3D-Druck

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-Kugellagern.
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 ein paar Latches und UDN-Treiber 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 Halbschritt-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,
Ein Echtzeitbetriebssystem wie RTOS-UH durfte ich nicht verwenden
und Windows ce war schon durch Mausbewegung lahmzulegen.
Wie erzeuge ich eine leistungsstarke Ansteuerung der Schrittmotoren
im Mikrostep-Betrieb, galt es zu lösen.
Betriebssystem und Echtzeitteil trennte ich mit einen FIFO.
Die Ablaufsteuerung geschah über ein Mach FPGA & einen PIC Prozessor für die Motorsteuerung.

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 der 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.

Da ich am Anfang Probleme mit den Druck hatte,
habe ich nach Verbesserungen gestöbert und einiges selbst modifiziert.
Anbei meine  Verschlimm-Besserungen am mk3s+.

Da einige Probleme Systembedingt sind,
fing ich an meinen eigenen Drucker  mk3s based  zu bauen.

Dafür waren ein paar Grundlagen und Studien nötig.
Z.B. Wie verhält sich ein Schrittmotor unter Last?

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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.

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Vom Model zum Druck

Wenn ich ein 3D-Objekt erstellt habe, kann ich es nicht sofort drucken.
Ein sogenannter Slicer ist nötig, um die 3D-Daten in Schichten oder Scheiben umzuwandeln.
Als Basis dient Ihm eine  .3mf  Datei, welche aus einem CAD-System
z.B.  FreeCAD  exportiert werden muss.
Desweiteren kümmert er sich um um das Ausfüllen der Druckteile, denn meist sind sie nicht massiv.
Schon 15% reichen in den meisten Fällen aus.
Der Rest ist dann Luft, was die gedruckten Teile leicht und günstig macht.
Da der  prusa3d.com Prusa-Slicer  möglichst aktuell sein soll und somit
nur aus externen Quellen stammen kann, installiere ich Ihn in einer virtuellen Maschine (KVM),
hier unter Linux Mint.

In diesem Fall heißt die Datei  prusa3d_linux_2_5_2.zip.

cd Downloads
ls
prusa3d_linux_2_5_2.zip

unzip prusa3d_linux_2_5_2.zip
Archive:  prusa3d_linux_2_5_2.zip
  inflating: prusa3d_linux_2_5_2/PrusaSlicer-2.5.2+linux-armv7l-GTK2-202303231143.AppImage  
  inflating: prusa3d_linux_2_5_2/PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK2-202303231211.AppImage  
  inflating: prusa3d_linux_2_5_2/PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK3-202303231201.AppImage  
  inflating: prusa3d_linux_2_5_2/sampleobjects-info.txt 

cd prusa3d_linux_2_5_2
ls -la
-rw-r--r--  1 a1 a 64081676 Mar 23 16:41 PrusaSlicer-2.5.2+linux-armv7l-GTK2-202303231143.AppImage
-rw-r--r--  1 a1 a 69911744 Mar 23 13:21 PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK2-202303231211.AppImage
-rw-r--r--  1 a1 a 69915840 Mar 23 13:11 PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK3-202303231201.AppImage
-rw-r--r--  1 a1 a       93 Mar 23 14:24 sampleobjects-info.txt

In meinen Fall interessiert mich nur die GTK3-Version.
Alles Andere, kann ich löschen.
Doch vor Benutzung ist die Datei noch Ausführbar zu machen.

chmod a+x PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK3-202303231201.AppImage

rm PrusaSlicer-2.5.2+linux-a*
rm PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK2*

ls -la
-rwxr-xr-x  1 a1 a 69915840 Mar 23 13:11 PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK3-202303231201.AppImage

Mit den Aufruf  ./PrusaSlicer-2.5.2+linux-x64-GTK3-202303231201.AppImage 
erscheint folgende Meldung, welche mit  Ja  zu bestätigen ist.

Danach kann man im  "Configuration Wizard"  die Desktop Integration aktivieren.

Den entsprechenden Drucker und Düsendurchmesser auswählen.
Bei mir MK3S+ mit 0,4 mm Düse

Den Druckerprofil-Namen habe ich so belassen.
Als Filament, habe ich erst einmal lediglich PLA & PETG angegeben.

Reload from disk, habe ich nicht ausgewählt.

Beim View mode kann man ruhig  "Advanced mode"  einstellen.
Entsprechend wurde ein Eintrag im Menü unter   Graphics > PrusaSlicer   erstellt.

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