag besser als die vorigen? (ich hoffe: schon).
2. Soll ich Linearführungen für z-Achse so wie jetzt zwischen den vertikalen Portalbalken lassen oder besser von vorne aufsetzen?
3. Wie befestigt man die Linearführungen auf einem Profil richtig: Karl macht das anders als Möderl (auf den breiten Abschnitten zwischen den Nuten). Ich habe im Moment die Version von Karl (auf den Nuten, mit Nutensteinen befestigt) berücksichtigt.

Viele Grüße

Karl-Heinz

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KarlG
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von KarlG » 17.02.2016, 22:21

charlyBrown hat geschrieben:Ich habe allerdings diese Formulierung nicht verstanden: "... auf der Motorseite einen zweiten Führungswagen zu spendieren, der gegen evtl. verkanten hilft." (also: ich weiß nicht, was damit genau gemeint ist).
Die Z-Achse ist ja einseitig mit dem X-Motor belastet (verschobener Schwerpunkt). Das hätte ich
1. mit assymetrischer Anordnung der Z-Motors
2. Mit Verstärkung der Z-Führung auf der Seite
kompensiert. Also einen zweiten Z-Wagen auf der Seite, wo der X-Stepper sitzt
Ich bin bei den 1205er Spindeln geblieben
1205 oder 1204? Die 1204 sind Massenware, 1205 eher Exoten.
(ist das nun per Konvention x oder y??, ich habe schon beides gelesen)
Definiert jeder "Hersteller" selbst - entscheidend ist der Standpunkt (des Bedieners); die Achse, die von Dir wegfährt, ist per Definition Y.
1. Gefällt Euch der Vorschlag besser als die vorigen? (ich hoffe: schon).
Jein. DIe Grundplatte würde ich geschlossen halten - so bist Du auf einen ebenen Untergrund angewiesen (der meist nicht gegeben ist).
Das Profil auf Y bringt zusätzliche Ungenauigkeiten rein - würde ich rausschmeißen.
2. Soll ich Linearführungen für z-Achse so wie jetzt zwischen den vertikalen Portalbalken lassen oder besser von vorne aufsetzen?
Prinzipiell finde ich das gut und platzsparend - vermute aber, dass Du das nicht eingestellt kriegst.
3. Wie befestigt man die Linearführungen auf einem Profil richtig: Karl macht das anders als Möderl (auf den breiten Abschnitten zwischen den Nuten). Ich habe im Moment die Version von Karl (auf den Nuten, mit Nutensteinen befestigt) berücksichtigt.
Wird nicht ganz klar, was Du meinst. Bei der Karla sitzt nur die obere X-Führung auf der Nut (die ist aber auch überfräst); alle Anderen sitzen auf dem Steg. Schau Dir mal das Nut5 60x40-Profil an - das ist imho für die Senkrechten am besten geeignet.

Gruss
Karl

charlyBrown
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von charlyBrown » 18.02.2016, 07:45

Guten Morgen Karl,

ich bin froh, dass ich mich einer machbaren Variante nähere. Ich werde diesmal länger brauchen, die Änderungen umzusetzen, da ich erst am WoEnde wieder Zeit habe, zu zeichnen.
Die Z-Achse ist ja einseitig mit dem X-Motor belastet (verschobener Schwerpunkt). Das hätte ich
1. mit assymetrischer Anordnung der Z-Motors
2. Mit Verstärkung der Z-Führung auf der Seite
kompensiert. Also einen zweiten Z-Wagen auf der Seite, wo der X-Stepper sitzt
Das habe ich jetzt verstanden und überlege mir, wie ich das umsetzen werde.
1205 oder 1204? Die 1204 sind Massenware, 1205 eher Exoten.
Es ist tatsächlich eine 1205 Spindel (R12-05K4-FSCDIN). Ich bin aussschließlich über den Hiwin Katalog gegangen, ohne deren Preise zu prüfen. Das Problem ist, dass ich deren Preise immer anfragen muss und ich will denen erst wieder die Arbeit für ein Angebot zumuten, wenn ich endgültig weiß, was ich bestellen muss. Die 1204 Spindeln, die es z.B. bei Kamp und Kötter gibt, haben mir nicht so gefallen. Man sieht schon auf dem Foto, dass bei der Endenbearbeitung die Führungrillen für die Kugeln noch zu sehen sind. Ich hatte Bedenken, dass das Festlager nicht plan festgeschraubt werden kann, da ein Anschlag fehlt. Ich habe zwar die Hiwin Spindeln nicht gesehen, ging aber implizit davon aus, dass so was bei der teureren Lösung nicht passieren sollte. Ich werde aber vor der Bestellung sowohl die Endenbearbeitung als auch die Kosten vergleichen.
Jein. DIe Grundplatte würde ich geschlossen halten - so bist Du auf einen ebenen Untergrund angewiesen (der meist nicht gegeben ist).
Das Profil auf Y bringt zusätzliche Ungenauigkeiten rein - würde ich rausschmeißen.
Steht auf der Agenda für Samstag.
Prinzipiell finde ich das gut und platzsparend - vermute aber, dass Du das nicht eingestellt kriegst.
Ich hatte ähnliche Bedenken. Vielleicht fällt mir noch eine andere platzsparende Alternative ein.
Wird nicht ganz klar, was Du meinst. Bei der Karla sitzt nur die obere X-Führung auf der Nut (die ist aber auch überfräst); alle Anderen sitzen auf dem Steg.
Du hast für mich richtig geantwortet, obwohl ich mich wirklich nicht sehr genau ausgedrückt habe. Diese Unsicherheit war übrigens der Grund, warum ich bei meinen früheren Entwürfen eine plangefräste Alu-Platte als Basis für die Linearführungen gewählt hatte. Es schien mir einfacher eine Platte in den T-Nuten zu befestigen und mich bei dem genauen Aufbau der Lineareinheit nicht an die Nuten halten zu müssen.
Schau Dir mal das Nut5 60x40-Profil an - das ist imho für die Senkrechten am besten geeignet.
Steht auf der Agenda für Samstag!!

Viele Grüße und herzlichen Dank für das Feedback.

Karl-Heinz

KarlG
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von KarlG » 18.02.2016, 09:30

charlyBrown hat geschrieben:Ich habe zwar die Hiwin Spindeln nicht gesehen, ging aber implizit davon aus, dass so was bei der teureren Lösung nicht passieren sollte.
Das hat mit "teuer" nix zu tun - höchstens indirekt. Die gängigen 1204 haben einen Kerndurchmesser leicht unter 10mm (imho so um ~9,6-9,8). D.h.: man hat nur zwei Möglichkeiten:
1. abdrehen auf 10 - dann hat man ein Restgewinde
2. abdrehen auf 8 oder evtl. 9 dann hat man das Problem mit den Lagern - die Standardlager fangen erst bei 10mm an ..
..und dann wird es:
a. teuer und
b. weniger belastbar

Bei den Hiwin gibt es also auch nur 3 Möglichkeiten:
1. Der Kerndurchmesser liegt bei 10 oder drüber (solche 12er Spindeln gibt es)
2. Die drehen auf <10 ab
3. ein Restgewinde bleibt stehen

Gruss
Karl
Zuletzt geändert von KarlG am 18.02.2016, 13:49, insgesamt 1-mal geändert.
Grund: Ergänzung 3.

charlyBrown
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Re: Gedankenaustausch "Präziser 3D-Drucker"

Beitrag von charlyBrown » 19.02.2016, 19:23

Hallo,

die Hiwin Spindel ist auf 5 mm Durchmesser abgedreht. Aus diesem Grund musste ich mich gerade ein bisschen mit der Nomenklatur von Kugellagern beschäftigen. Da es immer etwas Zeit kostet, sich durch das Angebot von Suchmaschinen zu arbeiten, wollte ich Euch etwas Zeitsparen, falls Ihr Euch evtl. auch mal mit Kugellagern beschäftigen müsste (ausserdem ist das somit auch gleich mein externer Notizzettel):

Hier findet Ihr Informationen zu Kugellagern:

Erklärung zu Kugellagern und Ihren Bezeichnungen (das PDF gibt es im Netz bei mehreren Quellen) :

http://www.schleer.de/downloads/01allgemeines.pdf

Pragmatische Zusammenstellung in Tabellen (sehr gut, sobald man die Begriffe kennt):

http://www.fachlexika.de/technik/mechatronik/lager.html

Kontrolle der Auswahl des richtigen Lagertyps mit Hilfe ausgezeichneter "Filter"

http://www.kugellager-express.de/

Viele Grüße

Karl-Heinz

PS: für das Loslager würde ich anhand der o.g. Informationen ein Rillenkugellager vom Typ 635 nehmen (5 mm Innendurchmesser, 19 mm Außendurchmesser, 6 mm Breite).
Für das Festlager würde ich zwei Schrägkugellager nehmen. Dazu findet man für eine 5 mm Achse fast nichts zu lesen. Die Filter bei Kugellager-Express schlagen das Lager "Schrägkugellager 30/5 2RS 5x14x7 mm" vor (5 mm Innendurchmesser, 14 Aussendurchmesser, 7 mm Breite).

Falls Ihr auf optisch detailreiche CAD Vorlagen stehen, gäbe es die hier http://www.sbn.de/ für diese Lager. Mir reichen symbolische Zylinder mit den richtigen Abmessungen.

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