Steuerung 3D Drucker für Nerds

[DJK94]

Ich möchte mich eben primär auf eine solide und präzise Mechanik konzentrieren. Die Steuerung muss meine Anforderungen erfüllen, aber ich muss erstmal nicht das allerletzte Rausholen.

Grundsätzlich bieten externe Motorsteuerkarten schon Vorteile gegenüber integrierten. Bei den "großen" Steuerung von CNC Maschinen, die ich kenne sin die Schrittmotorendstufen alle getrennt. Dadurch kann ich eben flexibel tauschen und die Motorversorgungsspannung unabhängig von der der Steuerversorgungsspannung erhöhen. Ich kenne mich und werde sicher auch irgendwann mit der Steuerung das Experimentieren anfangen. Erstmal möchte ich es überhaupt sicher zum laufen bringen. Und entweder die Steuerung limitiert mich, dann geht ihr "an den Kragen" oder sie erfüllt die Anforderungen.

Mein Rechner läuft auch noch auf nem Intel der 4. Generation, obwohl wir jetzt bei 9 oder 10 sind. ICh sehe dennoch keine Limitierung, die mich dazu bewegt auf neuere zu wechseln.

Dass erhöhte Motorspannung und Prozessortakte theoretisch die Druckgeschwindigkeit bis zu Fehlern erhöhen können würde ich bestätigen. Allerdings gibt es hier zumeist gravierende Limitierungen, die die Förderung an diesen Stellen unnötig machen können. Die meisten Konstruktionen werden wohl durch mangelnde Steifigkeit ans Limit der Geschwindigkeit geraten. Gerade feine Infillstrukturen können ordentliche Vibrationen ins Gerät bringen. Und dann leidet die Druckqualität völlig unabhängig davon, wie genau ich fahre. Und in den Fällen reicht ein etwas langsamerer Prozessor völlig aus.

Die Steifigkeit sollte bei meiner Konstruktion kein Problem darstellen. Und durch die enorme Eigenmasse dürfte auch einige Dynamik möglich sein. Wobei die schweren Achsen sicherlich auch mehr Steifigkeit erfordern. Da die Masse auch beschleunigt werden will, ist eine hohe Motorspannung sicher sinnvoll und ich werde zumindest 24V anstreben. Netzteile für höhere Spannungen sollten aber grundsätzlich nicht das Riesenproblem sein. Wo ich möglicherweise wirklich aufpassen muss mit der Prozessorleistung ist mein geplanter Servomotor auf der Y-Achse. Da hab ich von meinem Vater rausgehört dass seine Steuerung die Dynamik limitiert hat. Aber auch da muss man schauen, ob das dann überhaupt noch sinnvoll ist so schnell zu fahren.

Was ich mir auf jeden Fall noch anschauen muss sind die Optionen für Multifilamentdruck. Denn ich kenne mich und meine Konstruktionen und da werde ich um separate Supportmaterilien nicht herumkommen wollen.

Ich werde mal schauen, dass ich die Konstruktion das Wochenende weitertreibe und eine Einkaufsliste erstellen kann. Dann gibts dazu einen eigenen Thread.

 

Daniel

[Hellmut Kohlsdorf]

Hallo. Leider machen meine gesundheitlichen Probleme mich sehr langsam. Aber daran festhalten die Projekte trotzdem weitser zu verfolgen ist auch, gerade für die geistige Gesundheit positiv. Ich bin jetzt seit etwa einem Monat endlich dazu gekommen meinen3D Drucker Creality Ender 5 Plus in betrieb zu nehmen. Tja, Theorie ist eines, praktische Erfahrung erschließt mir vielea. Mein erster Restdruck war voll rtfolgrei. Ich habe den Mitnehmer für eine selbst gebaute digitale Anzeige wie hoch das Blatt der Kreissäge über dem Tisch ist. Leider ist erst relativ kürzlich dazu wichtige weitere Details veröffentlich worden. Das Ergebnis ist, dass ich den Mitnehmer anpassen muss, Dafüt mu´ich das veränderte Teil in einem 3D CAD, OpenSCAD oder Fusion 360 neu konstruieren. Eigentlich einfach, aber ich bin da sehr langsam. Dann habe ich das erste Seitenteil einer DIY Späne und Staub Absaugung über dem Sägeblatt gedruckt. Hier meine 2. Lernerfahrung die 2 Elemente hat. Das erste war dass ich die glatte Außenseite oben hatte und so hat Cuta die Stützen erstellt. Das Ergebnis. Der Druck war erfolgreich, ich habe aber große Probleme die Stützen zu entfernen. Die glatte Außenseite hätte ich unten positionieren müßen, dann braucht Cura keine Stützen für den 3D Druck. Dewutlich wurde aber dafür dass ich mich mit dem Thema Stützen intensiv beschäftigen muß. Der Grund ist, dass wenn ich z,B, eine Y-Weiche für die Absaugung an der Kreissäge und dem Frästisch brauche, dann wären Stützen im Innenraum der Röhre fatal. Ich habe um zu lernen einen Druck der Y-Weiche aus dem Youtube Video aufrecht stehend, also wie der Buchstabe Y, Dabei habe ich die "tree" Variante der Stütz-Generierung verwendet und gesehen, dass die Winkel zwischen den beiden Armen der Y-Weiche eine Winkel von nur 45° zur horizontalen haben dürfen, dann erstellt Cura keine Stützen dafüt. Der Drucl lief gut. Leider hatte ich einen Filament Bruch und so druckte der 3D Drucker weiter ohne Filament-Schmelze abzulegen. Leider hat die große Luftfeuchtigkeit in meiner Werkstatt das Filament diese absorbiert und dann wurde sein Durchmesser so groß dass ich das Entfernen und Neueinbringen von Filament noch nicht gemeistert habe.

Ich habe dieses so detailliert beschrieben, da nach meiner Meinung mir dabei wertvolle Einsichten zum 3D Druck gelangen.

Ein weiteres Thema ist die Steuerkarte vom 3D Drucker. Die ab Werk eingebaute Version ist laut, das stört mich nicht. Ich hatte aus meinen früheren Experimenten mit Schrittmotoren und der Korrektur eines Denkfehlers von mir, Vorstellungen wie ich den 3D Drucker wesentlich schneller machen kann. 3 Elemente sind dabei von Bedeutung:

1. Der auf der Steuerkarte eingesetzte Controller. In der vorhandenen Steuerkarte ist ei 8 Bit AVR Prozessor. Dieser ist wegen der 8 Bit Architektur und der dabei verwendeten Implementierung auf Silizium in seiner Rechenleistung begrenzt. Leistungsfähige Steuerkarten verwenden einen ARM 4 Prozessor und den mit 180 Mhz getaktet, Da ist dann die Rechenleistung um ein vielfaches höher, der auf dem IC vorhandene FLash-Speicher ebenfalls viel größer. Das bringt mich zu Punkt 2

2. Die vorhandene Steuerkarte verwendet eine uralte Version des Betriebssystems Marlin. 1.x die 8 Bit Controller bedienen kann und naturgemäß viele der neuen Funktionen nicht anbietet. Die aktuelle Version ist eine 2.x und die unterstützt moderne 32 Bit Controller wie eben die ARM 32 Bit Controler. Die Herausforderung hier ist es entweder eine bereits vorimplementierte und kompilierte Version von Marlin für den Drucker, für die eingesetzte Steuerkarte und die ausgewählten Treiber Module. So zu Punkt 3.

3. Die Steuerkarte von BTT Octobus setzt einer ARM 4 ein, hat die Möglichkeit bis zu 8 Treiber.Module einzustzen. Die Treiber Module werden von einem eigenen 2-poligen Anschlu´mit Strom und Spannung versorgt. Leider habe ich viel später festgestellt, dass die Kondensatoren nur für bis zu 35VDC geeignet sind. Ich hatte schon damals mir 8 TMC5160hv bei Watterott und ein 48VDC Netzteil gekauft. Ich kann bei dieser Steuerkarte die erworbenen TMC5060hv mangels eines 32VDC Bit Netzteils nur mit 24VDC versorgen. Ich hatte damals die Techniker von BTT kontaktiert und festgestellt, das diese damals die Bedeutung einer höheren Spannungsversorgung für die Treiber Module kannten. So ist jetzt eine Octoüul V1.1 Version verfügbar, Habe mir eine solche natürlich sofort gekauft, Diese kann statt der früheren Version der Octopus Steuerkarte 35VDC Kondensatoren jetzt 60VDC verwendet und sie haben besonderes Augenmerk darauf gerichtet die hohe Spannung so durch das Board zu leiten das keine negativen Folgen für die restlichen Funktionen zu erwarten sind.

Was bewirken die hier in 3 Punkten aufgeführten Elemente der Implementierung?

Ich muß lernen wie ich Maelin 2.x Konfigurieren und zu kompilieren. Dafür werde ich meine Octopus Steuerkarte verwenden und sehen ob ich das auch schaffe. Wenn ja, dann würde ich die alte Octopus Karte mit Marlin 2.x gegen die vorhandene Steuerkarte ersetzen und die TMC5660hv Module verwenden, allerdings nur mit 24 VDC versorgen. Damit habe ich dann eine Steuerumgebung für meinen 3D Drucker an der ich vieles experimentieren kann und dabei lernen.

Die Octopus Pro V1.1 wäre dann eine Steuerkarte die ich für einen DIY CNC Fräser verwenden könnte. Hier würde die Leistung die von Schrittmotoren für eine solche Steuerkarte und 48 VDC sicher von Vorteil sein. Ich plane und handle so als ob ich noch 20 Jahre vor mir hätte und nicht, so wie es ist, jederzeit vom nächsten Schlaganfall ins jenseits kommen. Uch werden wir in den nächsten 12 Monaten umziehen müssen, da Anja und ich dann in Rente die Miete und Betriebskosten nicht stemmen könnten. Zur Zeit versuche ich meine Anja eine 2 Zimmer-Wohnung mit Garage zu suchen, in welcher ich meine Werkstatt neu einrichten könnte.