Hallo!
Mein Name ist René, ich bin eine 34 jährige deutscher Elektroingenieur und dies ist meine allererste instructable. In meiner Freizeit liebe ich basteln mit 3D-Drucker. In den letzten Jahren ich 3 verschiedene 3D-Drucker auf meinem eigenen, bauen jedes (subjektiv: D) besser als sein Vorgänger.
Nun, für meinen vierten Drucker habe ich es anders. Ich wollte einen gut aussehenden Drucker zu bauen, der angemessen und auf meinem Schreibtisch klein ist. Und ich wollte es erstklassig!
Zunächst lassen Sie mich Ihnen ein wenig über entwirft und baut den ersten Prototyp. Dies wird eine große Menge an Gründe für die Entwurfsentscheidungen bedecken und mit den folgenden Informationen, Sie können selbst entscheiden, ob dieser Drucker erstklassig ist und wenn Sie, zu bauen möchten. Möchten Sie die aktuelle Build-Prozess zu sehen, springen Sie einfach mit Schritt 2 fort.
Los geht's!
Ich besitze bereits einen Drucker mit einem großen Buildvolume (größer als 30x30x30cm) und wegen der Größe, es braucht viel Energie und ist ziemlich langsam. Das ist, warum, ich fing an, einen kleineren Drucker wieder im Oktober 2015 planen. Es war klar von Anfang an, die der neue Drucker hatte kleine, präzise und schnell sein. Nebenwirkungen von diesem automatisch kommen würde: weniger Energieverbrauch und einfachere Handhabung in dieser Drucker bewegen. Darüber hinaus wollte ich einen Drucker zu bauen, der war auch schön und meine Prioritäten zugewiesen, von Anfang an:
-saubere Optik
-alle Teile im Inneren des Gehäuses, sogar das Netzteil
-Verwenden Sie qualitativ hochwertige Teile
-weniger als 20cm Rand Länge
-stillen!
-kompakt und schnell
Es ist meine vierte Drucker - Codename: Würfel
Mit einer gesamten Dimension genau 20x20x20cm könnte man wirklich von einem kleinen Würfel sprechen. Bei der Konzeption und Aufbau der Würfel konnte ich alle meine Prioritäten berücksichtigen - dies war nicht so einfach, als ich erwartet hatte.
Nun zu den wichtigsten Features:
mechanische:
-Gehäuse: kleine 20x20x20cm
-Buildvolume: X90 Y75 Z 80
-bewegliche Abstand: X98 Y75 Z80, damit der Druckkopf neben Printbed, z. B. für anti-ooze-Skripte auf Printstart bewegen kann
-CoreXY-System
-lineare Bewegung mit hochwertigen lineare Schienen (HIWIN MGN9R) in X, Y, Z
-Vollmetall Hotend E3D-V6 1, 75mm Bowdensetup
-PEI-beschichtete Perma-Printbed aus Präzision gefräst Warmcasted Aluminium (EN AW 5083) und vertiefte Silikon Heizung gemacht
-Direct-Drive-Extruder (MK8)
-massive Gehäuse aus 4 mm dicken Akuminium gefräst, alle Bohrungen in DXF enthalten
-XY-Ebene ist Lasercutted aus 2 mm dickem Edelstahlblech, alle Bohrungen in DXF enthalten
-Gehäuse-Blätter sind als tragende und stiffing Teile konzipiert, sondern kann alles zusammen demontiert werden, ohne den Drucker auseinander zu fallen.
-alle Teile sind in einer Weise, die Adjustings zu erleichtern und die Komponenten im Inneren zugänglich ausgelegt.
-alle Teile sind entworfen, um nur eine notwendige Fertigungstechnik (Laser) verwenden und wiederholen und symmetrisch
Elektro:
-AZSMZ-Mini 32-Bit-Controllerboard mit Smoothieware firmware
-4 x leisesten TMC2100 Stepperdrivers, passiv gekühlt
-Trotz der geringen Platzbedarf, nutzen Sie vollwertige NEMA17 Schrittmotoren für ausreichende Leistung Reserve
-beheizte Bett (230V / 60W), mit vertieften Silikon-Heizung
-motor-Versorgungsmaterial-Spannung: 19V
-Gesamt-Leistungsaufnahme: 230V / 0, 65A bei Max
Diverses:
-leiser als 40dB in realistisch und normalen Betrieb (schmucklos Maßnahmen!)
-bis zu 833 mm/s Travelspeed
-bis zu 12.000 mm/² Beschleunigung
-nicht bis 10.000 mm/² Beschleunigung und 100 mm/s, Ghosting wird kaum sichtbar
-Kreuzung Abweichung bis zu 0, 5 mm getestet
-die komplette X-Schlitten (echte Druckereinrichtung) wiegt nur 160g
-die komplette X - und Y-Wagen mit allen Anbauteile (echte Druckereinrichtung) wiegt nur 290g
-Hotend Befestigung mit 2 Schrauben, schnell austauschbar
-Bowdenlength beträgt nur 35cm (komplett aus MK8, die thermische Barriere in der Hotend)
Um die Würfel zu entwerfen war eine unerwartete Erfahrung und ich hatte eine Menge Spaß. Die ständige Herausforderung, jedes Detail perfekt zu bekommen und einen wertvollen Kompromiss in jeder Hinsicht nach wie vor mit den Prioritäten im Auge, war spannend. Auf der einen Seite musste ich jeden Raum und jeden Teil so klein wie möglich, die maximale Buildvolume zu erreichen. Auf der anderen Seite müssen Dinge bequem und zugänglich für Instandhaltung und Konstruktion. Darüber hinaus sollte es einfach und mit einem sauberen Design bleiben.
Um all dies zu erreichen, ich habe eine große Anzahl von Entwürfen für jeden Teil und manchmal begann mit ein fertiges Teil aller wieder, wenn ein anderer Teil ins Spiel kommt. Ich hatte einen großen Vorteil im Umgang mit meinem vorhandenen 3D-Drucker. Die eine Sache, einen Teil in einer CAD-Software, aber es design ist die komplette Kehrseite dieser Teil in Händen halten und versuchen, ob es funktioniert. In meinem Kopf war der schwierigste Teil, gestalten den Druckkopf / X-Schlitten. Die Größe des Wagens hatte einen großen Einfluss auf die späteren Buildvolume. Jeder Millimeter in den Wagen gerettet wurde sofort in weitere Buildvolume gewonnen.
Mit dem kompakten Druckkopf wurde die gewünschte Buildvolume 8x8x8cm erreicht. Nur wenn in Not für Print-Kühlung, habe wie für den Druck z.B. PLA oder PETG, ich 5 mm Buildvolume in Y-Achse weitergeben. Die frühere geplante Coolingfan mit seinen 30mm-FormFactor verwenden nicht ausreichend machen Kühlung und musste für ein mächtiger, aber größer Fan mit FormFactor verwenden 35 mm bewegen. Wenn nicht in Not für die Print-Kühlung, eine schnelle und einfache Änderung bringt wieder die volle Buildvolume.
Die übrigen Maßnahmen der Würfel waren viel einfacher zu handhaben. Sie kommen aus vorhandenen Teilen und wenn das Teil bewegt, habe ich noch eine "großzügige" 1mm Abstand, um Schleifen zu vermeiden. Einfach gesagt: Ich arbeitete mich von außen nach innen.
Zum Beispiel ist die Höhe der XY-Ebene genau 38mm. Dies ergibt sich aus zwei Tatsachen: der Motor der z-Achse ist eine kürzere NEMA17 mit 34mm lang, mit 2mm Blatt auf jeder Seite. Ohne eine Aussparung für den Motor-Körper ist kein kleiner Abstand möglich. Die kleinste Montage von einem Y-Schlitten mit Flansch-Kugellager genau 33 mm (Ich habe versucht dies mehrmals) und 1mm Abstand für die Bewegung mit dem 2mm Blatt auf jeder Seite ermöglicht. Ich verwende sie sogar die kleinste mögliche Flansch-Lager. Der begrenzende Teil mit diesem ist die GT2-Gürtel. Der Gürtel ist 6mm breit und zwei MF104ZZ-Flansch-Kugellager haben eine Runningsurface von nur 6, 4mm. Montage der XY-Ebene mit Miniatur-Flansch-Kugellager MF104ZZ
Mit der 38mm obere Ebene gegeben ich habe es symmetrisch und verwendet die gleiche 38mm Höhe für das elektronische Fach an der Unterseite. Ich brauchte eine Stromversorgung zu finden, das passt hinein und ist in der Lage, bis zu 60W liefern (also brauche ich da 90W Faustregel: benutzen Sie ein Netzteil nicht an mindestens 80 % seiner Größe). Alle beliebten erschwinglichen Industrienetzteile in die benötigten Powersize hatte zu viel Bauhöhe. Und alle Regale Controllerboards, wie Rampen oder RADDS, zu überdimensioniert sind. Die GT2560 und AZSMZ-Mini wurden nominiert für die Montage.
Kurz zuvor hatte ich die Gelegenheit, zu versuchen, eine Smoothieboard und aus diesem Grund war die Entscheidung leicht: Ich entschied mich für die Smoothieware-kompatible 32-Bit-Board AZSMZ-Mini. Wer weiß was gut ist, wenn erfahrene Smoothieware mit seiner Benutzerfreundlichkeit und per Drag & drop-Funktionalität, und wird sich nie ändern zurück zu Repetier oder Marlin.
Zwar Stapeln der Stepperdrivers (TMC2100) mit ihm ziemlich große Kühlkörper war möglich und würde im Inneren ausgestattet haben, ich habe einen anderen Weg nehmen. Mit dem Einsatz von herkömmlichen Kühlkörper noch hätte ich eine aktive Kühlung verwenden und wenn Sie auf das Bild oben genauer, ich bereits zwei 30-mm-Lüfter dafür vorgesehenen. Aber ich wollte vermeiden, zusätzliche Klangquellen und dachte über das Stepperdrivers passiv Kühlung.
Ich habe alle Stepperdrivers auf die dicke Platte rechts neben der Controller-Platine. Wegen seiner Größe ist die 4mm dicke Platte eine beeindruckende Kühlkörper.
Nach Stunden des Testens ohne Schrittverlust war ich mir sicher, dass die Stepperdrivers coole genug, die ganze Zeit bleiben. Aber ich habe noch ein Ventilator in Betrieb: Es ist ein 12V-5V Schiene und daher unhörbaren Betrieb in Verbindung. Dies macht einen kleinen Luftstrom für die Stromversorgung und das Controllerboard, nur für den Fall. Darüber hinaus reduziert dieses kleinen Luftstrom die Temperatur der "Kühler" drastisch. Und benötigt oder nicht, die CPU auf dem AZSMZ-Mini bekam eine eigene schöne Kühlkörper.
Diese zwei 38 mm hoch, lassen Horizontly Ebenen Exatly 124mm vertikale Bewegung der z-Achse. Abzug einer Beförderung-Länge von 29mm linear-Beförderung (MGN09CZ0M, Hiwin), beendete ich mit 95 mm möglich Z-Hub.
Braucht man zu betrachten, es ist zusätzlicher Raum für die Printbead-Einstellung und abhängig von der montierten Düse, gibt es noch einige weitere Millimeter benötigt. Die geplante Printheight von 80mm links genug Platz, um die Einstellung für die Printbed großzügig zu gestalten. Darüber hinaus konnte ich die Hotend ein bisschen mehr, um es mehr "drin" des Druckers selbst zu senken.
Die Rückseite des WÜRFELS ist genau 51mm dick. Dies ist die genaue Größe der montierten NEMA17 müssen, nicht mehr passen. Die berührenden Platten funktionieren ein bisschen als zusätzliche Kühlkörper, die Motoren bleiben kühler. Wenn Sie genau hinsehen, werden Sie erkennen, dass es keine Kupplung auf der z-Achse. Wegen Platzgründen habe ich einen Motor mit integrierten Spindel, ein TR8x4 unter den 3 Motoren für die X-, Y- und z-Achse ist genug Platz für die Extrudermotor und der 230 v-Stecker mit integriertem Schalter und Sicherung.
Die NEMA17 in den Bildern vertreten einen guten Größenvergleich für die Größe der Würfel. Bemerkenswert ist, dass alle montierte Schrittmotoren sind in einer Ebene montiert und befinden sich direkt neben einander. Auch die Extudermotor ist innen montiert und nur außerhalb mit seinen Schaft Gipfeln. Auf der Außenseite bestieg ich den kompaktesten Extruder, die ich kenne. Der Autor dieses Entwurfs reagierte auf meine Bedürfnisse und ein paar Änderungen auf seinen Entwurf für mich. Thats, warum ich das bestmögliche Design montieren konnte.
Der Extruder ist ein gedruckter mit einem MK8-Getriebe und für 1, 75mm Filament gemacht. Dieser Extruder auf meine 3D-Drucker verwendet wird, und ich bin sehr zufrieden mit ihm. Super einfach, super billig zu machen und super zuverlässig.
Wenn alle die Abdeckplatten Demontage, ist der innere Rahmen noch in der Lage, alles in Position zu halten. Dadurch Wartungs- und Einstellarbeiten sehr einfach, sogar in diesem winzigen Drucker jeden Teil erreichbar bleibt.
Die bedruckten Teile konnte auch aus Aluminium, die ich habe zu einem noch mehr Qualität zu bauen erfolgen. Eine weitere bemerkenswerte Details ist die unabhängige XY-Ebene. Die ganze Versammlung von der X- und y-Achse wird zwischen den zwei Lasercut-Edelstahl-Blechen und aufgrund der gegebenen Mountingpoints, die lineare Schienen passen einfach in Ort mit wenig bis keine weitere Anpassung erforderlich.
