Kossel Mini Style 3d Printer

Einen 3d Drucker wollte ich (Klapauzius) schon eine ganze Weile bauen doch bis jetzt fehlte immer entweder das Geld, die Zeit oder die Motivation. Da ich aktuell auf Kram fuer das Scopeclock Projekt warte den ich beim Chinaman bestellt habe und die Finanziellen Ressourcen vorhanden sind habe ich die Gelegenheit beim Schopfe gegriffen und einen Anfang gemacht in dem ich nen paar essentielle Teile geordert habe.

Es soll ein Kossel Mini (Delta) 3d Drucker werden. Wenn das Druckergebnis davon signifikant positiv beeinflusst werden sollte darfs auch gern nicht „das billigste“ an Teilen sein. Wenn dabei ein bisschen Support fuer Open Hardware Entwickler drin ist um so besser.

bereits Vorhanden

• Arduino 2560
• Ramps 1.4
• 5x Stepstick, alles zusammen vom Chinaman fuer 32 Euro inkl. Shipping.
• Display/SD-Card Board fuer Ramps inkl. Adapterboard und Kabel, vom Chinaman, 15 Euro inkl. Shipping
• 3x Mechanische Endstops, am Ende sollen es am liebsten Hallsensoren werden.
• Merlin Hotend von faber-parts.de fuer 50 Euro
• 10Pcs F623 F623ZZ Shielded Model Flange Bearing 3 x 10 x 4mm (6,05 Euro inkl. Shipping)
• 3 Stueck Nema 17 Motoren (41 Euro inkl Versand)
• Ramps Kabelsatz (6 Stck Endstop, 3 Stueck Thermistor, 5 Stueck Motor), 6,50 Euro inkl. Shipping vom Chinaman
• OpenBeam 9 Stueck a 240mm, 3 Stueck a 600mm von builda3dprinter.eu/ fuer 50 Euro
• Kossel Mini Plastic Parts von buildaprinter.eu fuer 40 Euro
• GT2 Teeth 16 width 6mm Alumium Timing Belt Pulley 16-GT2-6, 5 Stueck fuer 16$ inkl Shipping
• GT2 Width 6mm Arc teeth Industrial Rubber Open Ended Timing Belt GT2-6mm, 10m fuer 19$ inkl. Shipping
• Traxx Kugelpfannen/Hohlkugeln bei Amazon - 12 Euro
• MGN12 12mm miniature linear rail slide = 3pcs 12mm L-400mm rail + 3pcs MGN12H carriage fuer 89$ inkl Shipping (kommt wohl noch 20% EUSt drauf)
• Carbon Rundrohre aus der *Bay
• Zahllose Schrauben/Muttern/Kabel (mit ein bisschen „Overhead“ bestellt bei Schrauben Wegertseder)
• 170mm Borosilikat Druckbett
• 4mm/M5 Druckluftschlauchverbinder
• Microschalter
• Bulldog Extruder von fabber-parts.de, Bilder gibts spaeter. Infos gibs hier.
• Drucksensoren für „Schalterloses“ Autoadjust, bestellt bei Conrad, liess sich leider nicht vermeiden. → google groups
• Bisschen Filament damit man auch mal was drucken kann … PLA 1,75mm „Atomic green“ und „Ocean Blue“ bestellt bei Spreadform in Hamburg. (zügig geliefert, ordentlich verpackt)
• Bis Dato bestellt
• 4mm PTFE Schlauch 10m
• Netzteil 12V, 60W vom Chinaman

Fehlt noch

• nix

Future Expansions:

• Heizbett und passendes Netzteil sowie ein PID Regler für ABS DRuck
• Abgedichteter Druckraum und PID geregelte Heizung, ABS Druck Lufttemperatur ~ 60°C
• PT100 und PID geregeltes Hotend. Temperatur stellt man ja doch mEn auf das individuelle Material ein. Da will man imo genau wissen was man tut.

Plastikteile von den Niederländern (namentlich bulda3dprinter.eu), benötigten teilweise „heavy filing“, nicht so schön und imo deswegen nur bedingt zu empfehlen

Schrittmotoren sind drin, die Zahnräder waren passgenau und sind mit zwei Madenschrauben ausreichend sicher auf der Motorachse fixiert. Wegen (drei) nicht brauchbaren Zahnriemenverbinden musste ein Workaround her. Ich habe zwei Löcher gebohrt und den (ebenfalls gelochten) Zahnriemen dann mittels Schrauben fixiert.

Die (leider nur extrudierten) Kohlefaserrohre passend gesägt und auf 180mm (1/100 genau) heruntergeschliffen. Das ganze dann mit Hilfe von Zweikomponenten Epoxydharz und den mitgelieferten Haltern verklebt

Das unterdessen (ebenfalls von builda3dprinter.eu) gelieferte Borosilikat Glas Druckbett. Die Kanten sind nur mässig bearbeitet, so das es „eben nicht mehr scharf ist“.

Die falsch bestellten Endstops „passend“ gemacht. Stecker ausgelötet, alle Beinchen begradigt und wieder eingelötet. Ansonsten sind die wohl original für den Makerbot hergestellten Endstops recht ordentlich und zeigen den Schaltzustand über eine smd-Led an, was für die Justage sicher ganz angenehm sein wird.

Die Openbeam Konstruktionsprofile sind ordentlich verarbeitet. Allerding fällt dem im Umgang mit Konstruktionsprofilen geübten schnell ein definitives Manko ins Auge. Will man nachträglich eine Mutter einbringen (und nicht das ganze Teil wieder zerlegen) kommt man nicht umhin ein Loch ins Profil zu bohren um die Mutter einzubringen. Im professionellen Bereich hätte man jetzt mal eben eine Nutmutter mit Feder ins Profil „gekippt. Notiz an mich selbst: Nächstes mal mit „anständigem“ Profil arbeiten (oder vorher noch ein paar Extramuttern „einwerfen“).

One Worte …

Next Task: Arduino + Ramps + Stepstick reinbasteln, aufs Netzteil und Extruder warten, in Betrieb nehmen.

Am Sonntag konnte ich dann doch nicht mehr warten und hab ihn mal schnell noch elektrisch in Betrieb genommen. Leider will das Chinanetzteil das ich vor ein paar Wochen fuer die Scopeclock gekauft habe nicht so und ich musste die ersten Fahrversuche abbrechen.

Seit den letzten eingestellten Bildern ist eine Menge passiert. Der BulldogXL Extruder ist angekommen und hat meine Erwartungen - vor allem an die mechanische Stabilität und verarbeitung - bei weitem übertroffen.

Statt der üblichen Mikroschalterlösung für die Autojustage des Druckbetts war die Lösung mit FSR's (Drucksentive Widerstände) das Mittel der Wahl.

Am meisten Nerven und Zeit hat am Ende dann, wie sollte es anders sein die Kalibration des Druckers gekostet. Nach nochmaligem gründlichem Vermessen der benötigten Grössen hatte ich immer noch erhebliche Probleme mit der Autojustage. Das Druckbett, betrachtet man die Werte erschien als „schiefe Ebene“, was dazu führte das der Druckkopf partiell dem Druckbett näher kam und dadurch die Drucke in diesen Bereichen zu Dünn bis kaum vorhanden waren. Nachdem die Justage der Endstops mit den zur Verfügung stehenden Mitteln nicht genauer machbar war habe ich an den Schlitten „Justageschrauben“ angebracht, die man je nach Bedarf weiter herein/heraus drehen konnte. Damit liess sich die Position der Endstops dann hinreichend genau einstellen.

Druck vor der Justage der Endstops:

Die Verkabelung habe ich dann nochmal komplett überarbeitet, sollte ja auch ein bisschen was fürs Auge sein.

• Erhebliche Probleme habe ich leider mit dem Merlin Hotend. Trotz mehrfacher Justage der Vorschubgeschwindigkeit nach unten gibt es nicht selten einen Rückstau in den „kalten“ Bereich des Hotends was zu „stotterndem“ Ausdruck und letztendlich zum verstopfen des selbigen führt. Zurückziehen und abschneiden des Druckmaterials bringt für eine Weile Abhilfe, das Problem kommt aber wieder. Auch bin ich offensichtlich nicht allein damit, im Netz finden sich einige Berichte von ähnlichen Problemen. Es soll wohl eine geänderte Version des Hotends mit verlängertem Messinginlay geben, uU muss ich wohl nochmal in den saueren Apfel beissen und ein neues Merlin Hotend bzw. eine alternative (e3d, Prusa Nozzle, J-Head) kaufen.
• Durch ein fehlendes Heizbett habe ich erhebliche Probleme mit Warping und schlecht haftendem PLA. Mit Haarlack, verdünntem Leim (1 Leim:2 Wasser) oder Kreppband lässt sich das Problem mit der HAftung zwar verbessern, mittelfristig werde ich aber wohl um ein Heizbett und eine Dauerdruckplatte tatsächlich nicht herum kommen. Dabei stellt sich das runde Druckbett des Kossel Mini immer wieder als echter Hemmschuh heraus. In diesem Format (!70mm) ist solches Material immer noch nicht verfügbar, zudem scheint sich die „Deltagemeinde“ verstärkt auf den Bau von „Kossel Pro“ (oder ähnlichen) mit 250mm Druckbett zu konzentrieren.
• Die Zuführung für den „Druckstoff“ muss noch ordentlich konstruiert werden. Schön wäre eine (relativ) Luftdichte Box in dem das Material gelagert werden kann wenn mal ein paar Tage nicht gedruckt wird ohne Feuchtigkeit zu ziehen.
• Die Versorgungsleitung zum „Druckkopf“ hat zuverlässige Führung nötig. Evtl. an das Verbindungsblech mit der Druckluftkupplung am Extruder noch einen Draht anschweissen der mehr Führung gibt.
• mir fällt sicher noch was ein/Auf … l8er on.

• Ohne Kevin würde der Drucker jetzt immer noch unkalibriert neben dem Schreibtisch stehen. Danke :)
• Ohne eine wirklich anständige Einstellung der oberen Endstops läuft _nichts_, die Endstops nur zu verschieben ist _definitiv nicht_ genau genug. Die Daten der Autojustage sind bei der Kalibration hilfreich.
• Die Autojustage ist nicht geeignet mangelnde Kalibration aufgrund von unfähigkeit/bocklosigkeit aufzufangen.
• Man will nichts in Software frimmeln was man auch in Hardware justieren kann.
• Irgendwas sollte hier hin aber ich bin davon abgekommen und jetzt fällts mir nicht mehr ein. Man will nicht alles durcheinander machen, jedenfalls nicht wenn man so zerstreut ist wie ich!!!11einself
• Für die verwendung von Slic3r will der „ungeübte“ am liebsten eine geübte Person seines Vertrauens hinzuziehen. Leider gabs die in meinem Fall nicht.
• die Idee auf den Lüfter am Hotend vollständig zu verzichten (weil sie für die Kühlung des Merlin Hotends nicht notwendig ist) habe ich ad akta gelegt. Das PLA kühlt viel zu langsam aus, was zu fehlern im Druck führt (Deckel über Hohlräumen werden nicht ordentlich)
• Die besten Erfahrungen was das fixieren von dem zu druckenden Objekt auf dem Druckbett angeht habe ich mit Leim gemacht, leider ist die Verbindung so fest das man echte Probleme hat das ganze am Ende zu lösen. Haarlack hat sich häufig mitten im Druckprozess gelösst, aktuell drucke ich auf Malerkrepp aus dem Aldi, damit gabs bis jetzt keine Probleme, allerdings habe ich bis jetzt noch keine „grossen“ Objekte gedruckt.
• Wenns Probleme mit Materialstau im Hotend gibt liegt das idr eher nicht an der Temperatur des Hotends sondern an den DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT für den Extruder. Der Stau „schleicht“ sich quasi ueber die Zeit nach und nach ein. bei Steps <430 (war 495) sehen die Drucke schön aus, es kommt kaum zu dripping und bis dato bin ich 4 Drucke ohne Stau im Hotend.
• Beim Materialstau im Merlin Hotend will man dann am liebsten den Draht bis an den Extruder zurueckfahren, ein Stueck abschneiden und wieder bis kurz vors Hotend fahren. Dann Milimeterweise ins Hotend einfahren bis Material aus der Düse kommt.
• Zu langsam drucken führt nicht zwangsläufig zu besserer Druckqualität
• Den Lüfter will man am liebsten gleich nach dem ersten Layer einschalten.
• kommt was nach ….

• Optische Endstops mit Gabellichtschranke einbauen. Die mechanischen Endstops (jedenfalls meine) sind von der Wiederholgenauigkeit her nicht brauchbar. Ich kann Druckergebnisse so nicht reproduzieren.

• Spreadform
  • PLA
    • Atomic Green
      • 215°C, Steps: 430
      • ca. 30 Euro/Kg
      • riecht leicht, Drucke sind schick und stabil, gerne wieder.
    • Ocean Blue
      • 205°C, Steps ?
      • ca. 25 Euro/Kg

In der Folge ein paar Links rund um Delta Drucker die mir weiter geholfen haben:

• Rund ums Kalibrieren: http://minow.blogspot.de/index.html#7516958070168615082