Langsam wird es Gewohnheit

Torsten hat gestern Abend wieder ein paar Teile gedruckt, wieder vom Idler der Y Achse.

Zu sagen, dass das Drucken dadurch zur Gewohnheit wird, ist aber wohl doch übertrieben. Es ist immer noch aufregend, wenn wieder neue Teile auf dem Schreibtisch liegen und der Bau des zweiten Druckers dadurch näher rückt. Und damit auch der Umzug des ersten Druckers auf seinen geplanten Platz bei mir im Wohnzimmer (einer der Vorteile, wenn man keinen WAF* benötigt). Aber bis dahin werden noch ein paar Wochen ins Land gehen.

Aber es gibt wieder ein paar Bilder :D

Der Y Idler

Nochmal der Y Idler, diesmal 'straffer'

Hier lässt sich schön sehen, wie der verbesserte Y Idler arbeitet. Das grössere Teil wird unten an der Basisplatte des Druckers fest geschraubt. Im kleineren, verschiebbaren Teil wird das Kugellager befestigt, über das der Zahnriemen läuft. Beide werden mit einer kleinen Maschinenschraube verbunden, auf der das Rändelrad sitzt. Damit lässt sich die Spannung des Riemens sehr fein einstellen und auch ganz lösen, wenn es nötig sein sollte.
Die beiden Blöcke sind mit einem Schwalbenschwanz verbunden und haben ca einen halben Millimeter Spiel.
Leider habe ich keinen Maßstab daneben gelegt, aber der untere Block ist ca 3 cm hoch.

Von der 'Rückseite'

 Hier ist der Idler noch mal von der Rückseite des Druckers aus gesehen. Deutlich zu erkennen das Loch für die Schraube und die Führung für die kleine Feder, die in die Rastung des Rändelrades greift und versehentliches Verdrehen zumindest erschweren soll.

Das Rändelrad und die Feder, die für eine Rastung beim drehen sorgt

Das Rändelrad hat ebenfalls einen Durchmesser von ca 3 cm, die Feder besteht aus 4 Schichten und ist damit ca 1 mm dick.

So ein paar kleine Probleme haben wir noch auszumerzen. Zum einem bilden sich bei den ersten Schichten, die gedruckt werden, kleine "Blobs" aus Kunststoff. Derzeit sieht es so aus, als wenn das verstärkt passiert, wenn der Drucker schon eine ganze Zeit läuft, also schon mehrere Teile gedruckt hat. Die zweite und dritte Schicht 'bügelt' diese Blobs für gewöhnlich weg, aber sie gehören da halt nicht hin. Dass der Drucker das nicht immer macht lässt sich schön an der  Feder sehen, die ja nur aus vier Schichten besteht. Eventuell müssen wir mit den Extrudertemperaturen noch ein wenig weiter runter.
Bei Teilen wie dem unteren Idler-Block, wo also auf einer Seite 'hoch' gedruckt wird, hebt sich die flache Seite ein klein wenig an. Bisher war das maximal ein halber Millimeter und hat den eigentlichen Druck nicht gestört, aber vermutlich muss das Heatbed ein klein wenig wärmer werden. Aber das ist Feintuning und stört derzeit nicht.


(* Wife Acceptance Factor)

Schlag auf Schlag...

... werden jetzt die nächsten Teile gedruckt.

Nachdem der Drucker sich wieder ein wenig geziert hat, als er von einem Raum in den anderen umziehen musste, hat Torsten es am letzten Wochenende nach ein wenig Feintuning wieder geschafft, Teile für den zweiten Drucker zu drucken.
So ganz klar ist uns noch nicht, warum er den Umzug nicht mochte, es sind nur ein paar Meter, aber vielleicht reicht schon die unterschiedliche Luftfeuchtigkeit in den Räumen aus, damit das Holz ein wenig arbeitet. Ein zehntel Millimeter arbeit im Holz kann schon eine Menge bewirken.

Motorhalterung für die Y Achse

Die Druckzeit für diese Motorhalterung lag bei über einer Stunde. Aber derzeit liegt unsere Priorität bei der Druckqualität und reproduzierbaren Ergebnissen, an den Geschwindigkeiten können wir später noch drehen.

Der Motor passt "saugend/schmatzend" in die Halterung, es gibt kein fühlbares Spiel in irgendeine Richtung und die Schraublöcher scheinen perfekt zu passen (noch haben wir keine Schrauben drin).

Idler für den Extruder

Der Idler für den Wade Extruder nimmt ein kleines Stück einer der 8mm Stangen auf, darauf ist eines der Kugellager gesteckt. Wenn der Extruder fertig ist, drückt dieses Kugellager dann das Filament gegen die Förderschraube.

Rändelschraube für den Y Idler

Die Rändelschraube für den Y-Idler ist die erste Verbesserung gegenüber den Teilen für den ersten Drucker. Der Y Idler hält die Umlenkrolle für den Zahnriemen, der den Schlitten auf der Y Achse bewegt.
Im Original besteht der Idler aus einem Block, der das Kugellager hält und die Spannung des Riemens wird über ein Langloch einstellt. Da unser Rahmen aus MDF besteht und die Schraube zum einstellen der Spannung immer ein wenig gelockert und anschließend wieder angezogen werden muss, lässt sich voraus sehen, dass irgendwann das Material an dieser Stelle den Geist aufgeben wird und die Schraube nicht mehr den Belastungen standhält.
Der verbesserte Y Idler besitzt einen Block, der an der Grundplatte festgeschraubt wird, darauf beweglich gelagert der Idler, der das Zahnrad hält. Die Riemenspannung kann dann mit einer kleinen Rändelschraube eingestellt werden.

Es geht also weiter und bald können wir an den Bau des zweiten Druckers gehen :D

Klebt wie sau...

So ... nach einer langen Sommerpause geht's wieder weiter.

Nachdem wir nach den ersten erfolgreichen Drucken wieder Probleme mit dem Warping hatten, vor allem wenn die Teile ein wenig grösser wurden, haben wir uns wieder frisch ans Werk gemacht und nach ein paar kleinen Änderungen wieder angefangen, am Drucker weiter zu arbeiten.

Die Änderungen werde ich später noch zeigen, da fehlen noch ein paar Bilder.

Zum einem sind die Alu Pulley angekeimme und eingebaut. Vermutlich bringt das noch einen Vorteil in den Details und der Maßgenauigkeit.

Als weiteres haben wir erst einmal die Druckbettgröße auf 20 x 20 cm verkleinert. Damit haben wir uns der Größe des Heatbeds angepasst. Zuvor hatten wir ja das Problem, dass uns häufiger die Spiegel zerbrochen sind. Wir haben vermutet, dass es an der thermischen Spannung liegt, denn am Rand waren die Spiegel immer kalt, unabhängig davon, welche Temperatur wir im Zentrum gemessen haben.

Das Heatbed haben wir jetzt von unten mit kleinen Neodym-Magneten bestückt. Auf dem Schlitten der y-Achse befinden sich Schlagmuttern in denen kleine Rändelschrauben eingeschraubt sind. Auf der Rändel halten dann die Magnete das Heatbed und damit das Druckbett fest. Dadurch lässt sich das ganze ohne Werkzeug sehr schön justieren. Dazu kommen noch Bilder, dann wird das deutlicher.

Damit war das Problem des Warping aber noch nicht aus der Welt geschafft. Das haben wir mit zwei Änderungen in den Griff bekommen. Zum einem haben wir die Spiegelfliese umgedreht, wir drucken also nicht mehr auf der Glasseite sondern auf der Lackschicht. Diese wurde mit Aceton gereinigt.
Zum anderen haben wir durch eine Isolierung mit Schaumstoff (mit Aluklebeband beschichtet) eine Wärmeisolierung für die Unterseite des Heatbeds geschaffen. Dadurch wird die Temperatur sehr gut gehalten und schwankt - nach den Messwerten - maximal um +/- 1°C.

Die Lackseite der Spiegelfliese haftet besser als alles, was wir vorher probiert hatten. Die Teile lassen sich nur mit Gewalt herunter nehmen, wenn das Heatbed noch heiß ist. Nach ein paar Minuten abkühlen (bei ca 60°C) knackt es einmal im Material und die Teile fallen einem fast in die Hand.

Innenlöcher in den Drucken waren noch immer ein wenig zu klein, dies haben wir geändert, indem wir im Slic3r den Extrusion Multiplier auf 0.9 gestellt haben. Somit passen sowohl die Innen- als auch die Außenmaße auf ca 0.1mm. Ein wenig besser können wir da mit Sicherheit noch werden, aber für den Anfang (das Drucken des zweiten Druckers) sollte es reichen.

Mit dem Drucken des zweiten Druckers haben wir dann auch gleich angefangen. Der erste Versuch war einer der Halter für die Gleitschienen der y-Achse. Das Teil ist durch eine ca 15mm weite Brücke recht anspruchsvoll. Aber ich denke, hier lasse ich die Bilder sprechen :D

Die beiden Halter für die y-Schiene

Hier noch einmal im Detail

Die 15 mm Brücke von innen

Der erste Druck sah schon recht gut aus, wir sind dann ein wenig übermütig geworden und wollten die beiden weiteren auf einmal drucken. Hier hat uns vermutlich das Oozing einen Strich durch die Rechnung gemacht. Es haben sich auf der Oberfläche während des Druckens kleine 'Knötchen' aus Kunststoff gebildet, an denen der Druckkopf immer hängen blieb. Das ging dann leider so weit, dass wir, nachdem der Druck schon zu dreiviertel fertig war, so hängen blieben, dass wir Schritte verloren. 

Um das zu verhindern haben wir uns ein wenig in die Slic3r Einstellungen eingelesen und versuchen nun, das Problem mit einem "Z-Lift" (wir heben die Z Achse immer ein wenig zwischen den Schichten) und "Wipe before retract" (wir 'wischen' den Druckkopf während des zurückziehens des Materials) zu lösen. Der erste Druck (der zweite Halter der y-Schiene) hat damit schon ganz gut funktioniert. 

Im Großen und Ganzen sind wir wieder ein gutes Stück weiter gekommen. Jetzt können wir Stück für Stück die Teile für den zweiten Drucker herstellen und diesen zusammen bauen. Aus den bisher gemachten Fehlern sollten wir gelernt haben und auf weniger Probleme stoßen.

Die Parameter (Temperaturen etc), mit denen dir die oben gezeigten Drucke gemacht haben, werde ich bei Gelegenheit hier noch veröffentlichen.

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Erfolge!

Geschafft! Nachdem wir wieder ein paar Stunden zusammen sassen und versuchten, die ersten Teile ohne ABS zu drucken, hat Torsten einen Versuch gemacht, das Druckbett mit ABS Slurry (in Aceton gelöstes ABS) zu bestreichen, um die Haftung der Druckes zu verbessern.

Leider kam es dabei beim ersten Aufheizen zu einem kleinen Problem ... einer geplatzen Druckbettscheibe. Erst war das ABS Slurry in verdacht, wurde dann aber als unwahrscheinlich ausgeschlossen.
Inzwischen vermuten wir, dass die Buchklemmen, mit denen wir das Heizbett unter der Spiegelfliese halten, einfach zu viel Druck aufbauen und das, zusammen mit der thermischen Spannung beim aufheizen, die Fliese zum springen brachte.

Kaputt...

Zum Glück haben wir ja noch ein paar Fliesen, also haben wir eine neue genommen und neue Magnete drunter geklebt. Die Magnete der alten Platte können wir wohl vergessen, ich keine keine Möglichkeit, 2K Epoxy wieder zu lösen. Zumindest wird sich der Aufwand kaum lohnen.

Nachdem wir die neue Scheibe drauf haben, mussten wir den Drucker wieder kalibrieren, inzwischen haben wir schon ein wenig mehr Übung, nur in die richtige Richtung zu rechnen mit den Korrekturwerten fällt noch schwer :)

Fussel ... 

Dann fingen wir wieder an, zu versuchen, weiter zu drucken ... Wenn da nicht die mangelnde Haftung auf dem Druckbett wäre. Wir sind uns mit der Temperatur des Druckbettes nicht sicher, wie bereits geschrieben, deswegen nennen wir es nicht mehr Grad Celsius :) aber laut Anzeige sind wir bei 130°. Wir haben alles mögliche ausprobiert. ABS Slurry, wieder Klebeband, unterschiedliche Temperaturen des Druckbettes und des Extruders. Haarspray hatten wir leider keines... Nichts wollte wirklich halten, entweder das Objekt wurde vom Druckkopf mitgerissen oder wir hatten wieder Warping. Die Versuche führten dann zu einer Menge abgebrochener Drucke und vielen dünnen Schichten ABS, die sich auf dem Schreibtisch stapelten.

Ich war schon bereit, Torstens Guinness zu Opfern, 90% in die Kehle, den Rest auf das Druckbett, aber er entschied sich, lieber seinem Sohn einen Klebestift abzuschwatzen. Davon hatte ich leider nicht so viel, aber einen Versuch war es auf jeden Fall wert.

Also haben wir das Druckbett damit bestrichen. Aufgrund der Restwärme des Bettes wurde der Stift auch schön weich und ließ sich gut verteilen.

Entgegen unserer Befürchtungen bildete sich aber keine klebrige Schicht auf dem Bett sondern war nahezu sofort fest und hinterließ nur eine raue Oberfläche.

Also mal wieder den Testwinkel gedruckt ...

kein Warping mehr ...

Auch aus diesem Winkel nicht ... 

von unten

 Und siehe da! Es funktionierte! Wir hatten den ersten erfolgreichen Druck eines Objektes ohne Warping in einer vernünftigen Qualität! Jubel, Trubel, Heiterkeit!

Nachdem die Pflicht getan war, musste ein wenig Kür sein und wir haben den kleinen Android-Kühlschrankmagneten gedruckt.

das erste "richtige" Objekt

sitzt, passt, klebt, perfekt!

 Nach diesem Erfolgserlebnis konnten wir auch beruhigt ins Kino fahren :)

Abschließend müssen wir noch sagen, dass es noch nicht perfekt ist. Die Masse sind noch nicht 100% stimmig. Das gedruckte ist ein kleines Stück zu breit und Löcher im Objekt ein kleines Stückchen zu klein. Es scheint, als wenn ein wenig zu viel Material aus dem Extruder kommt und die Perimeter dadurch zu breit werden. Oder wir haben durch die gedruckten Pulleys nicht exakt unsere 80 Schritte pro mm. Da geht es nächsten Samstag wieder ans testen, mit ein wenig Glück sind bis dahin auch die bestellten Alu-Pulleys da.

it's getting better

On Tuesday Torsten found some time to experiment with our printer. 

The results are looking good, we got less warping than the last time we tried. 

One factor to reach this was to turn of the fan that cools down the print. Due to this the layers ould cool down more slowly. It's not perfect yet, we need to do some further settings but we got ideas for this. 

As one point we can extend the time the printer must use per layer to print to give the material more time to settle down. And the temperature of the heated bed is not really precise.

To keep the temperatur on the printing surface more constant, we will isolate it. Therefor we will use corrugated cardboard, as mentioned in by Nophead. The cardboard will be coated with a layer of adhesive aluminum tape and will be clamped under the heated bed. 

To shorten the time we need to reach the set temperature we will also lay a piece of corrugated cardboard as insulation on the top of the printing surface. We just need to remove it before the print start :) 

As mentioned before we're not sure with the temperatures on the printed bed. We didn't measure it till now and depend on the temperature the thermistor is giving us. But the thermistor is down on the headed bed, not on the upper side of the glass. So we need an adequate thermometer to measure if we got the wanted 110°C on the surface.

Calibration angle - you can see the warping ends

The overhang on the left seems to be thru the waping too,other edges are straight

the Backside

The first 'real' part - ripped of the bed while printing

With the well done angle, Torsten tried to print the first 'real' part. He decided to try a pulley, one of the smallest parts from our printer. Due to the warping the egdes lifted off the surface, so the hotend ripped it of the printbed after a few layers.

Es wird besser

Dienstag kam Torsten dazu, noch ein wenig mit dem Drucker zu experimentieren. 

Die Ergebnisse schauen schon recht gut aus, das Warping ist um einiges geringer geworden. 

Ein Faktor, der zur Verbesserung beigetragen hat, ist, dass diesmal ohne den Lüfter gedruckt wurde. Dadurch konnten die Schichten langsam abkühlen. Perfekt ist es noch nicht, wir müssen noch ein wenig an den Einstellungen schrauben, aber wir haben da Ideen zu. Zum einem können wir die Zeit verlängern, die pro Schicht benötigt werden soll, dadurch kann das Material in Ruhe auskühlen. Und auch die Temperatur des Heatbeds ist noch nicht wirklich gesichert. 

Um die Temperatur konstanter zu halten wollen wir es von unten noch isolieren, dazu werden wir, wie in der Anleitung von Nophead beschrieben, ein paar Schichten Wellpappe mit Aluminiumklebeband beschichten und unter das Heatbed klemmen. Damit das aufheizen ein wenig schneller geht kommt auch von oben eine Lage Wellpappe drauf, die halt rechtzeitig vor dem Drucken wieder herunter genommen werden muss. 

Hinzu kommt, dass wir die Oberflächentemperatur des Druckbetts noch nicht gemessen haben, wir verlassen und derzeit noch auf die Temperatur, die der Thermistor liefert. Aber der ist mit dem Heatbed unter der Scheibe montiert. Da brauchen wir noch mal ein passendes Thermometer, um zu kontrollieren, ob wir wirklich die geplanten 110°C auf dem Druckbett haben.

Kalibrierungswinkel - man sieht die hoch kommenden Enden

Den Überhang links schieben wir auch auf das Warping, die restlichten Kannten sind gerade

Auch ein hübscher Rücken kann entzücken - hier die Unterseite

Das erste 'richtige' Teil - leider beim Druck vom Bett gerissen

 Nachdem der Winkel so weit gut geklappt hat, hat Torsten versucht, das erst 'richtige' Teil auszudrucken, wenn auch nur zu Testzwecken.
Er hat sich für einen der Pulleys entschieden, eines der kleinsten Objekte für den Drucker. Leider gab es auch hier Warping und die Kanten haben sich vom Druckbett gelöst. Das hat dann leider dazu geführt, dass der Druckkopf das Teil nach ein paar Schichten mit sich gerissen hat.

Aber bis dahin sah es wirklich gut aus!

Es lebt! - it's alive

The monster is alive!

Like Dr. Frankenstein while waking up his monster the first time we felt as the printer was connected the frist time to the power supply and the motors started to turn on command....

Working on the last saturday started with soldering the connectors, because all connections between motors and sensors must be done.

We used CV Connectors with 1/10th inch grid, just like the ones used at RC models. Matching connectors are on the RAMPS. So everything should fit.

The connectors are little pieces of platic, the contacs came on a long ribbon. So we need the soldering iron first.

The motors are connected with 4 contact, all the sensors used 2. Everything fine and clear.

Ramps with (nealry) all cables

Ok, wirklich ordentlich sieht es noch nicht aus, die Kabel müssen noch ein wenig besser verlegt werden, aber ehe alles befestigt wird, soll es erst mal funktionieren, denn die Verbindungen sind ja noch nicht getestet. Am linken Bildrand ist das Flachbandkabel zu sehen, an dem die X Achse und der Extruder hängen. Das Kabel wird kurz vor dem Ramps aufgetrennt und auch auf einzelne Stecker für alle daran angeschlossenen Komponenten gelötet.

everything connected - except the display

X carriage and extruder

While Torsten were soldering, i fixed the extruder. In the last two weeks i was searching for M4x20 screws with hex-head. I've seen everything in this dimensions, but not this head. These screws should keep the extruder in place on the carriage. Because the heads of the screws are unter the motor and fixed with wingnuts on the other side, there will be no other possibility to fix it with other heads.

By coincidence i came to a (real) hardware store (Eisenwarenladen in german) where i got the screws! I was really happy about that.
With this we can also connect the fan which should cool the print and the printhead to save the X carriage / extruder.

Install the firmware

As we were ready with the hardware, we started to configure the software. We decided to use the Repetier Firmware. Mainly because we liked the matching GUI to control it. With the GUI, Repetier Host we can do everything to print objects: place them on the printbed, do the slicing, make printer configuration and send them all to the printer. You can also send commands by hand (via G-Code or predefined) to send the axis to the home or set the temperatures. It also shows the complete status of the printer like current temperatures.

Before the firmware can be send to the printer, there are a lot of adjustments to do because every printer is different. The main part can be configured on the homepage of the repetier firmware, after this is done the whole firmware or only the configuration can be downloaded.
Some points can't be configured there, e.g. the heated bed. Therefore you must edit the configuration.h file by hand. If anybody is interested in our config file i will be happy to send it by mail.

We have configured the software to use the EEPROM, with this many of the configuration settings are saved into a non volatile memory into the Arduino. if the EEPROM is not used it is necessary to edit the configuration.h, compile the firmware and install it every time you edit a setting. So the EEPROM make life easier.

i'm meltinnnnggg...... slightly out of focus

After the first installation the games could begin. First we need to check if the endswitches are working. Therefore we used the command M119. If you send this command to the printer it responds with the status of the endswitches. So we got Y_min, X_min and Z_max. The endswitches keep care that the motors stop spinning before anything gets damaged. Beneath of this, the endstops define fixed points into the printspace so they are used to calculate the current position of the hotend.
Directly after this check we set the whole thing on power.Now we can control the motors by software and let them run thru the printspace. Movement in Z axis was very slow, it was set to 2 mm per second to waiting while its moving the whole 300 mm was a pita. Later we speeded it up to 4mm / second.

The tests showed that a few motors are running into the wrong direction. The Z motors and the extruder motor. So we had to possibilities. First we could turn the connectors on the Ramps or second to set an entry into the firmware. We wanted all connectors to be in the same direction so we use the software way.

After some time playing with it, we tried to calibrate the printer. The dimensions were already saved into the firmware in a rough way. But there are some variables which must be tried on the printer.

Nophead has an excellent description how to do this onto his webside.

Fertig zum Druck

With done calibration we tried our first print. We gut a calibration model, sliced it and  send it to the printer.
Heated bed got heated, first try with 55°C, then the hotend (230°C). Filament is moving, the hotend rushes over the printbed, drawing lines onto the printbed. But there is not really plastics on the bed.... so for the next try we move the head about 2/10mm higher. Next try, fine blue lines on the printbed, looks good but we don't have adhesion and the whole extruded material is pulled away with the hotend.
So we made some tape on the printbed. This time the plastics stick on the bed, but we had a massive warping. Rising the temperature of the heated bed to 110°C helps, but it still warps.

So the first tries weren't successful. Its getting late and we decided to stop for this day.

No success but a lot of hope. The prints we could see are looking really nice. We only need some fine tuning to get the last glitches out. The 0.2mm layers are looking good, also the amount of filament and the temperature.

Mayor problem is the warping. Its a known problem when printing ABS. PLA would be easier but because we wanted to print a second printer we needed ABS.

It's alive!

Das Monster lebt!

Wie Dr. Frankenstein bei der Erweckung seines Geschöpfes fühlten wir uns, als der Drucker das erste Mal mit Strom versorgt wurde und die Motoren begannen, sich auf Kommando zu drehen.

Das Basteln am letzten Samstag begann mit dem verlöten der Stecker, denn die ganzen Verbindungen zwischen den Motoren und Sensoren und der Elektronik müssen ja hergestellt werden.

Wir haben alles mit CV Steckern verbunden, die im Rastermaß 2.54 mm zu bekommen sind. Im Grunde sind es die gleichen Stecker, mit denen auch Servos bei Modell-Fernsteuerungen angeschlossen werden. Auf dem RAMPS Board sind die Stiftleisten in 2.54 mm und so haben wir eine vernünftige Verbindung zwischen den Komponenten.

Die Stecker kommen als kleine Plastikgehäuse, die Kontakte sind auf einem Endlosband aufgereiht. Vor dem Drucken musste also erst mal der Lötkolben geschwungen werden ( ich weiß, die Kontakte sind eigentlich zum crimpen, aber ich erwarte keine großen Vibrationen und die Crimpzange ist nicht gerade ein Schnäppchen, also löten).

Für die Motoren haben wir immer die vierpoligen Stecker genommen, die Sensoren (Endschalter und Thermistoren für die Temperaturmessung) bekommen zweipolige. Damit ist alles getrennt und ordentlich.

Das Ramps mit (fast) allen Kabeln

Ok, wirklich ordentlich sieht es noch nicht aus, die Kabel müssen noch ein wenig besser verlegt werden, aber ehe alles befestigt wird, soll es erst mal funktionieren, denn die Verbindungen sind ja noch nicht getestet. Am linken Bildrand ist das Flachbandkabel zu sehen, an dem die X Achse und der Extruder hängen. Das Kabel wird kurz vor dem Ramps aufgetrennt und auch auf einzelne Stecker für alle daran angeschlossenen Komponenten gelötet.

alles angeschlossen (bis auf das Display)

Die Anschlüsse oben auf dem Ramps sind für das Display und den SD Kartenleser, die später noch angeschlossen werden, damit auch ohne den PC gedruckt werden kann. Unten rechts gehen die Kabel zum Servernetzteil, mit dem das ganze vorsorgt werden wird.

X Schlitten mit Extruder

Während Torsten beim löten war, habe ich den Extruder befestigt. In den letzten beiden Wochen war ich auf der Suche nach M4 x 20 Schrauben mit Sechskantkopf. Ich habe alles Mögliche in M4x20 gefunden, Linsenkopf mit Schlitz und Kreuzschlitz, Innensechskant... Da die Schrauben aber in den Extuder müssen, ehe der Motor eingebaut wird, gibt es nach dem Einbau keine Möglichkeit, die Schrauben zu halten, wenn später das ganze mit den Flügelmuttern am X Schlitten befestigt werden soll. Deswegen sind die Löcher als Sechskant ausgelegt.
Als ich durch Zufall während der Öffnungszeiten bei einem richtigen Eisenwarenladen vorbei kam, habe ich dort endlich die passenden Schrauben bekommen. Vielen Dank nochmal :)
Damit liess sich dann auch der Lüfter montieren.. Der soll zum einem den flüssigen Kunststoff abkühlen und härten und gleichzeitig auch einen Luftstrom auf das Hotend bringen, damit die aufsteigende warme Luft verwirbelt wird und nicht den X Schlitten / das Coldend schmilzt.

Installieren der Firmware

 Als alles an Hardware fertig war, gingen wir daran, die Software einzurichten. Wir hatten uns für die Repetier Firmware entschieden, auch wenn ich zugeben muss, dass die Entscheidung recht willkürlich war. Angemacht hat uns diese Firmware weil es ein schönes Programm gibt, um das ganze anzusprechen: den Repetier Host. In diesem Programm kann ich alles machen, wenn ich drucken möchte. Objekte auf dem Druckbett platzieren, Druckereinstellungen vornehmen, slicen (also den G-Code erzeugen) und das ganze zum Drucker schicken. Und auch manuell Befehle an den Drucker senden, um z.B. die Achsen in die Home Positionen zu fahren. Nebenbei wird auch der aktuelle Druckerstatus immer angezeigt, also die Temperaturen und die Position des Kopfes.

Ehe die Firmware an den Drucker geschickt werden kann, müssen noch eine Menge Einstellungen vorgenommen werden, denn jeder Drucker ist ein wenig anders. Die meisten Einstellungen lassen sich für die Repetier Firmware auf einer Website einstellen, die dann die Configuration.h Datei baut, in der alle Einstellungen gespeichert sind. Diese Datei kann dann entweder einzeln oder mit der kompletten Firmware herunter geladen werden. Leider kann auf diesem Weg nicht eingestellt werden, dass ein Heatbed vorhanden ist. Dafür mussten wir doch noch direkt in der Configuration.h ein paar Einstellungen vornehmen. Sollte jemand Interesse an der Config haben, schick ich sie gerne per Mail.

Ansonsten kann ich dazu sagen, dass wir das EEPROM für die Firmware aktiviert haben. Das hat den Zweck, die Feineinstellungen des Druckers einfacher vornehmen zu können. Normalerweise stehen alle Einstellungen in der Configuration.h. Wenn ich etwas ändern möchte, passe ich diese Datei an, schließe den Computer an den Arduino Mega, der alles steuert und kompilieren und installiere die aktualisierte Software. Wenn ich das EEPROM benutze, kann ich viele Parameter dort ablegen. Wenn ich dann etwas ändern möchte (z.B. die Schritte, die der Extrudermotor machen muss, um einen Millimeter Filament zu transportieren) kann ich das einfach im EEPROM ändern und die Änderung ist sofort aktiv, ohne Neuinstallation.

ich schmelzeeee ....

Nach dem einspielen der Firmware konnten die Spiele beginnen. Zuerst einmal mussten wir testen, ob die Endschalter funktionieren. Dazu dient der Befehl M119. Nachdem dieser Befehl an den Drucker geschickt wird, antwortet er mit dem Status der einzelnen Endschalter. Bei uns sind das Y_min, X_min und Z_max. Die Endschalter stellen sicher, dass die Motoren nicht weiter drehen, wenn das Ende der Mechanik erreicht worden ist und geben dem Drucker die wichtige Referenz für seine Position. Von den Punkten aus wird gerechnet, wo welcher Punkt im Raum ist.
Anschließend wurde das ganze unter Strom gesetzt. Jetzt ließen sich die Motoren über die Software ansteuern. Es ist toll, wenn man mit der Maus auf eine kleine Schaltfläche klickt und einen Meter weiter beginnen sich Motoren zu drehen und Dinge sich zu bewegen :) Es war mal wieder dauergrinsen angesagt. Zumindest nachdem wir die Z Achse zum bewegen gebracht haben. Das wollte sie zuerst nicht, sie erst einmal auf Home geschickt werden wollte, ehe sie Befehle annimmt. Aber den Gefallen haben wir ihr getan -  mit dem Fingner auf dem Endschalter. Fast schon schmerzhaft ist die eingestellte Geschwindigkeit der Achse. Bei 2 mm / sec braucht es einfach ewig, die 30 cm zu fahren. Später haben wir den Wert auf 4 mm erhöht, was bisher nicht zu Problemen (Schrittverluste oder so) führte.

Diese ersten Testläufe zeigten, dass ein paar Motoren in die falsche Richtung drehen. Das waren zum einem der Extruder zum anderen die beiden Motoren der Z Achse. Wir hatten die Wahl entweder die Kabel zu drehen oder es in der Software umzustellen. Da es irgendwie doof ist, wenn die Stecker nicht alle in die gleiche Richtung zeigen, haben wir es in der Software gemacht. Auch dafür gibt es eine Einstellung in der Configuration.h.

Als das Spielen beendet war, ging es an das Kalibrieren des ganzen. Grob sind schon alle Daten in der Firmware hinterlegt, aber da das Druckbett nicht exakt auf 0 steht (oder besser: erst als 0 definiert werden muss) und der Durchmesser des Hobbed Bolt (des Förderbolzen für das Filament) nicht exakt fest steht, gibt es noch einiges zu tun.

Zum Einstellen der Fördermenge (Anzahl der Schritte, um einen Millimeter Filament zu fördern) wird eine Markierung auf dem Filament gemacht, die eine bestimmte Strecke (z.B. 12 cm) von der Oberkante des Extruders entfernt ist. Dann wird der Druckkopf aufgeheizt. Wir benutzen ABS (das soll sich noch rächen, aber dazu später mehr) und geben eine Temperatur von 235 Grad Celsius vor. Das lässt sich im Repetier Host machen. Gleichzeitig schalten wir noch den Lüfter an, um den Schlitten zu schonen. Wenn der Kopf seine Zieltemperatur erreicht hat, lassen wir den Extruder 10 cm Filament fördern. Hier ist wichtig, dass das langsam geschieht. Voreingestellt waren 100 mm / min, das war eindeutig zu schnell für diese Temperatur und unsere 0,3 mm Düse. Das Filament hat sich gestaut und der Hobbed Bolt hat angefangen, sich ins Material des Filaments zu fressen, weil es nicht schnell genug durch die Düse kam. Bei 50 mm / min lief es sehr viel besser.
Nachdem der Extruder fertig ist, wird gemessen, wie viel Filament wirklich transportiert wurde. Mit der Differenz lässt sich dann recht genau einstellen, wie viele Schritte pro Millimeter wirklich benötigt werden. Wenn man das ganze noch mal macht hat man einen Wert, der genau genug ist ihn in die Firmware einzutragen. Hier hat sich wieder angeboten, dass das EEPROM verwendet wurde, denn so geht es direkt im Repetier Host, ohne dass die Firmware neu kompiliert werden muss.

Ein wenig mehr Aufwand war das Einstellen des Druckbettes und der damit zusammen hängenden maximalen Höhe der Z-Achse. Wir hatten uns ja entschieden, das Druckbett auf Zylinderschrauben zu befestigen, die mit zwei Muttern auf dem Y Schlitten befestigt sind. Das Druckbett selbst hat auf der Unterseite Neodym Magnete, die es auf den Schrauben hält. Um das ganze grob einzustellen, sind wir mit dem Messschieber bei gegangen und haben ihn als Lehre benutzt, um die vier Schrauben gleich hoch einzustellen.

Dann fuhren wir die Z Achse manuell bis auf ca 8 mm über das Druckbett und dann in zehntel Millimeter Schritten bis auf genau 8 mm. Dies liess sich mit einem Reststück der Führungsstangen recht gut einstellen. Auch wenn wir mehrfach über die Magnete geschimpft haben, die so kräftig sind, dass sie die Stange immer anzogen und das messen schwieriger gestalteten. Nachdem die erste Ecke einstellt war, fuhren wir die X Achse auf die andere Seite um dort das gleiche einzustellen, diesmal aber durch drehen der Gewindestange von Hand - damit erreichten wir, dass die X Achse parallel zum Druckbett steht. Hier hatten wir den Fehler gemacht, mit der rechten Seite des Druckers zu beginnen, so dass wir vom Drucker angenommenen Wert (n mm unter Z_max Endschalter) nicht mehr gewährleisten konnten - also nochmal anders rum, erst links messen, dann rechts passend einstellen.

Damit lief die X Achse schon mal parallel zum Druckbett, wir wussten, wir sind 8 mm darüber. Die Software war anderer Meinung, weil sie halt eine bestimmte Anzahl an Millimetern vom Z_max herunter gefahren war. Aber das liess sich korrigieren, indem wir den Wert der Höhe der Z Achse im EEPROM anpassten. Damit steht für den Drucker dann fest, dass der Z_max Endschalter 290,2 mm über dem Druckbett ist.

Dann könnten wir das Druckbett von Y-Min in die andere Richtung fahren (also Y Max) und mit den Schrauben unter dem Druckbett die gleiche Entfernung zur Extruderdüse einstellen.

Das ganze mussten wir dann noch zweimal wiederholen, bis wirklich alles sauber eingestellt war und auch die Firmware die Werte richtig hatte (man muss auch in die richtige Richtung mit den Korrekturwerten rechnen ....). Beim ersten Versuch, etwas zu Drucken war der Kopf auch noch ein wenig zu niedrig (vermutlich durch die Wärmeausdehnung des Kopfes selbst), so dass er über das Druckbett schrammte und das Klebeband in fetzen riss.

Fertig zum Druck

Als alles fertig eingestellt war, ging es ans erste Drucken. Kalibrierungsmodell geladen, durch den Slicer gejagt und an den Drucker geschickt. Das Druckbett wird aufgeheizt (wer kam eigentlich auf die doofe Idee, 55 Grad im Heizbett reichen? - ich natürlich), dann der Druckkopf. Filament wird gefördert, der Druckkopf rauscht über das Druckbett, zeichnet Linien auf das Glas (dieser Versuch war ohne Klebeband) aber es wird nicht wirklich eine Schicht aufgebaut. Also Kopf für den nächsten Versuch noch 2/10 mm höher. Nächster Versuch, es kommt Kunststoff aus der Düse, die ersten Schichten werden gebaut, jedoch haftet der Kunststoff nicht auf dem Glas und wird vom Kopf mit gezogen.
Dann haben wir (wieder) Klebeband auf das Glas gemacht, die Kopf noch einen zehntel mm höher gestellt und einen weiteren Versuch gemacht. Diesmal bilden sich Schichten, jedoch haben wir das Problem des Warping - der Kunststoff wird durch die Bewegungen des Druckkopfes an den Kanten des Objektes ein wenig nach oben gezogen beim Abkühlen. Eine Erhöhung der Druckbetttemperatur auf 110°C hat schon ein wenig geholfen, aber leider noch nicht wirklich ein gutes Ergebnis gebracht.

Die ersten Druckversuche waren damit nicht wirklich von Erfolg gekrönt. Es wurde dann auch schon wieder spät und wir haben für den Tag Schluss gemacht.

Auch wenn wir noch keinen erfolgreichen Druck hatten, macht das, was wir erreicht haben schon Hoffnung. Das Modell, dass wir drucken wollten dient zur Kalibrierung und soll eine Länge von 50 mm haben. Die bisher gedruckten Schichten lassen sich ausmessen und ergeben recht genau diesen Wert. Hier ist höchstens noch ein wenig Feintuning notwendig. Die Schichten sahen sehr gut aus, erst war das Material ein wenig zu kalt und die Haftung der Schichten aufeinander war nicht ideal, aber das konnten wir einfach korrigieren. Wir haben mit 0,2 mm Schichten gearbeitet, die sehr gut aussahen, auch was die Menge an gefördertem Filament an geht.

Was wir noch in den Griff bekommen müssen, ist das Warping. Das ist ein bekanntes Problem bim Druck mit ABS. Hier wäre PLA das einsteigerfreundlichere Material. Aber da wir ja einen zweiten Drucker drucken wollen, brauchen wir ABS wegen der Temperaturbeständigkeit.
Zum Warping müssen wir mal probieren, was da geht. Vermeiden wollen wir, dass wir das Druckbett mit einer Mischung aus Aceton und ABS einpinseln müssen, schon aufgrund der Dämpfe. Leider konnte der Versender des Heatbeds nicht sagen, welcher Thermistor da wirklich bei ist, also besteht noch die Möglichkeit, dass wir hier falsche Werte haben und das Bett einfach noch zu kühl ist. Eine andere Möglichkeit ist der Lüfter am Druckkopf. Vielleicht schalten wir den einfach zu früh an. Das sind auf jeden Fall Ideen, die es auszuprobieren gilt.

Noch ein kleiner Nachtrag .... Haarspray soll für ABS ja auch Wunder wirken, was die Haftung angeht. Das ist auch noch einmal einen Versuch wert.

Mechanics? Checked!

Another Sunday in the workshop is done :)

The work has gone much further. As a conclusion we can say that the mechanics are done, only some electronics to do the next time.

In the beginning we fixed the endswitch of the Y axis. As told the last time we used epoxy resin to glue a small piece of platic to the bearing mount. Now it makes 'click' when we move the Y carriage to the front. As ist should be :) 

the 'enhanced' endswitch

We had to disassemble the whole Y carriage once again, but thats fast done. Just pull the smooth rods out and thats it.

After that we could use a big angle to put it on the motormount of the Z axis. With that we can measure the exact position for the upper mounts of the Z mounts of the smooth rods. Hold it there, mark, drill and set the screw in place. What we got is a (nearly) perfect right angle with parallel smooth rods. The X axis carriage runs on it like in a dream.

while building

All the other Mendel printer got one major disadvantage in our opinion. Alle the cables are wild flying over the whole printer, winded around threaded rods... So another reason for us to build a Mendel90 was the clear routing of all cables. So we did care to do it clean.

Wires from the Y Motor

In the bag with the printed parts were also some cable clamps. So we used them to mount the cables on the ground plate. We devided the motor and endswitch cables to avoid interferences. To get this point further we also twisted the stepper cables in pairs.

Cables in the back - heated bed, thermistor, left Z stepper

In the back of the printer you can see all the cables for the heated bed. At this printer it's connected with a 26x ribbon cable. 12 wires for the +12V, 12 wires for the ground and 2 for the thermistor which measures the heated bed temperature.

Because we use a ribbon cable it can roll under the Y carriage without sharp bends while the carriage is moving.

The right  Z stepper - with printed couplings

To get all the cables to the electronics we had to drill some holes into the frame. It's a pity we got some chipping in the wood, but again some drops of paint will fix it. Maybe the drill wasn't sharp enough, sometime i thought Torsten wants to make fire and not a clean hole. Next shopping day we should by a new drill, together with some screws we are missing.
The BOM is full of details, and we suppose we didn't use all the screws in the places where they should be. But everything is fixed and working.

many wire to connect

All the wires ran together on the right side of the gantry, where we want to mount the electronics and the PSU. The fat black and red cables run to the hated bed, blue cables for the endswitches and the colored ones for the steppers. There we need to get some system in, some cables are running wild there.
What you can't see is the ribbon cable which comes from the X carriage and stepper. It runs over the upper edge of the gantry to get it to the backside.
When the printer is ready we will print some cable clamps to fix all the cables.

The X carriage with hotend - cables will be sorted

The extruder is assembled. The mount of the J Head Hotend can be improved. Currently it's held by the screws with washers while pressed into a notch in the Coldend. It works but is far away from pretty. Maybe we will make a solution from aluminum to get a better mount.

Once again the X carriage

Everything which is on the X carriage - Hotend, thermistor, stepper wires and power for the fan, is connected with a ribbon cable. This is reinforced with a small strip of plastic. Not as well a an energy chains but goot enough and much cheaper.
The carriage is connected with a 15 DSub connector to it can be disconnected if needed. One of our ideas is, that we can use this platform as an laser cutter / engraver. With this connector we can just take the extruder out and use the same connector to supply voltage to the laser. All thru the same electronics.
  

Electronics (RAMPS und Arduino Mega2560)

As mentioned before we put the electronics to the right side of the gantry, where all the cables came out.
As electronics we used an Arduino Mega2560, a widly used microcontroller board which is used in many electronics, not only 3D printers. Heart of it is an Atmel ATMega2560 processor.
Connected on this as a shield we use a RAMPS 1.4 (RepRap Arduino Mega Polulu Shield). This board offers all connectors we need to connect all heat elements, steppers and sensors. The top connectors are planned for the display which we want to use to print without a connected computer.
Also on the RAMPS are small boards as stepper drivers, the Stepsticks.
The green connectors on the lower are for the heated beds, the hotend and the fans. The longer green connectors connects everthing to the PSU.

The steppers we bought will need 200 steps per revolution, 1.8 degrees per step. Thats a lot but not enough. So we use microsteps to need even more. Microstepping is not easy if you try to do it by hand, and because of this the stepper controllers are used. So we can easily use jumpers to set it to 1/16th steps, 3200 steps per revolution.
To do some math: our Z axis is driven by a metric M8 threaded rod, with a inclination of 1.25mm per revolution. So we need 2560 steps to move the Z axis one mm. The other to axis use pulleys with 20 teeth, with a 2mm belt. So we got a accuracy of 0.0125 mm per step. This can be calculated the easy way with Josef Prusas RepRap Calculator3.

as far as we got now

After connecting all the cables, we were working on the printbed. On the small wooden plate which holds the linear bearings we drilled small holes to hold M4x40 screws with the heads up, held by nuts.
The printbed is a mirror from Ikea with 30x30 cm. In the corners are some magnets glued with epoxy. These magnets will hold the mirror on the Y carriage. With this we got enough room for some heat insulation underneath the printbed. The heated bed will be fixed with two aluminum pieces and bulldog clips - not mounted yet.

Next time we will solder all cables to the connectors to get them connected to the RAMPS. We hope the motors will then move the first time.

Mechanics? Check!

Ein Sonntag Nachmittag mit basteln liegt hinter uns :)

Der Drucker hat wieder einige Fortschritte gemacht. Zusammen gefasst kann ich behaupten, dass die Mechanik nahezu komplett fertig ist, nur die Elektronik muss noch angeschlossen werden.

Gleich am Anfang haben wir uns um vorderen Endschalter auf der Y Achse gekümmert. Wie schon angekündigt haben wir mit 2-K Epoxy Kleber ein kleines Stückchen Kunststoff auf die Halterung des Linearlagers geklebt, damit der Endschalter erreicht wird. Jetzt klickert es auch schön, wenn man den Schlitten nach vorne schiebt. :) Wie es sich gehört. 

Der 'erweiterte' Endanschlag

Den Schlitten für das Druckbett mussten wir aber leider noch einmal komplett ausbauen, was aber recht schnell geht. Wir musste dafür nur die beiden Führungsschienen heraus ziehen und dann hatten wir es auch schon in der Hand.

Dadurch wurde der Platz frei für einen großen Winkel. Diesen konnten wir dann unten an den Motorhalterungen der Z Achse anlegen und damit ausmessen, wo die oberen Halterungen der Z Führungen angeschraubt werden müssen. Anlegen, markieren, vorbohren, locker anschrauben, noch mal messen, fest schrauben. Heraus kommt ein (fast) perfekter rechter Winkel mit parallelen Führungsstangen. Die Aufhängung der X Achse läuft damit über die Z Achse wie ein Traum.

Ein Zwischenstand

 Was uns an den 'normalen' Mendel Druckern immer gestört hat, war dieser Kabelwust, der sich irgendwie um die Gewindestangen schlängelt, mit denen die Drucker aufgebaut sind. Einer der Gründe dafür, den Mendel90 zu bauen war die durchdachte Kabelführung. Also haben wir auch Wert darauf gelegt, dass das vernünftig aussieht und wartbar ist.

Kabelführung vom Y Motor

 Bei den ganzen Druckteilen waren auch mehrere Kabelschellen, um die Kabel sauber auf dem Drucker legen zu können. Und wenn sowas schon da ist, kann es auch verwendet werden. Generell haben wir darauf geachtet, dass Kabel, die Signale führen von den Kabeln getrennt verlaufen, die Strom führen. Dadurch wollen wir Übersprechungen vermeiden. Um das ganze weiter zu minimieren, sind die Kabel der Motoren verdrillt. Durch diese Verdrillung soll die gegenseitige Beeinflussung weiter reduziert werden.
Im oberen Bild sieht man auch schön, wie das Kabel für den Endschalter (die beiden blauen Adern) parallel zu den Motorkabeln läuft.

Kabelführung hinten (Heatbed, Thermistor, linker Z Motor)

 Im hinteren Bereich des Druckers sieht man die Kabel für das Heatbed, beim Mendel90 ist das Heatbed mit einem 26 adrigen Flachbandkabel angeschlossen, bei dem jeweils 12 Adern die 12V+ und Masse für die Versorgung des Heatbeds genutzt werden und die mittleren beiden die Leitungen des Thermistors verlängern, der die Temperatur des Druckbettes messen soll.
Durch das Flachbandkabel kann sich die Versorgungsleitung immer sauber unter dem Druckbett aufrollen, wenn der Schlitten vor und zurück läuft.

Der rechte Z Motor - noch mit den originalen Wellenkupplungen

 Um die ganzen Kabel dann Richtung Elektronik zu bekommen, mussten wir mehrere Löcher in den schönen Rahmen bohren. Leider gab es dadurch ein paar Abplatzer im MDF, aber wenn wir da noch einmal mit einem kleinen Pinsel ein wenig Farbe drauf machen fällt das nicht mehr auf. Könnte auch auf den nicht ganz scharfen Bohrer zurück zu fuhren sein, mit dem Torsten eher Feuer machen als bohren konnte :) Davon sollte vielleicht noch einer auf der Einkaufsliste landen, gemeinsam mit ein paar Schrauben, die uns noch fehlen. Das BOM (Bill of Material, also die Einkaufsliste) ist wahnsinnig detailliert, es wird jede einzelne Schraube aufgeführt. Leider ist nicht immer genau zu erkennen, welche dieser vielen Schrauben wo genau hin kommt. Vermutlich haben wir eine Menge Schrauben anders verwendet als es geplant war. Das muss kein Nachteil sein, ich möchte damit nur sagen, dass eine zu detaillierte BOM auch zu Problemen führen kann, wenn man sich nicht sklavisch dran halten kann (oder will ;) ).

viele viele Leitungen, die noch angeschlossen werden müssen

Die ganzen Leitungen laufen dann auf der rechten Seite hinter dem Gantry (dem Portal, an dem die Z und X Achse hängen) zusammen. Hier werden die Elektronik und das Netzteil befestigt. Das dicke rote und schwarze Kabel sind für das Heatbed, die blauen für die Endschalter, die vierfarbigen gehen zu den Motoren. Nicht zu sehen ist das Flachbandkabel, dass von der X Achse und dem Extruder kommt. Dieses Kabel läuft über den Rand das Portals hierher. Wenn der Drucker läuft werden wir noch ein paar Kabelschellen drucken, um dort noch aufzuräumen. Das müssen wir auch noch auf der linken Seite, denn das Kabel für den oberen Endschalter der Z Achse ist auch noch frei fliegend.

Der X Schlitten mit dem Druckkopf - die Kabel werden noch besser verlegt

Der Extruder ist auch fertig zusammen gesetzt. Die Aufhängung des J Head Hotends (also des Teils, dass den Kunststoff schmilzt) ist ein wenig verbesserungswürdig. Derzeit wird er von drei Schrauben gehalten, die in 60 Grad Winkel zueinander mit Unterlegscheiben in die Nut oben am Hotend greifen und diese an das Coldend (mit den Zahnrädern, die das Filament fördern) drücken. Ja, es hält, es mag praktisch sein, aber hübsch ist es nicht. Da besteht Verbesserungsbedarf. Vielleicht ist das ein Grund, sich mit einem Stück Aluminium noch mal an die Fräse zu setzen und eine schönere Halterung herzustellen.

Nochmal der X Schlitten und Druckkopf

 Alles was auf dem X Schlitten liegt, also das Hotend, der Thermistor für die Druckkopftemperatur, die Versorgunsleitungen für den Motor und den Lüfter, laufen ebenfalls über ein Flachbandkabel. Das Kabel wird verstärkt mir einem dünnen, flexiblen Streifen Kunststoff, den wir aus einem Schnellhefter geschnitten haben. Das ist zwar nicht so gut wir eine Energiekette, aber ausreichend und bei weitem billiger.
Verbunden ist der Schlitten mit dem Flachbandkabel und damit der Elektronik über einen 15 poligen D-Sub Stecker. Das hat den Vorteil, dass sich das schnell trennen lässt, wenn mal etwas geändert oder repariert werden muss. Oder wenn der Drucker als Basis für einen Lasercutter / Gravierer genutzt werden soll. Es stehen genügend Leitungen für die Stromversorgung des Lasers zur Verfügung, die auch schon an einem der MOSFETs am RAMPS hängen, damit er geschaltet werden kann.

  

Die Elektronik (RAMPS und Arduino Mega2560)

 Die Elektronik zur Steuerung wurde an die rechte Seite hinter das Portal gehängt, also dort, wo auch die ganzen Kabel raus kommen (macht Sinn, oder? =) )
Die Elektronik besteht aus einem Arduino Mega2560, einem verbreiteten Microcontroller-Board, das in vielen Projekten - nicht nur 3D Druckern - genutzt wird. Herz des ganzen ist ein Atmel ATMega2560 Prozessor.
Darauf gesteckt als sogenanntes Shield (eine Art Tochterboard) ist das RAMPS 1.4 (RepRap Arduino Mega Polulu Shield). Dieses Board stellt die Kontakte zur Verfügung, an denen die Endschalter, Motoren usw. angeschlossen werden. Die oberen beiden Sockelleisten sind zum Anschluss des Displays und des SD Kartenlesers, die den Drucker vom Computer nahezu unabhängig machen.
Gleichzeitig hat das RAMPS selbst noch kleine Tochterplatinen gesteckt, die für die Schrittmotorsteuerung zuständig sind - Stepstick oder Pololu genannt.
Die unteren grünen Anschlüsse sind für die Heizung des Hotends, des Lüfters und des Heatbeds (bereits angeschlossen), die etwas längeren auf der rechten Seite stellen die Verbindung zum Netzteil her.

Die Schrittmotoren, die wir uns gekauft haben, brauchen 200 Schritte für eine Umdrehung, also 1,8° pro Schritt. Das ist schon eine Menge aber noch nicht genug, um die geforderte Genauigkeit zum drucken zu erreichen. Schrittmotoren bietet jedoch die Möglichkeit, in Mikroschritten gesteuert zu werden. Das ist nicht immer wirklich einfach, wenn es kleiner als Halbschritte sein soll, aber genau dafür werden die Stepsticks benutzt. Bei diesen kann man per Jumper einstellen, wie viele Mikroschritte der Motor machen soll und der Chip darauf macht den Rest. Eingstellt haben wir sie auf 1/16tel Schritte, so dass wir 3200 Schritte für eine Umdrehung des Motors ausführen können. Um das zu verdeutlichen: bei der Z Achse, die ja durch eine M8 Gewindestange mit 1,25 mm Steigung pro Umdrehung angetrieben wird, brauchen wir 2560 Schritte, um den Druckkopf einen Millimeter rauf oder runter zu bewegen. Bei den beiden anderen Achsen, die über eine Riemenscheibe (ein sog. Pulley) mit 20 Zähnen angetrieben wird, brauchen wir pro Millimeter 80 Schritte - eine rechnerische Genauigkeit von 0,0125 mm pro Schritt auf diesen Achsen. Das ganze lässt sich sehr schön mit dem RepRap Calculator 3 von Josef Prusa errechnen.

Das Ergebnis bis jetzt

 Nachdem die Kabel soweit lagen, haben wir uns um das Druckbett gekümmert. Auf dem Holzträger an dem die Linearlager befestigt sind, haben wir an den Ecke M4x40 Schrauben mit Innensechskant befestigt, die Schraubköpfe oben, am Schlitten gehalten durch Muttern. Das Druckbett besteht aus einer Ikea Spiegelfliese in 30 x 30 cm, in deren Ecken wir von unten Neodym-Magnete mit 2K Epoxy geklebt haben. Diese Magnete halten das Druckbett auf den Schrauben, ca 3 cm über dem Schlitten. Damit haben wir genug Platz, dazwischen das Heatbed und eine Wärmeisolierung zu platzieren. Gehalten wird das Heatbed durch zwei Aluminium-Profile, die mit Klammern am Druckbett befestigt werden - im Bild noch nicht vorhanden.

Beim nächsten mal werden die ganzen Kabel auf die Stecker gelötet oder gecrimpt und damit dann an das RAMPS angeschlossen. Eigentlich sollten die Motoren dann das erste mal drehen und vielleicht den ersten Testdruck liefern.