Macht ein 3D Drucker Sinn?

Klar. Auch wenn zum jetzigen Zeitpunkt ein erfolgreicher Betrieb eines 3D Druckers (dieser Preisklasse) einen erheblichen persönlichen Einsatz fordert, sind die zusätzlichen Möglichkeiten, die man damit hat, diesen Verbrauch wertvoller Lebenszeit durchaus wert. Mir fallen zwei gute Gründe ein, gleichzeitig sind diese beiden Argumente auch die zwei Produktkategorien, bei denen es sich lohnt, sie mit einem 3D Drucker herzustellen.

1. Produkte, die man nicht einfach mal so kaufen kann oder bei denen der Aufwand der Eigenherstellung geringer ist als der Kaufvorgang. Zum Beispiel Ersatzteile für technische Geräte.

2. Produkte, die man selber entwirft, also Unikate. Objekte mit einem Schuss Persönlichkeit, aus eigener Kreativität entstanden.

Nun, da mein Drucker noch nicht so lange rund läuft und ich mich intensiv mit dem Multicopter beschäftige, fehlen mir so richtig gute Real-World-Beispiele, die auch den größten Skeptiker jubilieren und den Ultimaker Webshop stürmen lassen. Aber ein paar Dinge hab ich bereits gedruckt:

Zu öffnender Companion Cube.

Eine Tasse! In Raketenform! Gespachtelt und geschliffen, wird demnächst lackiert.

Endstopfen für Vorhangstangen. Zeitaufwand 25 Minuten.

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Ikarus04 – Ein neuer Ansatz

Durch einen glücklichen Zufall kam ich sehr günstig an einen Restposten pultrudierter 12mm CFK Rohre. Ein gutes Material für die Arme eines Multicopters, Carbon zeichnet sich ja bekanntlich grundsätzlich durch geringes Gewicht und dabei hohe Stabilität aus. Meinen naiven Vorstellungen nach sollte ein stranggezogenes Rohr (also mit Fasern in Längsrichtung) für meinen speziellen Einsatz am besten geeignet sein.

Doch wie diese Arme am Rumpf und wie daran die Motoren befestigen? Hm….

Gebogene treffen auf ebene Flächen… Ein nahezu perfektes Szenario für den Einsatz eines 3D Druckers. Also schnell in Blender zwei entsprechende Adapter gebastelt.

Bewusst pragmatisches und reduziertes Design. Schnell ausgedruckt, passt und sitzt.

Die Rohre habe ich auf eine Länge von 30cm gekürzt. Eine sehr stabil wirkende Konstruktion. Könnte jedoch ein wenig leichter sein. Aber am Gewicht feile ich erst, wenn ich weiß, dass es prinzipiell funktioniert.

Die (Vor-)Serienproduktion kann beginnen.

Heute habe ich wieder was gelernt

Nach ein paar Wochen mit dem Ultimaker kann ich sagen: Das Ding läuft rund. Also so einigermaßen. Meistens.

Ein paar Tipps.

  • Die Höhe der Plattform lässt sich während des Druckens der ersten Ebene sehr gut durch Drehen an der Kupplung zum Motor der Z-Achse justieren. Ich habe gelesen, dass es dem Schrittmotor nicht weh tut, wenn man ihn manuell ein paar Steps dreht.
  • Bei größeren Drucken, die länger dauern (10h +), mit der Temperatur hoch gehen. Da eine niedrigere Temperatur dem Extruder mehr Widerstand im Reinpressen des Plastiks beschert, kann sich mit der Zeit Abrieb des Kunststoffs in den Vertiefungen der Extruder-Welle sammeln und somit den „Grip“ vermindern. Irgendwann dreht die Welle dann durch und frisst ein Loch ins Plastik. Die Folge: Da kein frisches Material mehr in den Druckkopf kommt, geht der Druck natürlich schief. Sehr ärgerlich nach 15h oder so. Ich drucke deswegen größere Objekte mit 230°C. Die Verschlechterung der Qualität (durch das sog. „oozing“) kann ich verschmerzen.
  • Man kann nicht jedes Objekt drucken. Schon beim Design des zu druckenden Objekts drauf achten, dass es auch druckbar ist. Überhänge und zu dünn gestaltete Stellen sollte man möglichst vermeiden. Support-Strukturen helfen zwar manchmal recht gut, bedeuten jedoch auch ein gewisses Risiko beim Drucken, mir hat der Druckkopf schon sehr oft solche Hilfsstrukturen abgeräumt und somit das ganze Objekt von der Plattform gefegt.
  • Ein ganz ähnlicher Punkt: Einfaches Design bedeutet deutlich weniger Druckzeit und schönere Oberflächen. Außerdem weniger Zeit bei der nötigen Nachbearbeitung. Mit meinen heutigen Erfahrungen hätte ich die vielen Modelle, die ich schon bevor ich den Drucker hatte, erstellt habe, ganz anders gebaut und mir so viel Arbeit erspart.
  • Schnitzwerkzeug! Sehr fein zum Nachbearbeiten gedruckter Werkstücke.
  • Nachtrag: Den Druckkopf gut vorheizen lassen. Wann dieser bereit für den Druck ist, sieht man recht gut im ReplicatorG. Man sollte warten, bis der Ausschlag bzw. die Amplitude der Heizleistung (weiß) sich beruhigt hat und die Ist-Temperatur (rot) konstant bleibt.

Aber es gibt noch einiges zu verbessern. Derzeit habe ich das Problem, dass sich meine gedruckten Objekte an den Ecken ziemlich stark nach oben biegen. Das heißt eine eigentlich flache Unterseite ist gebogen. In der Ultimaker Mailingliste fand ich die Information, dass es an der Kühlung des frisch extrudierten Materials liegen könnte. Aber eine definitive Lösung scheint es noch nicht zu geben. Da werd ich wohl noch mal nachhaken müssen.

Pimp my Ultimaker – Der Lüfter neu gestaltet

Für was hat man denn einen 3D Drucker? Richtig, um den 3D Drucker mit selbstgedruckten Teilen zu optimieren.

Der originale, etwas fummelig zusammenzufaltende Luftkanal hat leider die Eigenschaft, an der Aufnahme der Plattform anzuecken, wenn diese relativ weit oben ist. Da mir das nun schon mehrfach passiert ist und ich in Zukunft mögliche Schäden vermeiden will, habe ich auf Thingiverse mal wieder nach Alternativen gesucht. Klar, ich war nicht der erste, der diesen Teil des Ultimakers verbessern will, es gibt einige Dinge, die genau dieses Problem anpacken. Spontan habe ich mich für folgendes Modell entschieden:


Fan Duct for Ultimaker by owen

Funktioniert. Kühlung besteht weiterhin und die Mechanik ist nicht mehr durch Kollisionen gefährdet. Empfehlenswert!

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Ikarus03 – Erste Pläne und Entwürfe

Mein Ziel ist es ja, einen Rahmen für einen Quadro- bzw. Hexacopter mit möglichst vielen selbstgedruckten Teilen zu bauen. Als alter Bruchpilot mit überaus hohem Ersatzteilbedarf kann ich mir so mal eben neue Teile ausdrucken.

Doch hat PLA die nötigen Eigenschaften für einen solchen doch recht anspruchsvollen Einsatz? Erste einfache Tests zeigen: Durchaus!

Nun bin ich ja leider recht unbedarft und ein absoluter Laie in Sachen Konstruktion. Schlechte Voraussetzungen. Auf der Suche nach Informationen stieß ich auf so interessante Themen wie Topologieoptimierung und Strukturbionik. Wäre es nicht am besten, den Rahmen möglichst dreidimensional (im Vergleich zu „normalen“ Rahmen aus GFK Platten) zu gestalten und sich möglichst viel von der Natur abzuschauen? Das ist schwieriger als gedacht. Ich habe ehrlich gesagt auch wenig Ahnung, welche Kräfte z.b. auf einen Motorarm einwirken, zumindest fehlen mir Daten, die meine Vorstellungen bestätigen bzw. widerlegen. Da hilft nur eins: Probieren statt studieren!

Erste Entwürfe bestanden aus einer Gitterstruktur. Dieses Konzept habe ich jedoch schnell wieder aufgegeben und mich auf eine möglichst einfache Konstruktion festgelegt. Dies hat mehrere Vorteile: Das Drucken geht um ein vielfaches schneller und unkomplizierter, man benötigt keine nervigen Hilfskonstruktionen, die man nach Fertigstellung des Ausdrucks mühsam entfernen muss, und außerdem sieht ein einfach gehaltenes Objekt (mit vielen waagrechten Oberflächen) vom Druck her einfach besser aus. Und ist vermutlich sogar stabiler. Also ein „einarmiger“, vierkantiger Arm, gefüllt mit einer Gitterstruktur.

Einige der bisherigen Evolutionsstufen.

Der schwarze Arm rechts wird wohl der erste werden, mit dem ich einen Flugversuch starten werde. Er ist mindestens genau so bruchfest wie ein Standard Arducopter Alu-Arm, ein wenig flexibler zwar, aber trotzdem sehr vertrauenserweckend wirkend. Und mit 35g Gewicht auch annehmbar leicht (im Vergleich zu 17g des Arducopter Arms, ohne die Acryl-Motoraufnahme).

So, als nächstes mach‘ ich mich an das zentrale Verbindungsstück.

Pimp my Ultimaker – Komfortables Justieren der Z-Achse

Das Einstellen des oberen Anschlagpunktes der Z-Achse ist ohne dieses nette Ding schwieriger als nötig. Den Kontakt an sich kann man nur recht ungenau justieren, die Feinarbeit muss man dadurch mit den vier Schrauben, die die Plattform halten, bewerkstelligen. Das ist nicht besonders optimal, da man Gefahr läuft, die mühsam in die Waage gebrachte Plattform wieder zu verdrehen. Der „Z-axis adjuster“ löst dieses Problem auf elegante Weise.

Pimp my Ultimaker – Ein konstruktiver Schwachpunkt?

Schon nach wenigen Betriebsstunden brach die Befestigung des Bowdenzugs am Extruder aus eben diesem.

Bei sachgemäßer Benutzung sollte die originale Konstruktion stark genug sein, jedoch passieren einem als Neuling halt mal dumme Sachen… In meinem Fall hab ich wohl durch Pfuscherei im G-Code die Heizung versehentlich deaktiviert. Durch den recht starken Schrittmotor samt kleiner Übersetzung kommen schon ordentliche Kräfte zusammen. Auf der Suche nach einer Lösung fand ich auf Thingiverse dieses nette Ding:


Ultimaker BowdenFeeder Repair Kit by mechadense

Mit einer wackeligen Konstruktion aus Kabelbindern konnte ich zum Glück den Ultimaker noch so weit bringen, das Repair Kit auszudrucken, das war aber eine blöde Frickelei und hat erst nach mehreren Anläufen funktioniert.

Ich würde jedem Ultimaker Neuling empfehlen, diese Verstärkung möglichst bald zu drucken und zu montieren. Erspart euch den Ärger!

Ultimaker build log

Yeah!

Ultimaker bestellt!

Gestern habe ich nach langer Wartezeit endlich meinen Ultimaker bestellt. Die Lieferzeit beträgt immer noch zwischen vier bis sechs Wochen, hoffentlich bekomme ich meinen etwas früher. 🙂