3D Drucker Eigenbau

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  • Schwierigkeit
    schwer
  • Kosten
    500 €
  • Dauer
    Mehr als 4 Tage
  • Wertung

Da in meinem Projekt zur Multiwerkbank, in dem ich des Öfteren meinen 3D-Drucker verwendet habe, mehrmals der Wunsch geäußert wurde, diesen doch einmal vorzustellen, kommt dazu jetzt ein kleines Projekt.

Bei diesem Projekt handelt es sich nicht um eine detaillierte Bauanleitung.
Eine solche wäre in diesem Rahmen kaum möglich und ich empfehle jedem, der sich ernsthaft für den Bau eines Druckers interessiert, sich gut in diese Thematik einzulesen.

All denen, die sich selbst einen Drucker bauen, oder einen besitzen/sich mit der Thematik auskennen, kann dieses Projekt eventuell einige Anreize geben.

Die Anschaffung eines 3D Druckers eröffnet sehr viele, völlig neue Möglichkeiten und der folgende Absatz ist nicht dazu gedacht jemanden davon abzuhalten einen 3D Drucker zu bauen.
Trotzdem einige Worte der Warnung:

  1. Der Aufbau an sich ist kein Hexenwerk, glaubt aber bitte nicht ihr könnt den Drucker einfach so mal schnell nebenher zusammenschrauben.
  2. Nach dem Aufbau folgt ein aufwändiges und zeitraubendes Kalibrieren, bei dem auch in Sourcecode/Konfigurationsdateien Änderungen vorgenommen werden müssen
  3. Wenn der Drucker erstmal Teile ausspuckt, müsst ihr trotzdem zumindest für jedes Filament, aber auch für unterschiedliche Modelle die richtigen Parameter finden
In der Regel ist es nicht so, dass ihr euch einen Drucker kaufen/bauen könnt und sobald er sein erstes Teil gedruckt hat schiebt ihr immer nur die neue Datei rein und es fällt ein sauberes Modell raus.

Du brauchst

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Werkzeuge
  • Mini-Handkreissäge,  GKS 10,8 V-LI
  • Stichsäge,  GST 10,8 V-LI
  • Akku-Schrauber,  GSR 10,8-2-LI
  • Messchieber
  • Winkel

Los geht's - Schritt für Schritt

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Einleitung

Der hier vorgestellte Drucker verwendet die "Ultimaker Mechanik" und ist dabei einem ganz bestimmten Klon nachempfunden, dem CL-260.
Es gibt noch unzählige andere Arten, wobei die bekannteste wohl das Prusa Prinzip sein dürfte.
Alle diese Möglichkeiten haben ihre eigenen Vor-/Nachteile.
Das Prusa Prinzip ist einfach zu bauen, allerdings begrenzt in der maximal möglichen Geschwindigkeit.
Die hier verwendete "Ultimaker Mechanik" lässt relativ hohe Druckgeschwindigkeiten zu (100mm/s bei guter Qualität, was durch erhöhen der Beschleunigung auch beinahe real erreicht werden kann), ist allerdings nicht ganz einfach im Aufbau.
Stand heute, würde ich mir bei einem weiteren Druckerbau vermutlich einen mit dem CoreXY Prinzip bauen.

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Rahmen und Z-Achse

Die Grundkonstruktion besteht aus Aluprofilen, die miteinander verschraubt sind. Daran werden Halterungen für die Führungswellen befestigt.
Beim Zusammenbau ist es besonders wichtig auf korrekte Winkel zu achten.

Der Drucktisch besteht aus einer Plangefrästen gegossenen Aluplatte, die auf beiden Seiten aufgehängt ist.
Die Platte sollte gegossen sein, da sie sich sonst beim Aufheizen verziehen kann.
Zur Aufhängung wurden an beiden Seiten wasserstrahlgeschnittene Aluplatten verwendet die jeweils an 2 Wellen laufen.

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X/Y Mechanik

Wie bereits in der Einleitung geschrieben, arbeitet der Drucker nach dem Ultimaker Prinzip.
Die Schrittmotoren sind dazu direkt mit zwei der äußeren Wellen verbunden. Über Zahnriemen wird die jeweils parallel dazu laufende Führungswelle und die bewegliche Welle an der der Kopf befestigt ist bewegt.
Die Aufhängungen sind am Profilrahmen mittels Druckteilen befestigt. Hier beißt sich natürlich die Katze in den Schwanz und man benötigt für den Bau Zugriff auf einen bereits fertigen Drucker.

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Gehäuse

Um den Drucker etwas gegen neugierige Finger abzusichern und weil für den Druck von ABS Raumtemperaturen von ca. 50°C benötigt werden, wurde dem Drucker noch ein Gehäuse aus MDF Platten spendiert.
Das Gehäuse ist handwerklich nicht anspruchsvoll gestaltet und wurde einfach stumpf verschraubt.
Die Platten wurden danach noch mit Osmo Dekorwachs weiß gestrichen.

Oben und in der Tür befinden sich Plexiglas Einsätze um dem Drucker beim Arbeiten zuschauen zu können.
Des Weiteren ist der obere Teil zu wartungszwecken und für PLA drucke abnehmbar.
Integrierte Gehäuselüfter, die zur Temperatursteuerung am Raspberry hängen, verhindern eine zu hohe Bauraumtemperatur.

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Elektronik

Bei dem Drucker wurde zur Steuerung ein Arduino Mega mit RAMPS verwendet.
Um den Drucker komfortabel über eine Weboberfläche bedienen zu können, ist zusätzlich ein Raspberry Pi auf dem Octoprint installiert ist verbaut.
Durch verbieten des Schreibzugriffes auf die Systempartition ist sichergestellt, dass das System auch bei häufigem Ausschalten ohne Herunterfahren wieder sauber startet.

Das RAMPS habe wurde auf 24V umgebaut und um mit geringeren Strömen arbeiten zu können.
Der Arduino wird mit dem Raspberry verbunden, von wo er auch seinen Strom erhält.
Der Raspberry wird über einen Step-Down Regler aus dem 24V Netzteil versorgt, so ist nur ein einziges Netzteil im Drucker notwendig.
Außerdem habe ich mir noch 2 Platinen erstellt, die es mir ermöglichen 12V Lüfter, LEDs und das 24V Heizbett, welches zu stark für das RAMPS ist, anzusteuern.
Die restliche Elektronik ist quasi Standard. d.h. Optische Endstops, 4 Schrittmotoren, TMC2100 Schrittmotortreiber, 24V/500W Netzteil, 350W Heizmatte und das ganze über unterschiedliche Sicherungen abgesichert.

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Was macht man/du mit einem 3D-Drucker?

Abschließend möchte ich noch kurz auf die wohl häufigste Frage eingehen, die einem zum 3D Drucker gestellt wird.

"Was machst du mit einem 3D Drucker?"

Erstmal ist es natürlich eine Spielerei und eröffnet vor allem einem Bastler viele neue Möglichkeiten.
Interessant wird die Sache aber erst, wenn man sich neben dem 3D Drucken selbst, auch mit CAD beschäftigt und selbst Modelle entwerfen kann. Für vieles gibt es fertige Modelle zu finden, das meiste muss aber selbst erstellt werden.

Einsetzen kann man einen Drucker natürlich für Ersatzteile, kleine Werkstatthilfen und Gehäuse.
In meiner Werkstatt verwende ich ihn z.B. für einige Halterungen an meiner Werkzeugwand und manche meiner Geräte besitzen einen gedruckten Saugadapter.
Auch beim Bau meiner Multiwerkbank und den Wandregalen habe ich den Drucker eingesetzt.


Rechtlicher Hinweis

Bosch übernimmt keine Gewähr für die Vollständigkeit und Richtigkeit der hinterlegten Anleitungen. Bosch weist außerdem darauf hin, dass die Verwendung dieser Anleitungen auf eigenes Risiko erfolgt. Bitte treffen Sie zu Ihrer Sicherheit alle notwendigen Vorkehrungen.


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