3D-Drucker im Modellbau

[JamesRay]

Da ich mit meinen beiden Peppermints ein schwer lösbares Problem habe, bin ich gerade dabei einen 3D-Drucker zu konstruieren und natürlich auch zu bauen.

Aber erst mal zu meinem Problem:

https://farm6.staticflickr.com/5594/14974263696_b9dab74683_c.jpg (https://flic.kr/p/oPe1Uh)IMG-20140801-WA0006 (https://flic.kr/p/oPe1Uh) by

Wie man oben unschwer sehen kann liegen die beiden Cockpits bei den Peppermints sehr weit hinten. Da diese vollständig ausgebaut werden sollen und bis auf den Rumpfboden reichen, habe ich ein Problem mit dem Schwerpunkt.

Der Rumpf ist eh schon stark Buglastig da er ein schlankes Heck und eine voluminösen Bug hat. Der aktuelle Schwerpunkt liegt bei ca. 65% vom Heck. Liegen sollt er über den Daumen bei ca. 30%.

Verstärkt wird dies zusätzlich durch die Einbauposition von Motor und Regler.

Ich brauche also Gewicht im Heck und natürlich auch Zugang dazu.

Geplant war aber beide Cockpits fest einzubauen und damit wäre der Zugang nicht oder nur schwer möglich.

Nach langem Überlegen wie ich ein voll detailliertes Cockpit bauen kann, welches ich als komplette Einheit herausnehmen kann, bin ich zu gekommen mir dieses zu drucken. So zu drucken, das ich es innen mit Leder beziehen kann, das Armaturenbrett und Sitze leicht montiert werden können usw...

Soweit der Plan.....

Dann lange schlau gemacht und mit einem guten Freund (der hat schon einen einfachen Mendel Prusa Drucker) Pläne geschmiedet.

Nach nun heute Vormittag 55h an Solidworks ist nun folgendes fertig und schon die lilanen Teile im Druck:

https://farm4.staticflickr.com/3941/15504254030_ea89bec2b2_b.jpg (https://flic.kr/p/pC4myE)
JamesTownBoats (https://www.flickr.com/people/44676919@N03/), on Flickr

Zur Erklärung:

Lila: Teile aus dem 3D-Drucker
Weiß: Teile aus meiner CNC-Fräse
Blau: Drehteile
Grau/Metall: Kaufteile

Der Drucker ist zu ca. 90% fertig gezeichnet. Es fehlt derzeit noch die gesamte Elektronik in der Zeichnung. Die ist bestellt und erst wenn diese da ist kann ich die Zeichnen und ins Modell bringen. Die Mechanik steht aber.

https://farm9.staticflickr.com/8564/15690665912_ecc9612f96_b.jpg (https://flic.kr/p/pUwLjC)

https://farm6.staticflickr.com/5599/15503202169_3e02b9e311_b.jpg (https://flic.kr/p/pBXXT8)


https://farm4.staticflickr.com/3947/15069119874_85f6a62d33_b.jpg (https://flic.kr/p/oXBbkC)

Ich denke dieses Thema passt hier ganz gut, denn ob man nun ein Boot oder einen Drucker baut. Soooo groß ist der Unterschied gar nicht.

Zusätzlich bin ich der Meinung, das diese Technik eher früher als später Einzug in unser Hobby haben wird. Eine CNC-Fräse war auch lange ein Traum und heute hat diese jeder Dritte...

Videos zur genauen Funktionsweise der Technologie gibt es bei YouTube mit dem Suchbegriff "CoreXY":


http://www.youtube.com/watch?v=V3Fu0B0G7X4

Das Design ist von mir und die "Grundtechnik" aus RepRap-Modellen abgeleitet. Physisch also eine komplette Eigenentwicklung, von der Technologie zu 50% "geklaut".

Auf Eure Reaktionen bin ich nun wirklich mal gespannt.....

LG: James

[JamesRay]

Mehr Bilder gibt es hier:

https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/sets/72157648516249679/

https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/sets/72157648516249679/

Preisklasse des Druckers in seinen technischen Fähigkeiten und im Vergleich zu ähnlichen, fertigen Kaufmodellen ist ca. 2500-3000 Euro.

Kosten im Selbstbau liegen bei ca. 500,- Euro Material.

LG: James

[Rith]

Hast du das Teil bereits?

Will mir im Laufe des nächsten Jahres auch einen 3D Drucker kaufe, ich tendiere aber Richtung Mendel90 (Bausatz aus England mit guter Qualität... 800€)

Hat der hier vorgestellte Drucker ein beheiztes Druckbett? Wenn nicht würde ich das noch nachrüsten.

[Robert]

Hallo James,

schöne Idee, ich würde allerdings einiges verändern.

a.) Acryl Scheiben, Kohlefilter+Fan. Groessere Teile lassen sich in ABS nicht mehr ohne Risse drucken, wenn man nicht ueber der TG Temperatur des ABS bleibt beim drucken.
b.) Die Versteifungshalter an deiner horizontalen Platform(auf 8 Uhr und 4 Uhr) könnten Hakeln so wie sie jetzt konstruiert sind. Mehr Abstand zwischen den Lagern an der Achse selber könnte das Risiko minimieren
c.) Überall wo du ein Lager fixierst würde ich das Teil geschlitzt konstruieren und dann mit Schraube und Mutter den Durchmesser zusammen klemmen. Das erlaubt perfekte Fixierung. Problem an den Spielzeugdruckern ist die genauigkeit(Rundheit) für Löcher. Durch so ein Klemmmechanismus kann man das umgehen.
d.) Ich würde unter dem Drucker mit einer Box unter Ihm bauen, oder hinter dem Drucker, welche die Steuerelktronik, Netzteil usw. aufnimmt. Dann hat man ein sauberes Gehäuse wo nur noch ein USB und ein Netzkabel für die Steckdose raus kommt.
e.) Ich würde für unsere Modellbauzwecke grösser bauen. Habe einen Drucker in Planung der einen Menschen von der Grösse drucken kann. Darin könnte man auch Negativformen drucken....Der preisliche Aufwand ist nicht viel grösser da man nicht so sehr in das Verformungsproblem läuft wie beim Bau einer CNC(Zustellkräfte).
f.) Verwende eine Kugelumlaufspindel für die Z-Achse....das macht das ganze noch um einiges genauer.

Anyway, finds ein cooles Projekt, vorallem das du selber baust. Nur so lernt man am besten :-).
Viele Grüsse und Spass am verwirklichen
Robert

[JamesRay]

a.) Acryl Scheiben, Kohlefilter+Fan. Groessere Teile lassen sich in ABS nicht mehr ohne Risse drucken, wenn man nicht ueber der TG Temperatur des ABS bleibt beim drucken.

Nein, geplant ist PLA. ABS ist ungeeignet und das aus vielen Gründen. Scheiben sind geplant, aber nicht für den ersten Drucker.

b.) Die Versteifungshalter an deiner horizontalen Platform(auf 8 Uhr und 4 Uhr) könnten Hakeln so wie sie jetzt konstruiert sind. Mehr Abstand zwischen den Lagern an der Achse selber könnte das Risiko minimieren

Nein, die verwendeten Lager haben innen eine Konkave-Klemmpassung ähnlich zweier Kegel welche sich mit den Stümpfen berühren. Diese Konstruktionsart eines Lagers kann nicht klemmen.

Siehe: http://image.dhgate.com/albu_700394805_00/1.0x0.jpg --> Darstellung oben rechts im Schnitt

c.) Überall wo du ein Lager fixierst würde ich das Teil geschlitzt konstruieren und dann mit Schraube und Mutter den Durchmesser zusammen klemmen. Das erlaubt perfekte Fixierung. Problem an den Spielzeugdruckern ist die genauigkeit(Rundheit) für Löcher. Durch so ein Klemmmechanismus kann man das umgehen.

Nein, durch die konkave Klemmpassung ist geringes Spiel tolerierbar und bei der Z-Achse nicht wesentlich da diese sich nur absenkt, mehr nicht.

d.) Ich würde unter dem Drucker mit einer Box unter Ihm bauen, oder hinter dem Drucker, welche die Steuerelktronik, Netzteil usw. aufnimmt. Dann hat man ein sauberes Gehäuse wo nur noch ein USB und ein Netzkabel für die Steckdose raus kommt.

Ja, genau so ist es geplant, alles unter den Drucker. Sonst passt auch das geplante Display nicht. Die Kabellängen sind auf 100mm festgelegt und lassen sich leider nicht anpassen.

e.) Ich würde für unsere Modellbauzwecke grösser bauen. Habe einen Drucker in Planung der einen Menschen von der Grösse drucken kann. Darin könnte man auch Negativformen drucken....Der preisliche Aufwand ist nicht viel grösser da man nicht so sehr in das Verformungsproblem läuft wie beim Bau einer CNC(Zustellkräfte).

Nein (für mich nicht, gebe dir aber recht), die Größe ist subjektiv und leider auch durch die Fähigkeiten meiner Fräse begrenzt. 600x400mm kann ich bearbeiten und plane daher in diesen Dimensionen.

f.) Verwende eine Kugelumlaufspindel für die Z-Achse....das macht das ganze noch um einiges genauer.

Nein, dies macht konstruktiv keinen Sinn, da es kein Umkehrspiel zum kompensieren gibt. Die Plattform senkt sich ausschließlich ab. Dort reicht im Grunde eine billige Gewindestange aus dem Baumarkt. Rundgewinde ist aber geplant.

Versteh mich nicht falsch und sei nicht böse! Deine Vorschläge sind gut aber leider aus meiner Sicht nicht Zielführend. Es fehlen ja auch noch Sachen. Heizbett, Display usw.

Aber ja, eine Diskussion ist ausdrücklich gewünscht. Ich werde niemanden hier abwürgen oder meinen Willen behaupten. Kommentieren werde ich aber :-)

LG: James

[JamesRay]

@ Rith:

Ja, beheiztes Druckbett wird er haben. Genaugenommen 2 Stück nebeneinander. Nicht für alle Teile braucht man die gesamte Fläche und mit 2x 230W Heizleistung freut sich dann die Stromrechnung.

Eventuell machen wir das Heizbett komplett selbst. Wir spielen auch mit dem Gedanken den Drucker vollständig zu schließen und den Extruder mit Wasser zu kühlen. Damit wäre der Bauraum insgesamt gleichmäßig temperiert und nicht unten warm und oben kalt. Zusätzlich würde der Lüfter am Extruder nicht mehr die aufsteigende, warme Luft vom Heizbett nutzen um zu kühlen. Dies ist in sich schon Quatsch. Noch sind wir aber mit der Filamentführung nicht weit genug um auch oben einen Deckel drauf zu machen.

LG: James

[derschneider]

Bin sehr interessiert an diesem Thema und lese im Stillem mit.

Ich habe aber mal ne Offtopic - Frage zu deiner in Solidworks-Konstrucktion oder eher zur Darstellung.

Warum haben so viele Juser (du auch) in ihren CAD-Programmen die Parallelperspektive eingestellt .... von der man(n) Augenkrebs bekommt ?
Wird denn sowas bei Lehrgängen gelehrt ? Spätestens bei der Visualisierung des erstellten Objektes sollte man die Zentralperspektive verwenden !

Wenn die Zentralperspektive genutzt wird, sieht alles um Welten natürliche aus und bekommt auch Tiefe. Und das arme Hirn kann auch endlich abschalten nach den falschen Infos :laugh:

vg Dirk

[JamesRay]

Jeder macht das wie er will. Zur reinen Konstruktion ist das Einschalten der Perspektive für mich eher unschön. Zum Rendern kann man es aktivieren, aber ich bin zu faul das jedesmal zu machen.

Fazit: Reine Geschmackssache....

[Sika]

Ich finde es beeindruckend, wie du neben den oft perfekt gebauten Booten nun auch noch einen 3D-Drucker bauen willst. Was die Gesamtkosten angeht, so müsstest du allerdings fairerweise auch deinen Zeitaufwand rechnen - dann wird klar, warum solche 3D-Drucker immer noch Geld kosten. Ich vermute allerdings, dass du das Bauen des Druckers selbst auch als Hobby siehst, von daher ist der Selbstbau mehr als legitim. Denn wenn man es rein von den Kosten her betrachtet, dann wäre vermutlich die Beauftragung eines Druck-Dienstleisters (ggf. auch privat) die günstigere Variante.

Und hast du mal Vorversuche gemacht? Alles was ich bisher auf Messen an gedruckten Teilen gesehen habe war mit zu grob in der Rasterung/Schichtdicke.

Jörg

[JamesRay]

Vielen Dank für das Lob! Ich gebe mir Mühe :-)

Eigendlich halte ich vom 3D-Druck weniger als nix.... Aus eben diesen Gründen: Material, Qualität, Oberfläche, Nachbearbeitung, Druckzeit usw. irgendwie alles nicht das Ware.

ABER: Wir arbeiten dran und haben schon etliche Konstruktionssünden entfernt.

Ein steifes und schwingungsarmes System wurde konstruiert. Dies ist auch der Grund für die 4-fach gelagerte Z-Achse. Viele Bautische schwingen mit im Takt der Druckkopfbewegungen. Mancher kennt sowas von seinem Tintendrucker wenn man in höchster Geschwindigkeit druckt. Dazu ein möglichst leichter Druckkopf ohne Feeder für den Extruder. Den schweren Schrittmotor immer fließig mitzuschleppen bei jeder X-Y-Bewegung schaukelt viele 3D-Drucker unnötig auf. Alle Top-Geräte sind ohne Feeder am Extruder aufgebaut. Leider verhindert diese Bauweise eine einfache Konstruktion eines Deckels, da das Filament in einem Teflonschlauch zum Druckkopf "geleitet" wird. Der Schlauch muss in einem sanften Bogen laufen, ähnlich wie bei den Flexwellen, sonst wird das nix.

Die Qualität der Bauteile hängt von mehreren Faktoren ab: Material, Schichtdicke, Düsendurchmesser, Verarbeitungszeit, Heizbett. Der Drucker sollte sehr dünne Schichten (0,1mm) mit kleiner Düse (0,2mm) bei möglichst hoher Geschwindigkeit und gleicher Werkstück-Temperatur drucken können. 3 von 5 Punkten erfüllen viele. wir arbeiten daran 4 von 5 zu erfüllen. Vielleicht mit Glück auch 5 von 5.

Nutzen werde ich die Teile aus dem Drucker nicht als Endprodukt sondern eher als Halbzeug. Die von mir benötigten Teile müssen noch weiterverarbeitet werden und sind am Ende kaum noch sichtbar. Aus diesem Grund passt es dann auch für mich.

Mal sehen was wird. Ich bestelle Anfang nächster Woche das Holz und fräse dann das Gehäuse. Einige andere Teile sind schon bestellt. Da die aus China direkt kommen, dauert das aber noch 4-5 Wochen.

LG: James

[Sika]

Ist dir bei deinen Recherchen zum Thema ein (bezahlbarer) 3D-Drucker für Wachs über den Weg gelaufen? Sowas ala Solidscape - aber mit eine Stelle im Preis weniger. Alternativ habe ich den Form1 in Beobachtung. Dafür soll es inzwischen ein Harz geben, dass wie Wachs ausgebrannt werden kann. Mit einer Auflösung von 0,025mm wäre das mal einen Versuch wert. Leider scheint das Gerät (noch) nicht so perfekt zu arbeiten, wie das beworben wird. Hintergrund für meine Anforderungen sind Rohlinge für Propeller (Wachsausschmelzguss).

Auf jeden Fall viel Erfolg mit deinem Projekt.

Jörg

[JamesRay]

Ich habe mir das angesehen: Nett :-)

An der Technik liegt es nicht. Es ist das Medium. Wobei 0,025mm sich selbst limitiert. Größere Objekte brauchen eine Druckzeit jenseits von Gut und Böse. Für eine Propeller passt das also.

Möglich ist das aber schon mit z.B. folgenden Modifikationen:

Steppermotoren mit deutlich feinerer Auflösung (z.B. mit Getriebe)
Extreme Ausreitzung der Software
Anderes Medium (wobei hier eher das Abkühlverhalten wichtig ist)

Also hier z.B. wird Schokolade gedruckt:


https://www.youtube.com/watch?v=MKQlys-z7SM

Hier Keramik:


https://www.youtube.com/watch?v=ERPYTox4vOA

und hier Zucker:


https://www.youtube.com/watch?v=OjKFBc5e6D4


Ich denke also, dass man es schlicht versuchen müßte. Andere (Hersteller bestehender Geräte) haben das ja auch gemacht.

Mich würde das schon reitzen sowas zu realisieren aber dafür bräuchte es Zeit und Sponsoren. Hinzu kommt noch, dass ich diese Funktionalität selbst nicht benötige. OK, meine Frau findet das mit der Schokolade cool und hat da schon angefragt, aber das läuft derzeit noch eher unter "nice to have".

LG: James

[JamesRay]

Um das hier mal wieder hoch zu holen:

https://farm8.staticflickr.com/7464/16327126475_e4b15f6882_c.jpg (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16327126475/)
Complete_New_Build_Render_42 (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16327126475/) von JamesTownBoats (https://www.flickr.com/people/jamestownboats/) auf Flickr

https://farm8.staticflickr.com/7496/16139553948_3e80af7c39_c.jpg (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16139553948/)
Complete_New_Build_Render_43 (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16139553948/) von JamesTownBoats (https://www.flickr.com/people/jamestownboats/) auf Flickr

und so sieht es seit Samstag aus:

https://farm8.staticflickr.com/7630/16974213331_10649d379e_c.jpg (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16974213331/)
C360_2015-03-28-13-23-24-236 (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16974213331/) von JamesTownBoats (https://www.flickr.com/people/jamestownboats/) auf Flickr

https://farm9.staticflickr.com/8729/16974213791_7c0444589e_c.jpg (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16974213791/)
C360_2015-03-28-13-23-38-264 (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16974213791/) von JamesTownBoats (https://www.flickr.com/people/jamestownboats/) auf Flickr

https://farm9.staticflickr.com/8684/16974213801_5cc44aa2eb_c.jpg (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16974213801/)
C360_2015-03-28-13-23-53-498 (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/16974213801/) von JamesTownBoats (https://www.flickr.com/people/jamestownboats/) auf Flickr


Es geht jetzt also voran! .... Oder auch nicht, denn mir fehlten doch etliche Schrauben und ich mußte heute für über 50 Euro Schrauben und Muttern nachbestellen.

Ansonsten fehlen zwar noch einige Druckteile, aber wir sind gut vor.

Mit Glück ist Ostern die Mechanik fertig.

LG: James


PS: Ich habe zum allgemeinen Austausch auch eine noch recht kleine Facebookgruppe aufgemacht: https://www.facebook.com/groups/1555325188061104/

[Ch.Lucas]

Hi James,

sieht wie immer bei deinen Projekten super sauber aus . Deiner Frau wird es gefallen.

Die neueste Methode ist hier, https://www.turn-on.de/news/neuartige-3d-drucker-technologie-erinnert-an-terminator-2-19132 ,gezeigt . Allerdings geht das nicht mit Schokolade aber doch sehr beeindruckend .

Hier in Rc-Heli zeigt mein Freund Albert Fruth was derzeit mit Industriedruckern so möglich ist . Albert hat Flugzeugbau Studiert speziel Hubschrauber . Es lohnt sich dort anzumelden um die Bilder zu sehen . Albert hat auch noch einen kleinen Speedheli in 450 größe den Puls ,der fliegt schon in der zigfachsten Version . Die Kegelräder hat er direkt aus Titan gedruckt und nur die Zahnflanken per Hand nachgearbeitet eingebaut und geflogen .
http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=246590

http://www.rc-heli.de/board/showthread.php?t=200183

[JamesRay]

Tja, Industriedrucker sind ein völlig anderes Thema! Besonders bei den Anschaffungskosten....

Meiner ist jetzt schon in den bisher gekauften Teilen und Materialien teurer als kleine Fertiggeräte. Da geht richtig Geld durch...

Ich erhoffe mir aber auch sehr gute Halbzeuge damit herstellen zu können.

Mal sehen was kommt....

[JamesRay]

Sooooo.....

Er ist bald fertig! Hier die Vorlage aus Solidworks:

https://farm1.staticflickr.com/687/22518454860_782e2e429a_b.jpg (https://flic.kr/p/AiSY6J)Complete_New_Build_Render_54 (https://flic.kr/p/AiSY6J) by James Ray (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/), auf Flickr

Und hier das daraus entstandene Original:

https://farm1.staticflickr.com/611/22081538014_f8784ac5b2_b.jpg (https://flic.kr/p/zDgDWE)20151101_144141 (https://flic.kr/p/zDgDWE) by James Ray (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/), auf Flickr

https://farm6.staticflickr.com/5748/22704316225_5b0c2fb708_k.jpg (https://flic.kr/p/AAiyd2)20151101_144149 (https://flic.kr/p/AAiyd2) by James Ray (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/), auf Flickr

https://farm1.staticflickr.com/723/22083047903_e8719e7bd8_b.jpg (https://flic.kr/p/zDpoMe)20151024_142250 (https://flic.kr/p/zDpoMe) by James Ray (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/), auf Flickr

https://farm6.staticflickr.com/5814/22081218134_913df28842_b.jpg (https://flic.kr/p/zDf1Ru)20151101_144656 (https://flic.kr/p/zDf1Ru) by James Ray (https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/), auf Flickr

Derzeit arbeite ich am Heizbett (340x260mm) und an der Verkabelung. Mit Glück bin ich in 1-2 Wochen fertig.

Viele Teile für meine Modelle werde ich in Zukunft drucken. Da gibt es so viele Anwendungen.....


LG: James

[JamesRay]

Wer sich dafür interessiert, findet hier mehr Bilder (sind mittlerweile 2 Seiten!):

https://www.flickr.com/photos/jamestownboats/albums/72157648516249679

Auch ist noch lange nicht alles umgesetzt, was auf meiner wirklich langen Liste steht. Aber er soll jetzt erst mal zeigen, ob er grundsätzlich funktioniert. Danach geht es dann weiter.

LG: James

[Plaky]

Hier mal ein Unimog 1/87 hergestellt mit 3D Drucker
https://m.youtube.com/watch?v=ssL4QJDtk_k