Wer Lust und Zeit hat, kann sich seinen eigenen SLS 3D Drucker zusammenbauen. Lukas Hoppe hat angefangen dazu auf Instructables eine Anleitung zu schreiben.
You-SLS
18-year-old German student Lukas Hoppe has therefore spent the last year or so working on an open-source SLS 3D printer, and through a successful Indiegogo campaign, he now has the funds to complete and share his YOU-SLS machine.
Bei IndieGoGo hat Andreas auch eine Kampagne gestartet, um seine Maschine weiter zu verbessern, Einen 3D Drucker können die Unterstützer hierbei nicht erwerben. Es geht hier rein um Unterstützung bei der Entwicklung.
Insgesamt soll der SLS 3D Drucker an Material um die 2200 Euro kosten.
Modelle in Wireframe umwandeln und dann materialsparend ausdrucken gibt es ja schon länger. Aber so wie es Stefanie Müller und Team vom HPI gemacht haben, ist e mir noch nicht unter die Augen gekommen.
Ich habe meine 0.8mm Düse für den 3D Drucker wieder eingebaut. Was kann man gut mit dieser Düse machen? Naja, auf Grund der dicken Wände lassen sich damit gut einwandige Modelle drucken.
Zuerst habe ich mit etwas ganz Einfachem angefangen. Ein Sechseck, das noch oben weiter wird. Mir war das dann zu langweilig.
Einfacher Becher
Also habe ich hier und da ein bisschen am 3D Modell herumgezerrt und heraus kam dieses tassenähnlihce Gebilde. Der Zacken hinten hat mich an einen Henkel erinnert. Nur kann man diesen hier nicht wirklich anfassen, da sich der Zapfen nach oben verjüngt und die Finger daran abrutschen.
Ewas mehr Ecken
Gleich ein neuer Versuch. Der Henkel ist nun henkeliger geworden. Jedenfalls rutscht man nun nicht mehr daran ab.
Becher mit “Henkel”
Alle Becher sind 5 cm hoch und haben einen Grundduchmesser von ca 8 cm. Gedruckt wurden sie in PLA in 0,2 mm Schichthöhe… So wirklich einzelne Schichten im klassischen Sinne gibt es aber nicht. Der Vorteil von einwandingen Modellen ist, dass man diese auch spiralförmig von unten nach oben hochdrucken kann. Statt also nach einer Umrundung den Druckkopf um 0,2 mm anzuheben, wird nun kontinuierlich der Kopf angehoben, während der Druckkopf seine Kreise zieht. Dies zieht einen optischen Vorteil nach sich. Es entsteht keine Naht an der Stelle, wo der Kopf angehoben wird und eine neue Schicht entsteht.
Die Wandstärke liegt bei ungefähr 0,9 mm. Das gibt ein Objekt dieser Größe genügend Stabilität. Da eine Umrundung recht schnell abgefahren ist, hat das Material, gerade bei dieser Dicke, nicht genügend Zeit, abzukühlen und fest zu werden. Hier musste ich mit zwei Lüftern für einen ausreichenden kühlenden Luftstrom sorgen.
Was kann diese Düse nicht? Kleine Objekte drucken. Nicht nur weil die Düse zu groß wäre, denn dies spielt bei einem Kreis oder Viereck keine große Rolle, sondern weil viel Material aus der Düse herauskommt, das erst einmal abkühlen muss. Kleine Objekte können gar nicht langsam genug gedruckt werden, damit diese Wartezeit erreicht wird. Zudem überträgt die große Fläche der Düse auch sehr viel Wärme auf die darunter liegenden bereits verfestigten Schichten, so dass diese wieder weich werden.
Mit dem Programm für das Blinklicht bin ich soweit zufrieden. Das Gehäuse lässt aber weiterhin Platz für Verbesserungen. Vor allem die Größe soll reduziert werden. Dies ist mir über die verscheidenen Versionen auch schon sehr gut gelaungen. Gerade der Sprung vom Arduino Mino Pro zum ATtiny und verkleinertem Akku hat das Gehäuse sehr schrumpfen lassen.
Altes Gehäuse mit dem Arduino Mini und großem Akku.
Zuerst hatte ich einen Arduino Mini Pro als Hirn für das Blinklicht benutzt. Der Arduino war überdimensioniert für die einfache Blinkaufgabe und hat auch zu viel Energie verbraucht.
Hundeblinklicht mit ATtiny und großem Akku.
Ein kleiner ATtiny ist völlig ausreichend und lässt das Gehäuse als auch den Stromverbauch kleiner werden.
Dies ist die Version, die gerade im Feld getestet wird.
Durch den verkleinerten Stromverbraucht konnte auch der Akku stark verkleinert werden. Ich verwende nun einen 3,7V 110 mAH Lithium Akku. Im Blinkbetrieb hat dieser Akku ca 12 Stunden durchgehalten.
Hundeblinklicht im Größenvergleich
Viel kleiner bekomme ich das Gehäuse nun nicht mehr. Der hintere schmale Teil wird vom Akku ausgefüllt und vorne sitzen der ATiny mit den ganzen Kablen und auch der Taster.
Jetzt muss ich mir immer noch eine gute Möglichkeit einfallen lassen, das Gehäuse bequem am Hundegeschirr zu befestigen. Bisher klebe ich den Blinki einfach mit Tesafilm an oder klette ein Klettband herum.
Im letzten Code gab es ein paar Unstimmigkeiten. Beim Testen habe ich festgestellt, dass durch die Schaltung selbst im Power Down Modus immer noch etwas über 1 mA fließt. Der Grund dafür war ganz einfach. Statt in den Power Down Modus zu gehen, wurden einfach nur die LEDs ausgeschaltet. Von Außen macht das keinen Unterschied, aber der Stromverbraucht ist schon enorm unterschiedlich.
Den Code habe ich nun etwas geändert. Leider funktioniert mein Code nun nicht mehr mit dem ATTiny45. Statt dessen habe ich nun den ATTiny85 eingebaut. Der Stromverbrauch im Power Down Modus liegt nun bei 0,1 µA. Diesen Wert zeigt jedenfalls mein Messgerät an.
Hundeblinklicht Version 5.1
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@autor: Marcus Guin Kluetmann
Für die Funktion des Buttons wurde das "Debounce" Beispiel
Der kleine Arduino, den ich bisher in den Hundeblinklichtern verbaut habe, war einfach zu groß und auch zu teuer. Ein kleiner ATTiny45 reicht für das bisschen Blinken völlig aus. Man könnte die Funktion natürlich auch als diskrete Schaltung aufbauen. Nachteil ist nur, dass diese Schaltung mit meinen hier vorhandenen Bauteilen alles andere als stromsparend ist. Der kleine ATTiny hingegen ist im Betrieb schon stromsparend und kann sogar noch in einen Schlafmodus versetzt werden. Somit erspare ich mir einen Schalter, mit dem ich die Stromzufuhr unterbechen muss. Der bereits vorhandene Taster schaltet nun zwischen den verschiedenen Modi durch. 1. Blinkmodus mit sehr hellen Blinkimpulsen. 2. Dauerlicht, das nicht ganz so hell ist, damit es nicht blendet. 3. Aus: der ATTiny wird in den Schlafmodus versetzt. Im Schlafmodus soll der Stromverbrauch so gering sein, so dass der verwendete Akku sehr lange hält. Laut dieser Seite http://www.mikrocontroller.net/articles/Sleep_Mode#Power_Down_Mode fließen nur um die 0,3 µA. Mein Messgerät zeigt in diesem Modus allerdings immer noch 1 mA an. Leider bin ich mir auch nicht so ganz sicher, ob ich den ATTiny richtig programmiert habe. Die Funktion für den Schlafmodus (Methode goToSleep)habe ich aus dieser Seite entnommen: http://www.arduino-hausautomation.de/2014/emils-ampel-attiny45-im-tiefschlaf
Vielleicht mache ich da was falsch. Viel Ahnung habe ich noch nicht.
Links Version 4, Rechts Version 5
Blinklicht Version 5
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@autor: Marcus Guin Kluetmann
Für die Funktion des Buttons wurde das "Debounce" Beispiel
Ich bin aber schon mal froh, dass der Schalter nun weg ist. Dieser war schwierig vor Wasser zu schützen.
Dank des neuen Innenlebens ist die neue Version um einiges kleiner geworden
Der Tester liegt im Innern des Gehäuses und kann duch Eindrücken des Gehäusedeckels (0,4 mm dickes Nylon) betätigt werden.
Hundeblinklicht, vorne: neue Version
Die seitlichen Arme habe ich nun auch wieder durch einen fertigen Schlauch ersetzt. Viel stabiler und transparenter. Es sind noch Pins am ATTiny frei. Da könnte ich noch eine Akkuanzeige einbauen. Wenn die Spannung des Akkus auf einen bestimmten Wert absinkt, fängt eine rote LED an zu blinken.
Mittlerweile habe ich nun schon ein paar Schrittmotortreiber, auch Stepsticks oder Stepper Driver genannte, ausprobiert. Zuerst hatte ich die Pololu A4988 in meinen 3D Drucker. Einer davon hatte sich schon nach relativ kurzer Zeit verabschiedet. Thermische Probleme schätze ich mal. Ich habe mich dann nach robusteren Alternativen umgeschaut. Dabei sind mit dann die DRV8825 ins Auge gefallen. Wichtig war mir, dass die Treiber kompatibel zu den vorherigen sind, damit ich nicht erst noch etwas umlöten muss. Damals war ich noch ganz neu im Thema 3D Druck und deren Technik und ich hätte mir nicht zugetraut, größere Umbauarbeiten vorzunehmen. Die DRV8825 können ein bisschen mehr Strom liefern. 1 Ampere zu 1,5 Ampere Dauerstrom. Satte 50% mehr. Beim Spitzenstrom liegen beide mit 2 A zu 2,2 A schon wieder dichter zusammen. Aber es kommt eben nicht nur auf die maximalen Spitzen an. Die DRV8825 haben auch noch dne Vorteil, dass sie bis zu 32 Microsteps (je Vollschritt) steuern können. Allerdings hatte ich das nie genutzt. Ich bin bei den 16 Microsteps, die auch beim A4988 möglich waren, geblieben.
Dann kamen im Herbst 2014 die “Silencioso”. Bis zu 128 Microsteps waren mit diesem Treiber möglich. Je mehr Microsteps, desto genauer kann der Drucker arbeiten. Theoretisch jedenfalls. Mal davon abgesehen, dass die Mechanik der Hobby- und Semiprofessionellen 3D Drucker keine Auflösungen im einstelligen Micromillimeterbereich zulassen, gibt es auch noch Fallstricke bei den Treibern, wie sie die Microsteps umsetzen. Um diese “Unzulänglichkeiten” zu zeigen, hat der User Willy aus dem RepRap Forum einen Schrittmotor-Tester gebaut.
Hier ein schönes Video von Willy aus dem RepRap-Forum.
Kurz gesagt: Microstep ist nicht gleich Microstep.
Über das RepRap Forum bin ich auf Angelo mit seinen Silencioso gestoßen. Nicht gerade günstig diese Treiber, aber versprochen wird, bzw wurde viel. Der anfängliche Preis von ca. 40 Euro je Treiber war dann doch auch erst mal abschreckend. Die DRV8825 kosten immerhin unter 10 Euro je Stück. Als der Preis dann auf 25 Euro gesenkt wurde, habe ich mir die Silencioso auch mal bestellt. 3 Stück brauche ich für meinen Delta-Drucker. Das ist auch schon mal eine Menge Geld. Die Silencioso werden nicht wie meine vorherigen Treiber auf mein RAMPS gesteckt. Ein kleines bisschen Bastelarbeit war nötig. Aber das war nicht weiter schlimm. Doof war nur, dass mal gleich zwei von drei Treibern defekt waren. Zum Glück war es “nur”, dass die Treiber nicht stromlos geschaltet werden konnten. D.h. auch wenn die Motoren abgeschaltet sein sollten, konnte man die Achsen an den defekten Treibern nicht bewegen. Aber man konnte immerhin drucken. Kurz darauf habe ich noch mal zwei neue Silencioso bestellt. Und schon wieder ein Treiber von zwei defekt. Diesmal hat der eine defekte Treiber gar nicht funktioniert. 5 gekaufte Treiber und 2 funktionieren. Na super. Da war meine Freude groß.
In dieser Zeit hatte ich mit dann auch einen Arduino DUE und ein RADDS gekauft. Mein zuvor verwendeter Arduino Mega war zu langsam. Bei 64 Microsteps konnte ich nur noch sehr langsam drucken. Selbst bei 32 Microschritten durfte ich nicht zu schnell drucken. Viele fragen sich nun bestimmt, warum schon bei 32 Microschritten Geschwindigkeitsprobleme auftraten. Das liegt daran, dass ich 0,9° statt der üblichen 1,8° Schrittmotoren habe. Der Arduino muss also schon mal von Grund auf doppelt so viele Schritte bei 0,9° berechnen. Auch bei dem RADDS hat mich mein Unglück übrigens nicht verlassen, denn auch dieses war defekt. Nach langem Hin und Her, auch in einer Telefonkonferent mit Marcus Littwin, dem Entwickler hinter Repetier, stellte sich heraus, dass das EEPROM auf dem RADDS defekt ist. Mit dem Ersatz-DUE von Angelo lief es dann erst mal wieder einigermaßen. Nach dieser Odyssee hat mich die Motivation verlassen und ich habe erst mal alles Rund ums Thema 3D Druck liegen gelassen. Zumal die Geldreserven auch zuneige gingen.
Warum habe ich die defekten Silencioso nicht reklamiert? Ja, manchmal frage ich mich das auch. Hätte ich diese Treiber in einem mir anonymen Shop gekauft, hätte ich sie auf jeden Fall reklamiert. In diesem Fall hatte ich sie bei Angelo gekauft. Er hat mir bei allgemeinen 3D Druck Sachen und auch versucht bei meinen speziellen Problemen mit den Treibern und dem Arduino DUE zu helfen. So habe ich das Geld als Entwicklungshilfe für die RepRap Community abgeschrieben. Auch Repetier hat eine kleine Spende bekommen, da er mir ermöglicht hat, die Firmware so zu ändern, dass ich mit dem defekten Arduino DUE drucken konnte.
Was Moralisches:
Open Source bedeutet eben nicht, dass alles kostenlos ist. Es gibt viele Menschen, die ihren Lebensunterhalt mit Open Source Produkten verdienen (müssen). Auch Menschen, die nichts mit ihrer Arbeit für die Open Souce Community verdienen wollen, sollte man dann auf eine andere Weise würdigen. Diese Menschen, ob nun mit oder ohne kommerzielle Interessen, investieren viel Zeit in ihre Projekte, damit die breite Masse ein auf sie anpassbares Produkt bekommen. Also bitte nicht einfach immer nur die “kostenlosen” Dinge abgreifen und dann auch noch beschweren. Statt mit Geld kann man natürlich auch mit Beteiligung helfen. Man kann testen, so wie ich es hier mache, oder man hilft bei der Entwicklung.
So, Moral Ende.
Also die Silencioso sind leise und die Druckergebnisse sind auch gut, wenn die Treiber funktionieren. Bei einem der funktionierenden Treiber stellte sich noch ein anderes Problem heraus. Wie ich schon schrieb, werden die Silecioso nicht auf das RAMPS oder RADDS gesteckt, sondern hinten mit einem Gehäuse an die Schrittmotoren geschraubt. Eigentlich keine schlechte Idee. Bei meinem nur ungünstig, da ich dann nur noch schwer an die Stelpoti für Strom und Decay komme. Auch die Schalter zum Einstellen der Mikoschritte sind nur schwer erreichbar. Aber weiter zum Problem. Die Platine mit dem Treiber wird in ein lackiertes Metallgehäuse gelegt. Bei einigen Treibern passt die Platine allerdings nur sehr stramm in das Gehäuse. An einer Stelle hat die Platine an der Seite einen Messpunkt (für Vref, Motorstrom). Dieser Messpunkt kann sich mit der Zeit duch Vibration der Schrittmotoren duch den Lack schleifen und eine Verbindung kommt zustande. Über das Gehäuse und den Schrauben wird dann weiter eine Verbindung zum Gehäuse der Schrittmotoren hergestellt. Diese wiederum sind mit dem Metallrahmen des Druckers verbunden und der Metallrahmen liegt auf Masse. Der Messpunkt hat eine positive Spannung, so dass nun eine Menge Strom abfließt und der Treiber dann heiß wird und sich abschaltet. Meine Notlösung war nun erst einmal, dass ich die Treiber nicht mehr an die Schrittmotoren geschraube habe. Das hat funktioniert. Sieht aber mehr als bescheiden aus. 😉
Während dieser ganzen Umbauarbeiten habe ich immer wieder mal ein Ton-Video aufgenommen, damit man mal den Lautstärkeunterschied zwischen den Treibern hören kann. Zuerst der Arduino Mega mit den DRV8825, dann Arduino Mega mit den Silencioso mit verschiedenen Mikroschritten und zu Guter letzt der Arduino DUE mit dem RADDS plus Silencioso.
Das Video habe ich bei Youtube hochgeladen und ihr könnt es euch auch hier anschauen.
Eigentlich wollte ich nur einmal kurz das Video hier vorstellen, aber dann ist der Text doch ein bisschen länger geworden als erwartet.
Gestern ist meine Stellschraube für eine Bremse abhanden gekommen. Vermutlich war sie schon zu weit rausgedreht und hat sich dann durch Vibration ganz gelöst. So auf die Schnelle bekommt man kein neue Stellschraube und ohne lässt wird nicht genügend Druck auf die Bremse aufgebaut.
Was also tun. Eine neue habe ich bestellt. Die kommt aber erst in den nächsten Tagen. Ich habe mir eine Stellschraube erstellt und dann in Nylon ausgedruckt.
Adjustment Screw
Wie man auf dem Bild sehen kann, hat es funktioniert 🙂
Quelle: Open / Close Clockwork Sign by Ikeda Yosuke – Homeli
