Wenn ichs nicht kriege, mach ichs mir selbst - FDM/FFF Laberfaden

[schwinge]

Seit zwei Jahren überlege ich, einen 3D Drucker zu kaufen. Mittlerweile scheint fast jeder einen zu haben. Kein Wunder, die werden immer besser und günstiger. Die Bandbreite ist sehr groß. 150 Euro bis mehrere 100.000 Euro.

Vor ein paar Wochen ist nun ein Drucker bei mir eingezogen.

Schnell durfte ich mich selbst davon überzeugen, dass der 3D Druck nicht so einfach ist, wie mal eben ein paar Seiten Text auszudrucken. Der erste Druck, ein Testwürfel aus PLA, klappte direkt nach dem Aufbauen ohne Probleme. War auch nicht anders zu erwarten.
PLA kann man sich aber ins Regal stellen, was anfangen kann man damit nicht. Und dann wirds langsam schwieriger. Wer überlegt, sich vielleicht selbst funktionale Teile, für PKW oder wasauchimmer drucken zu wollen, den möchte ich gern an meinen Erfahrungen teilhaben lassen.

Ein paar Gedanken, an die die auch damit rumspielen wollen:

-ein paar Hunderter sind gleich weg
-man sollte Zeit einplanen, sich in die Sache hineinzuarbeiten

Für welchen Drucker man sich entscheidet, hängt von vielen Faktoren ab. Ich habe mich für einen Sidewinder X1 entschieden, da auch mal größere Teile gedruckt werden sollen und er ein mit Netzstrom beheiztes Druckbett besitzt. Den Bauraum kann man ja nicht so einfach verändern. Das verbaute Mainboard, Display, oder die "Düse" ist bei Bedarf dagegen relativ einfach ausgewechselt. Im Gegensatz zu einem Drucker der Papier bedruckt, kann man alle möglichen Komponenten eines 3D Druckers auswechseln, oder sich sogar einen Drucker komplett selbst zusammenbauen.

YT: 3D Printing Basics- Choosing a printer

Und auswechseln muss man auch, so man einen günstigen Drucker kauft. Die günstigen Drucker können nicht mit den für "bessere" Materialien notwendigen Temperaturen drucken. PLA druckt man mit ~180 Grad, PETG mit 230, Nylon (PA6) mit 250, CF-Nylon (Nylon mit Kohlefaser) 290°C.
Man kann sich natürlich gleich einen Drucker kaufen, an dem man nicht rumbasteln muss. Das dürfte dann aber deutlich vierstellig werden.

Das Material kommt als 1.75mm Durchmesser Faden auf einer Rolle. Wird dann vom Drucker per E-Motor mit Zahnrädel zum Druckkopf geführt und dort aufgeschmolzen. Es gibt natürlich alle möglichen Varianten an Druckköpfen. Am Sidewinder beispielsweise ist ein Druckkopf vom Typ E3D Volcano verbaut. Nachfolgend der Druckkopf ("Hotend") und seine Komponenten:

       

Oben der schwarze Kühlkörper (da gehört noch ein Lüfter drauf) mit eingeschraubtem Zuführrohr für das Plastikfilament. Da gehen die Schwierigkeiten schon los. Die günstigen Drucker haben im Zuführrohr eine Teflonhülse sitzen. Die wird ab 240/250 Grad giftig. Muss also gegen ein Zuführrohr aus Titan/Edelstahl (all-metal) oder Bimetall getauscht werden. Siehe rechtes Foto, da steckt ein Bimetallzuführrohr drin.

Unten die Düse. Da gibt es unterschiedliche Materialien. Messing, Edelstahl, gehärteter Stahl, Messing mit Rubinspitze. Messing ist weich und lebt nicht lange wenn man mit bestimmten Materialien druckt. Also hab ich eine gehärtete Düse eingeschraubt.

In der Mitte der Heizblock. Bei günstigen Druckern ist dieser aus Aluminium gefertigt. Da gehts weiter. In Verbindung mit einer Düse aus gehärtetem Stahl sollte man da nicht über 275 Grad gehen. Sonst kann die Abdichtung zwischen Zuführrohr und Düse nicht mehr zuverlässig funktionieren. Ist mir natürlich passiert (siehe rechtes Foto), dann bekommt man die Teile nur noch heiß auseinander. Für höhere Temperaturen muss also ein Heizblock aus vernickeltem Kupfer her (bis 400 Grad).

Links und rechts des Heizblockes haben wir die Heizpatrone und den Temperatursensor. Auch hier muss man für höhere Temperaturen schauen, dass die Leistung der Heizpatrone ausreicht. Für Drucke bis 300 Grad sollten 50W ausreichend sein. Die normalen Temperatursensoren (NTC) kokeln ab 300 Grad. Bei mir kommt daher ein HT-NTC rein, der geht bis 350 Grad. 

Ganz rechts im Bild dann noch die Silikonsocke, die isoliert die Wärme des Heizblockes ein wenig. Die kokelt aber auch ein Stückel über 300 Grad weg.

 

Wichtig bei der Sache ist ebenfalls, dass man die Firmware des Druckers anpassen muss. Die Drucker haben in der Regel eingebaute Schutzfunktionen, damit einem das Haus nicht so schnell abbrennt. Wenn die Information vom Temperatursensor ausbleibt oder einen gewissen Wert überschreitet, schaltet der Drucker ab.
Im Fall vom Sidewinder beträgt die maximale empfohlene Drucktemperatur im Auslieferungszustand 240 Grad (wegen der Teflonhülse im Zuführrohr, siehe oben), die Abschalttemperatur des Druckers beträgt 270 Grad. Rüstet man nun seinen Drucker auf, muss man diese Abschalttemperatur entsprechend höher setzen.

Als kurzer Überblick über mein aktuelles Setup und Mods:

-günstiger Drucker 330 EUR
-Bimetall Heatbreak 20 EUR
-Kupfer heatblock mit 5oW Heizpatrone und NTC HT Sensor 25 EUR
-Hartmetalldüse 25 EUR
-heizbare Filamentbox 45 EUR
-selbstgebaute Kiste für Drucker, Material sollte so um 70 Euro liegen

500 Euro verbraten. Variable Kosten kommen dann im Betrieb dazu: Stromkosten und natürlich das Material (je nach Einsatzzweck). PLA/PETG kost da wieder "fast nix" (~20 EUR/kg), Ich drucke aktuell CF-Nylon, das liegt bei gut 100 EUR/kg. 

 

Wie kommt man nun von der ID zum Teil?

Zuerst muss man das natürlich zeichnen. Dazu verwendet man ein 3D CAD Programm seiner Wahl. Es gibt auch einige brauchbare kostenfreie Alternativen.
Und natürlich Webseiten, auf denen man alles mögliche an Zeugs findet das man runterladen und drucken kann. Damit mein ich jetzt nicht nur Müll wie eine Katzenstatue, sondern auch CAD-Zeichnungen von Normteilen wie Schrauben uswusf.

Die CAD-Datei kann der Drucker aber nicht verarbeiten. Der kann garnix, ausser stur Anweisungen abzuarbeiten. Also muss man diese Datei in das nächste Programm laden, den Slicer. Da kann man dann die Teile auf dem Druckbett platzieren und detailliert beeinflussen, wie der Drucker arbeiten soll. Anschließend werden die Arbeitsanweisungen für den Drucker erstellt. Auch bei der Slicer Software gibt es wieder einige verschiedene.
Die fertige Datei wird nun an den Drucker übermittelt. Per SD-Karte, USB-Stick. Oder mit Software wie OctoPrint, welche ich benutze da ich auf des Gestöpsel keine Lust habe.
OctoPrint hat auch den Vorteil, dass man den Drucker von Australien aus fernsteuern und per Webcam überwachen kann. Manche Drucke dauern ewig, da ist das keine schlechte Sache.

Anyways, das Teil wurde per CAD konstruiert, mit dem Slicer für den Drucker aufbereitet, der Drucker druckt los und präsentiert nach mehr oder weniger langer Zeit stolz sein Ergebnis (links) oder den Bandsalat. Siehe rechtes Bild, da löste sich eins der beiden Teile während des Druckes vom Druckbett, habs glücklicherweise schnell bemerkt. Das ist auch ein ewiges und nicht so einfaches Thema. 

     

 

Mein aktuelles Setup sieht folgendermaßen aus.
Drucker in Kiste zur Vermeidung von Zugluft. Heizung auf 50/60 Grad muss ich noch einbauen. Für höhere Temperaturen, muss die Elektronik im Drucker (Netzteil und Mainbaord) nach außen verlegt werden.
Obendrauf das Filament in einer beheizten Box, wird über eine Teflonröhre in die Kiste zum Drucker geführt. Dieser Spaß ist notwendig, um zu vermeiden, dass das Filament Feuchtigkeit aufnimmt. 

So hab ich meine ersten wirklich sinnvollen Teile gedruckt.

 

Jetzt kratz ich erstmal den Kunststoff aus den Gewindegängen der Düse und bau das neue Kupfer-Hotend (Druckkopf) zusammen. Ich hoffe, dann sind auch die Temperaturschwankungen Geschichte.
Und als nächstes wird weiter experimentiert, wie ich das Nylon dazu überrrede, an meinem Druckbett zuverlässig kleben zu bleiben. 

Gruß,
Michael

Bearbeitet 7. Mai 2021 von schwinge

[suentelensis]

Alter Schwede,

das muss man aber schon mögen. 

[matgom]

Sind die Teile aus Vollmaterial ? Oder hohl mit ner stützenden Struktur ?

Bearbeitet 7. Mai 2021 von matgom

[schwinge]

Hab gerade gesehen, dass du editiert hast. Hab schon überlegt ob ich von meiner französischen X-Freundin erzählen sollte zum Thema "macht mehr Spaß"... 

Die Teile sind praktisch Vollmaterial, 95% oder mehr. Du siehst das ja auf dem Foto mit dem vermurksten Druck, da sind die Teile halb fertig. Eigentlich Verschwendung, denke ich. Das Material hält ordentlich was ab. https://ultimaker.com/materials/polymaker-polymide-pa6-cf
Werde demzufolge mal eine kostenoptimierte Version drucken und am Motor testen.

Bearbeitet 7. Mai 2021 von schwinge

[joho]

Schöner Überblick, stimmt der 3D-Druck kann schnell zum Hobby werden, auch wenn man anfangs nur dachte ihn für andere Hobbys zu nutzen.
Tatsächlich sind nach meiner Erfahrung oft keine 100% Füllungen nötig, wenn man ausreichend Wandstärke nimmt.

Eine Sache der man sich bei den billigen 3D-Drucker aber bewusst sein sollte ist, dass allzu oft grundlegende Sicherheitsmerkmale (Erdung, Zugentlastung,...) vernachlässigt werden, dass ist insbesondere bei Maschinen mit 230V Heizung wichtig zu überprüfen. Auch deine Maschine hatte da wohl mal schwächen, kann aber inzwischen ausgebessert sein. Da du schon auf den Thomas verwiesen hast denke ich aber, dass du das kennst.

Sidewinder Video

Feuervermeidungsvideo

[schwinge]

Ja, das ist richtig. Ein Teil für das Heizkabel ist schon gedruckt und wird bei der nächsten Frickelei am Gerät installiert. Und geerdet ist das Gehäuse nicht, gehört für Chinaware zum guten Ton. Aber da ist ja schnell ein Kabel drangeschraubt. Ich habe mich dennoch bewusst für dieses Modell entschieden. Man sollte schon wissen, wie und warum die Dinge funktionieren die man benutzt. Dann ist das alles kein Ding. Wenn ich Probleme mit Basteleien hätte, dann würd ich auch nicht XM schrauben. Irgendwelche Ärgernisse oder Unzulänglichkeiten gibts bei jedem Modell, denke ich. Ansonsten muss man ein oder zwei Preisklassen höher gucken. 

Bearbeitet 7. Mai 2021 von schwinge

[Carsten]

Kann ich Dir ein kleines Plasteteil zum Drucken schicken ? Darf was kosten. Ist aus unserem Büro. Die Lenovo X1 haben unten eine Leiste fürs Keyboard, deren Haltepin abbricht, und dann wird sie lose und es geht oft nicht mehr. Ich hab 10 Leisten da, alle defekt, Neupreis für die 10 Leisten zusammen um 800 Euro, bei allen ist der Schiebepin defekt. Problem, ich hab keine Zeichnung, nur das Teil…

Bearbeitet 7. Mai 2021 von Carsten

[zudroehn]

Ist das dann Hartplastik oder kannst du auch gummiartiges drucken?

[schwinge]

Ja, flexibles Zeugs kann man auch drucken. Ob ich das kann, hab ich noch nicht ausprobiert.  

9 hours ago, Carsten said:

Kann ich Dir ein kleines Plasteteil zum Drucken schicken ?

Klar. Probieren können wirs.

[Carsten]

Hast PM, bin gespannt, ob das geht. Ich wollt jauch immer schonmal sowas machen / lernen, aber wo hinstellen, und ob man das wirklich braucht…hm. Wenn man Alu bezahlbar drucken kann, tu ichs. Die DLR bei uns hat so ein Ding, die können einen Art Sintermetall drucken. Klasse. Aber unbezahlbar…

Carsten

[holza]

Mir fallen da die Lufthuzen vom CX ein.Ich selbst benötige aber keine.Vielleicht als Zubrot gedacht.

[Frank M]

vor einer Stunde schrieb holza:

Mir fallen da die Lufthuzen vom CX ein.Ich selbst benötige aber keine.Vielleicht als Zubrot gedacht.

Das Ding ist nicht einfach. 
Mein Kumpel hat es versucht. Ging dann erstmal  in die Hose. 
Die Dünnwandigkeit ist das Problem.

Muss schon ordentlich aufgedickt werden. 

[admin]

Die Killerapplikation für mich war die Fähigkeit, TPU zu drucken. Das ist ein flexibles Filament in verschiedenen shore Härten, welches zum Teil bis zu 140 Grad aushält. 

Ich habe mir z. B. Dichtungen für ein altes Mopped gedruckt und Türfangbänder für den HY. Die sind stabiler als die Nachbauteile, die man kaufen kann. 

TPU kann allerdings nicht jeder Drucker verarbeiten und die settings sind etwas tricky. Mit dem Sidewinder, den auch schwinge hat, geht es. 

Viele Grüße, 

Martin 

PS: ich würde das Thema gerne verschieben, da wir ja jetzt schon beim CX und HY sind. 

[schwinge]

Hilfe! Ich wurde entführt!

Hm, naja nagut. 

TPU/TPE gibt es in unterschiedlich flexibel. Je wabbeliger das Filament, desto schwieriger druckt es sich. Wer schonmal versucht hat, eine labberige Spaghetti einzufädeln, weiß von diesem Problem.
Die Möglichkeit, flexible Materialien zu drucken, war auch eins meiner Kaufkriterien. Wenn man viel oder fast ausschließlich TPU druckt, kann man sich einen anderen Extruder an seinen Drucker dranschrauben. Beispielsweise E3D Hemera oder DropEffect OmniaDrop.

Wie oben schon erwähnt: das Schöne an der ganzen Geschichte ist, dass man bei Bedarf einzelne Komponenten nach Bedarf austauschen kann. So kann man den Drucker speziell auf seine Aufgaben abstimmen.

Auf Experimente mit TPU freue ich mich auch schon. Aktuell ist Nylon mit Glasfaser dran, dann "normales" Nylon. Und dann ist TPU an der Reihe.

@admin Magst du verraten, welches Filament du da verdruckt hast? Es gibt da soviel Auswahl, da weiß man garnicht, was man kaufen soll.
Aktuell tendiere ich zu DSM Arnitel 2045 oder BASF Utrafuse TPU. Als Noob ist mir wichtig, dass der Hersteller ein Cura-Profil bereitstellt und dass das Material halbwegs chemisch beständig ist, also für funktionelle Prints geeignet.

Gruß,
Michael

Bearbeitet 8. Mai 2021 von schwinge

[Manson]

Also beim XM fällt mir auf Anhieb ein Teil ein an dem du dich versuchen könntest, das Plastikteil vom Höhenverstellhebel - mir sind schon 4 abgebrochen ...klingt jetzt nicht besonders viel bei 4 Fahrzeugen und das auf insgesamt ca. 500000km in 11 Jahren und ich habe auch noch solche kompletten Hebel rumliegen ...aber wenn ich meiner persönlichen Statistik trauen darf dann hab ich in ungefähr 15 Jahren keinen Ersatz mehr im Lager

[Carsten]

SM, das Dreieck oben am Fenster vorn…

[schwinge]

6 hours ago, Manson said:

das Plastikteil vom Höhenverstellhebel

Hi,

dieser Hebel befindet sich bereits auf meiner imaginären Liste möglicher Reproduktionskandidaten. Von meinen 17 XM ist vermutlich kein einziger dabei, wo der Höhenverstellhebel noch absolut frei von Rissen ist.
Bei diesem Teil ist zu bedenken, dass es sich nicht nur um ein funktionelles Teil handelt, sondern auch eines welches optische und haptische Kriterien erfüllen muss. Im Gegensatz zu einem Spritzgussteil hast du bei einem 3D-gedruckten Teil keine glatte Oberfläche. Hier ist hier also Nacharbeit notwendig (schleifen, lackieren). So ganz so günstig würde das also nicht werden. Will man dazu "zweifarbig" drucken, braucht es einen Drucker mit zwei Druckköpfen.

Gruß,
Michael

[Pic4]

Solche Kleinteile eignen sich sehr gut zum drucken mit einem Resin- Drucker. Z.B Wanhao Duplicator 7 Plus. Sehr robuste Teile mit glatter Oberfläche.

[Manson]

29 minutes ago, schwinge said:

Bei diesem Teil ist zu bedenken, dass es sich nicht nur um ein funktionelles Teil handelt, sondern auch eines welches optische und haptische Kriterien erfüllen muss.

In dem Fall würde ich "Form follows Function" bevorzugen. Wegen mir könnte der Griff Oben auch deutlich dicker und stabiler ausfallen, hab schon überlegt ob ich meinen letzten abgebrochenen nicht mal bei einem Werkzeugmacherbetrieb vorbeibringe und mir was beständigeres aus Metall anfertigen lasse, verchromt macht sich das bestimmt auch gut in der Mittelkonsole und auf den weißen Pfeil und den weißen Strich kann ich gern verzichten wenn es dafür nicht mehr bricht  Oben vorn und hinten eine Kante an der man besser greifen und nach Oben ziehen kann wäre auch schick.

Bearbeitet 9. Mai 2021 von Manson

[schwinge]

31 minutes ago, Pic4 said:

Solche Kleinteile eignen sich sehr gut zum drucken mit einem Resin- Drucker. Z.B Wanhao Duplicator 7 Plus. Sehr robuste Teile mit glatter Oberfläche.

Stimmt! SLA hatt ich ganz ausgeblendet (hier gehts ja um FFF). SLA Drucker gibts mittlerweile auch brauchbar in günstig. Zweifarbig können die aber auch nicht.

21 minutes ago, Manson said:

[...] hab schon überlegt ob ich meinen letzten abgebrochenen nicht mal bei einem Werkzeugmacherbetrieb vorbeibringe [...]

Oder ein Kommodengriff aus dem Baumarkt.

[Manson]

13 minutes ago, schwinge said:

Oder ein Kommodengriff aus dem Baumarkt.

Das funktioniert leider nicht weil ja das äußere Vierkantrohr nach oben gezogen werden muss zum entriegeln. Bei CX und GSA war das viel besser gelöst, einfach den Hebel leicht zur Seite drücken und dann vor und zurück bewegen. Das war im XM mal wieder so eine tolle überflüssige Optimierung der Mechanik nachdem man wenigstens wieder zu der zurückfand. ....zumindest besser als dieser Schiebeschalter vom CX S2 wo man Strom braucht um die Höhe zu ändern ....und nachdem das dann wieder gut funktionierte brachte man den Y4 raus wo man den Vorteil der manuellen Verstellung halt wieder eliminiert hat, ja sogar noch einen draufsetzt weil der Motor auch noch dazu laufen muss

C5 I hat dann wieder elektrische Stellmotoren, diesmal nur mit Taster auf und ab, wie im CX S2, vermutlich (für mich, denn ich weiß es nicht und werde mich auch nicht damit beschäftigen) hat man bei den nachfolgenden Generationen C5 und beim C6 das gleiche System verbaut und so ist es nicht verwunderlich das die HP dann auch als zu Teuer und zu Wartungsintensiv in der Schublade der Geschichte verschwand.

Bearbeitet 9. Mai 2021 von Manson

[thomasmu]

Habt Ihr schon mal die klassische Methode mit abformen und anschliessender Reproduktion mit Epoxy durchgedacht?

Bearbeitet 9. Mai 2021 von thomasmu

[-martin-]

Am 8.5.2021 um 13:13 schrieb schwinge:

@admin Magst du verraten, welches Filament du da verdruckt hast? Es gibt da soviel Auswahl, da weiß man garnicht, was man kaufen soll.
Aktuell tendiere ich zu DSM Arnitel 2045 oder BASF Utrafuse TPU. Als Noob ist mir wichtig, dass der Hersteller ein Cura-Profil bereitstellt und dass das Material halbwegs chemisch beständig ist, also für funktionelle Prints geeignet.

Sorry, hat etwas gedauert.

Ich verwende das hier:

https://www.extrudr.com/de/produkte/catalogue/flex-semisoft-schwarz_2365/

Das ist ein TPU mit Shorehärte 85A und laut Hersteller ausgezeichneter chemischer Beständigkeit. Ein Cura-Profil gibt es dazu, aber ich musste das noch etwas optimieren. Inzwischen sehen die Teile richtig gut aus und sind erstaunlich stabil.

Viele Grüße,

Martin

 

Bearbeitet 17. Mai 2021 von -martin-

[Pic4]

Informiert euch mal über ASA Filament. Für mich eines der besten im Amateurbereich. 

[joho]

Ich habe mir für meinen Xantia neue Schutzhülsen für die Handbremsseile gedruckt, da die Originalen durchgescheuert waren. Gedruckt habe ich in PA6/6.6 (natürlich ohne GF oder CF) aufgrund der Temperatur- und Abriebbeständigkeit von Polyamid. Vor dem Einbau habe ich sie noch konditioniert um für den Einbau eine etwas höhere Verformbarkeit zu haben.

Langzeiterfahrungen habe ich bisher keine, aber da ich in Erinnerung hatte, dass die Führungshülsen hier schon mal irgendwo ein Thema waren, wollte ich es mal erwähnen. Bei meinem Xantia passen sie gut, wie es bei anderen aussieht und ob sie auch z.B. beim XM passen kann ich natürlich nicht sagen.

Falls Interesse an der stl-Datei zum Selberdrucken besteht, gebt mir Bescheid dann stelle ich sie zur Verfügung.