3D-Druck


© September 2022, letzte Änderung am 24.09.22

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Übersicht

3D-Druck

Inspiriert durch einen auseinander genommenen Trommel-Drucker,
wollte ich schon in der Studienzeit einen Stiftplotter bauen und
besorgte mir dafür Zahnriehmen und baute mir Lagerböcke aus Inliner-Kugellager.
Der Stift sollte in der einen Achse per Riehmen bewegt werden.
Die andere Achse, wo das Papier drauf liegt, realisierte ich als Trommel.
Dafür besorgte ich mir ein DN 160 Abflussrohr abgeschlossen mit Brettern.
Die 2 Motoren und einen Hubmagnet konnte ich gerade noch
über eine Parallelport- Schnittstelle bedienen.
4 Bits dienten der Auswahl des Ziels, 4 Bit entsprachen den 4 Phasen eines Motors.
Die schaltbaren Stromquellen waren analog
und haben alles nicht benötigte verheizt.
Angesteuert durch ein GFA-Basic-Programm auf einem Atari-ST,
kam ich jedoch nicht weit.

Die Schritt-Motoren waren zu schwach und
ich beherrschte lediglich Vollschritt-Betrieb,
sodaß noch eine Untersetzung nötig gewesen wäre.
Abgesehen davon, war die handgesägte und gefeilte Konstruktion recht ungenau
und klemmte ab und an.

Nach dem Studium, fing ich in einer Firma an,
welche high speed Thermotransfer-Etiketten-Drucker baute.
Die Mechnanik wurde mir abgenommen, doch
wie bekomme ich die Daten mit gegebenen Ressourcen in den Druckkopf,
wie erzeuge ich eine leistungsstarke Ansteuerung der Schrittmotoren
im Mikrostep-Betrieb, galt es zu lösen.

Gut 21 Jahre später, genau 2021, habe ich mir dann einfach
einen 3D-Drucker MK3s+ von prusa3d.com als Bausatz gekauft.
Er arbeitet nach dem fff - fused filament fabrication Verfahren.
Also ähnlich wie bei einer Heißklebepistole, wird ein 1,75 mm Kunstoffdraht
geschmolzen und gezielt (bei mir zur Zeit) als 0,4 mm Faden aufgetragen.
Es dauerte jedoch noch fast 9 Monate, bis ich die Kartons öffnete
und alles zusammen baute.
Dann hatte ich den Luxus eines Werkstudenten, welcher mir alles erklären konnte.
So war der Einstieg für mich rasant, inclusive etlicher Nebeninformationen
und Lage der Nation.

Da das gute Stück irgendwo hin muß, ohne zu zu stauben,
war eine der ersten Ideen ein Gehäuse für den Drucker zu erstellen.

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Die Qual der Material-Wahl

Die Wahl des MK3s Druckers kam über eine Empfehlung eines Arbeitskollegens.
Mittlerweile weiß ich, das es aus China auch vergleichbare Produkte
z.B. Ender 3 von  creality.com,  zu einem Bruchteil des
MK3s+ Preises von prusa3d.com gibt.
Das ist aber nun Geschichte und der Preis ist nicht alles.

Hier geht es eher um die Auswahl des Verbrauchsmaterials.
Da es fast beliebig viele Materialien gibt, hier nur eine kleine alphabetische Auswahl.

Material pro contra
ABS - Acrylnitril-Butadien-Styrol (an 2. Stelle nach PLA) sehr Haltbar, Temperaturbeständig mind. bis 100°C, etwas flexibel verzieht sich, schrumpft erheblich, giftige Dämpfe beim erhitzen, nicht Lebensmittelecht
Nylon - Polyamid sehr ausdauernd, bis 145° fest, extrem flexibel, Wasserfest, geringes Schrumpfen, nicht spröde, unzerbrechlich, optimal für Scharniere, färbbar Luftdicht lagern, da hyfroskopisch, verzieht sich, schwer zu drucken mit geringer Geschwindigkeit, zieht Fäden, erhebliches Schrumpfen
PETG - Glykol mod. PET - Polyethylenterephthalat hohe Zähigkeit, stabiler als PLA, leichter als ABS druckbar, Wasserfest, nur 0,5% schrumpfen, sehr UV fest, transparent trocken Lagern, hygroskopisch, heiß sehr klebrig, verkratzt leicht
PC - Polycarbonate sehr fest, ausdauernd, Schock unempfindlich, bis 110°C fest trocken & kühl lagern, da es Feuchtigkeit absorbiert, schrumpft erheblich
PLA - Polylactic Acid (ist am Beliebtesten) einfach druckbar, leicht, geringes schrumpfen ab 60°C weich, verklebt, bindet Wasser, UV empfindlich, spröde
TPC - Thermoplastic Copolyester Elastomer haltbar & sehr flexibel (Radiergummi), bis 150°C hitzebeständige TPE Variante, UV fest, für Armbänder Eine PEI-Platte benötigt z.B. Haarspray, sehr klebrig, weicher als TPU, langsam drucken, Kälteempfindlich
TPU - Thermoplastic Polyurethane (vgl. PTE, TPC) nicht so kälteempfindliche TPE Variante, rel. leicht druckbar, schrumpft wenig verstopft leicht den Extruder, langsam drucken, nicht Wasserfest

Quellen

the3dprinterbee.com   3D Printer Filament Types | Properties, Uses & Comparison
eins3d.de   Filament Characteristics
all3dp.com   3D-Drucker-Filament: Der ultimative Ratgeber 2022

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Quellen

reprap.org   RepRap is humanity's first general-purpose self-replicating manufacturing machine.
printables.com   Stress Free First Layer calibration in less than 5 Minutes to perfection

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