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Aufbau eines 3D-Druckers

In diesem Beitrag wird der Aufbau und die Inbetriebnahme eines 3D-Druckers von Geeetech vorgestellt. Dabei handelt es sich um das Model Prusa I3 pro B in der Ausführung mit einem 8 mm starken Acryl-Rahmen.

Die Lieferung des chinesischen Herstellers wurde direkt aus Bremen verschickt und kam aus diesem Grund recht schnell und versandkostenfrei an.

 

Das Paket  

 

 

 

Das etwas mehr als 10 kg schwere Paket kam im guten Zustand an.

     
Packungsinhalt  

 

 

Nach dem Öffen kam die die erste positive Überraschung. Die Einzelteile waren alle exzellent  verpackt und mit Nummern versehen, um eine leichte Zuordnung zu gewähren.

     
Packungsinhalt  

 

 

 

Der beschriftete Rahmen ...

     
Packungsinhalt  

 

 

 

... und in einem weiteren Einsatz weitere Bauteile.

     
Teilelisten  

 

 

 

 

Zusätzlich war noch ein gedruckte Materialliste, sowie eine bebilderte Übersicht der Bauteile enthalten.

 

Nach der ersten Euphorie geht es nun an den Aufbau des Druckers. Der hierfür benötige Bauplan ist etwas schwierig zu finden, wenn die Teileliste nicht bis zum Schluss aufmerksam gelesen wird. Erst dort findet man einen Hinweis dazu.

Weitere kleine Probleme ergeben sich beim Aufbau. Die Wellen und Gewindestangen sind nicht gerade ausgerichtet und weisen einen Schlag von bis zu 1 mm auf. Das muss natürlich berichtigt werden, wie im Folgenden noch gezeigt wird. Auch muss bei der Passgenauigkeit der aus Acrylglass lasergefertigten Teile nachgearbeitet werden, um einen korrekten Aufbau zu gewähren.

 

Chassis   Wichtig für den Aufbau und die Rechtwinkligkeit des Druckers ist eine stabile und ebene Platte unerlässlich. 
     
Ausrichten der Achsen   Wie bereits oben gesagt, müssen die Wellen und Gewindestangen nachgerichtet werden. Der Rundlauf lässt sich leicht auf einer Drehbank, oder einer sonstigen beidseitigen Auflagemöglichkeit, mit einer Messuhr feststellen. Bei der Drehbank ist darauf zu achten, dass die Welle beidseitig nicht eingespannt ist, sondern nur zwischen den Backen aufgelegt wird.
     
Das Portal   Dabei wird die Welle an ihrer größten Abweichung markiert und dann mit ausreichender aber gefühlvoller Kraft, aufgelegt auf zwei Hölzer, gegen diese Verformung gedrückt. Der Vorgang wird so lange Wiederholt, bis der Rundlauf besser als 0,1 mm ist.
     
Portal mit Winkelelementen   Danach kann der Rahmen testweise verschraubt werden. Dabei sollte die Rechtwinkligkeit der Baugruppe immer im Auge behalten werden. Ggf. muss an der/den Verbindungsstelle(n) mit der Feile nachgearbeitet werden.
     
Ausrichten der Rahmenteile  

 

 

Auch hier am Flansch für die Motorbefestigung muss unbedingt nachgearbeitet werden, damit die Motoraschse später nicht verkantet, wie links im Bild deutlich sichtbar ist.

     
Lager für die Z-Achse  

 

Inzwischen ist der Rahmen soweit fertiggestellt und der Tisch für das Heizbett kann montiert werden.

     
Y-Rahmen  

 

Entgegen den früheren Modellen des Druckers werden hier die Führungswellen durch Stellringe im Rahmen gesichert. Sie sollten nur leicht am Rahmen angelegt, also nicht verspannt werden.

     
Y-Achse  

 

Nach der Montage der Y-Achse sollte sich diese leicht auf der Führung verschieben lassen.

     
X-Achse   Eine besondere Herausforderung stellt der Einbau der Z-Achse und der X-Achse dar. Hier ist unbedingt auf die Rechtwinkligkeit der Achsen zueinander, sowie auf die Parallelität zum Rahmen zu achten. Ach hier wird man etwas nacharbeiten müssen, um diese Anforderung zu erfüllen.
     
X-Antrieb  

 Der Motor der X-Achs muss noch um 180° gedreht werden, damit später die Verkablung besser geführt werden kann.

     
Z-Endschalter  

 

 

Für den Z-Endschalter wurde zusätzlich eine kleine etwa 1 mm starke Unterlage aus einem Stück Pertinax hergestellt, damit die Anschlüsse sauber am Endschalter angebracht werden können.

     
Der Druckkopf wird montiert  

 

Nun wird der Druckkopf angebaut. Auch hier sollte die Leichtgängigkeit überprüft werden.

     
X-Antrieb  

 

Um den Zahnriehmen für den X-Antrieb richtig spannen zu können, muss die Spannvorrichtung auf der rechten Seite der X-Achse noch auf Leichtgängigkeit geprüft bzw. angepasst werden.

     
Verkablung  

Die mechanischen Arbeiten sind nun vorerst beendet und die Verkablung des Druckers kann beginnen. Bei der Verkabelung des Druckkopf ist darauf zu achten, dass die Kabelführung die Bewegung des Druckkopfes nicht behindert.

     
Die Steuerung  

Gleiches gilt natürlich auch für die beiden anderen Achsen.

Alle Kabel sind ausreichend lang bemessen.

     
Die Verkablung   "Überlängen" lassen sich unter den Drucker in entsprechenden Schleifen unterbringen. 
     
Kabelführung am Druckkopf  

 

Die Kabelführung vom Druckkopf und dem Heizbett. Die Länge des Kabels für den Druckkopf könnte etwas kürzer sein und sollte ggf. nach oben abgestützt werden, um später beim Drucken nicht zu stören.

     
Druckbett  

 

Nun ist der Aufbau soweit fertig und nach einer letzten Kontrolle der Verkabelung kann ein erster Test durchgeführt werden.

 

Hierzu muss noch die Software "Repetier Host" auf dem Rechner geladen werden, die es für alle gängigen Betriebssysteme gibt.

Bei den ersten Versuchen sollte man eine kleine Geschwindigkeit für die Achsen wählen, um möglichen Beschädigungen vorzubeugen. Dabei ist darauf zu Achten, dass die Bewegungsrichtung der Motoren stimmt (lässt sich einfach in der Steuerungssoftware "Marlin" über die Arduino-Programmieroberfläche anpassen). Auch die Endschalter sollten nun auf ihre korrekte Funktion und Einstellung getestet werden.

Die Bewegung der Z-Achse sollte äusserst vorsichtig erprobt werden, denn hier besteht eine hohe Warscheinlichkeit, dass sich der eine oder andere Z-Motor bzw. die Z-Achse verklemmt. Dies wird durch das Gewinde der Gewindestangen und der Muttern verursacht. Die Mutter eiert (im Englischen "wobble") ein wenig und wenn sie mit dem X-Achsenträger fest verschraubt ist, kann sie sich verklemmen. Man bemerkt dies auch bereits daran, dass sich beim Bewegen der Z-Achse Pfeifgeräusche ergeben. Ölen der Z-Achse löst dieses Problem meist nicht.

Als Abhilfe kann zwischen den Muttern und den X-Achsenträgern eine dünne, weiche und flexieble Scheibe, z.B. aus Leder, eingelegt werden. Dabei sollten die Schrauben nur leicht angelegt, also nicht fest verschraubt werden.

 

Z-Achse und Führung  

 

Links noch die Einstellschraube für den Z-Endschalter, leicht modifiziert, für den etwas weiter aussen liegenden Endschalter.

     
Z-Achse und Führung vergrössert  

 

 

Links sieht man die Mutter der Z-Achse, sowie die Gewindestange und die dazwischen liegende Lederscheibe, wie oben beschrieben.

 

 

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