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Thema:  3D drucken in der Praxis |
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24.04.2014, 21:31 Uhr
  Xantrix
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Habe leider gerade keine Zeit für die Druckerei privater Sachen. Auf der Hannovermesse haben wir dieses Jahr am Stand des BMBF mit einem Ultimaker 2 kleine Flaschenöffner gedruckt. Die Angriffskante war ein 5Cent Stück. Diese Teile funktionierten sehr gut. Ansonsten hängt sehr viel von den richtigen Temperaturen ab. Mit Metall(Treib)schrauben in ABS-Teilen habe ich keine guten Erfahrungen gemacht. In PLA und Nylon hingegen ging es gut.
Frank
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25.04.2014, 16:46 Uhr
halbkette
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Hallo Edwin und Frank,
danke für diese Informationen. Die Gedankenrichtung stimmt schon mit meiner überein und eure Beschreibungen haben mir ein Stück weitergeholfen.
Ich möchte aber nicht als besonders hartnäckig erscheinen, wenn ich dieses Thema noch nicht gut sein lasse, deshalb will ich gern doch noch "meine Katze aus dem Sack lassen":
Im Grunde bezweifle ich ja bisher nur, dass "gedrukter Kunststoff" den gleichen Stoff-Zusammenhalt besitzt, wie ihn die gewohnten Kunststoffe aus dem Spritzguß-Verfahren haben.
Das ist wohl bei mir in der Vorstellung begründet, dass die frischen flüssigen Lagen beim Drucken nicht 100% mit denen darunter verschweißen könnten.
Man möchte ja am liebsten eine feine Oberfläche mit feinster Auflösung haben.
Es ist aber nun so: Je dünner und feiner die Lagen sind, desto weniger Wärme können sie mitführen und sind entsprechend schneller hart. Da muß dann die Austrittstemperatur genau stimmen, wenn der Untergrund "zum korrekten Verschweißen" noch angeschmolzen werden soll.
Nun gut, das kann man ja vielleicht auch ausprobieren - sofern die Temperatur variierbar ist.
Ich weiß nicht, ob Frank genau das meinte, als er sagte, es käme nur auf die richtigen Temperaturen an.
Die von Edwin erwähnte Gitterstruktur im Inneren von massiven Druck-Teilen spart natürlich Kunststoff-Material. Den Zusammenhalt des ganzen Teiles fördert dieser Umstand dagegen nicht unbedingt, oder läßt sich der Material-Füllungsgrad auch einstellen?
Übrigens noch eine Hintergrund-Information von mir:
da ich demnächst eine ziemlich genaue und bestens stabile Portalfräse besitzen werde, gedenke ich diese als Druckermechanik zu "mißbrauchen", denn es können damit relativ hohe Linear-Geschwindigkeiten erreicht werden..
Dieser Gedanke ist nicht neu, denn dafür gibt es schon die passenden Drucker-Köpfe zu kaufen. Das ist preiswerter, als einen ganzen eigenständigen Drucker neu anzuschaffen.
Die Software wird natürlich vor dem Einsatz entsprechend gewechselt.
Der einzige Pferdefuß dabei ist wohl die geringere Werkstück-Höhe, die auf ca. 100mm begrenzt ist - damit komme ich aber klar, weil man große Teile in mehrere Abschnitte/Einzelteile zerlegen und dann - flach gelegt - drucken kann.
--
Gruß Hartmut
" Ein Modell ist mehr als nur die Summe seiner Teile "
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| Beitrag 1 mal editiert. Zuletzt editiert von halbkette am 25.04.2014 16:50.
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25.04.2014, 16:59 Uhr
Xantrix
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Der größte Pferdefuß daran ist, dass man bei komplett offenen Umgebungen (ohne Gehäuse) große Schwierigkeiten hat, die genau richtige Temperatur am Übergang Druckkopf - Werkstoff einzuhalten. Etwas Zugluft reicht schon und es gibt Probleme. Ansonsten stimmen Deine Überlegungen schon sehr gut.
Ein weiterer Pferdefuß ist, dass es nicht wirklich theoretisch herleitbar ist, welche Temperatur die richtige ist, oder besser gesagt, wo am Bauteil welche Temperatur die richtige ist (das ist Schichtabhängig). Irgendwann sieht man den Teilen dann aber an, was wie wo gemacht werden muss. Ist also sehr stark Erfahrungsabhängig, um optimale Ergebnisse zu bekommen.
Der dritte Pferdefuß ist, dass man bei jedem Drucker und bei jedem Material (charge) wieder von vorn anfängt.
Ansonsten ist das alles ganz einfach.
Frank
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25.04.2014, 17:29 Uhr
Edwin
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Hallo Hartmut,
den sog. Infill kannst Du bei fast allen Programmen beliebig von 0 bis 100% einstellen.
Was aber wenig bringen wird sind hohe Verfahrgeschwindigkeiten, besonders bei dünnen Schichten.
Um so schneller man Verahren/ Ducken will, desto höher muß die Temperatuir des Extruders sein und da gibnt es einfach sinnvolle Grenzen, auch weil das System physikalisch bedingt sehr träge ist. Beim Druck hast Du besonders bei feinem Bauteilen ständig wechselnde Flow/Vorschubgeschwindigkeiten des Filaments. Da gibt es immer einen Kompromiß zu finden und meine Erfahrung ist gerade bei feinen Teilen ist langsamer einfach besser.
Dazu kommt noch, daß Du mit jedem Filament eine eigene Einstellung finden mußt und wie Frank auch geschrieben hat sollte das "KLima umd den Drucker möglichst konstant und warm sein. ich habe ihn deshalb bei mir im Technikraum stehen. Da ist es immer schön gleich, staubfrei, zugfrei und trotzdem gut durchlüftet.
Gruß Edwin
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25.04.2014, 21:49 Uhr
Edwin
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Hallo Hartmut,
ich habe gerade mal ein wenig überschlagen ob es sich lohnt eine CNC-Fräse auch in Kombination als Drucker zu verwenden.
Wenn ich das so betrachte lohnt sich das nicht. Da Du nicht nur den Extruder mit dem Zubehör brauchst, den es mittlerweile passend zu CNC-Fräsen zu kaufen gibt, mußt Du da schon noch an mehr denken.
Du brauchst einen beheizbaren Tisch, den Du auf den Frästisch montieren kannst, am besten mit Feineinstellung, da gerade bei kleinen Layerhöhen das unabdingbar ist und die Genauigkeit von benutzen CNC-Fräsen da einfach nicht ausreicht. Du mußt die Fräse jedesmal aufwendig reinigen und umbauen und ich bin mir nicht sicher was eventuell an der Steuerung geändert werden muß.
Dazu kommt, daß die Fräse am besten in einem stabilen, Zugluftfreien Klima aufgestellt sein sollte wenn man sehr fein arbeiten möchte.
Wenn ich das alles betrachte ist ein eigenständiger 3D Drucker kaum teurer, aber deutlich leiser, hat einen deutlich geringeren Stromverbrauch (Da mußt Du mit Drucken bis über 20h rechnen) und die Fräse wird nicht blockiert und Du kannst Ihn an einem anderen Platz z.B. in der Heizung betrieben.
Nur mal so zum Nachdenken.
Gruß Edwin
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26.04.2014, 16:46 Uhr
halbkette
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Hallo Edwin und Frank,
danke für eure Meinungen zu meinem Vorhaben und zum 3D-Druck-Problem allgemein.
Franks Information zur Temperatur ist einsehbar, das kann ich nachvollziehen.
Als Lösung und zur Optimierung steht natürlich immer das Ausprobieren an, sowas schreckt mich nicht. Weiterhin denke ich daran, wegen der möglichen Zugluft eine Kabine aus Plexiglas um den Frästisch zu bauen - allein schon wegen der Späne beim Fräsen. Dazu fehlte dann nur noch ein Deckel, um störende Zugluft beim Drucken zu vermeiden...
Edwins Hinweise auf die Nachteile bei der Verwendung einer Portalfräse sehe ich zwar auch so, aber nicht alles ganz so krass.
Zum Beispiel war meine Anmerkung zur Geschwindigkeit der Fräs-Achsen nicht so gemeint, dass ich das dann auch voll ausnutzen wollte. Es ist nur als Option gedacht, weil dagegen die Wabeco doch ziemlich langsam arbeitet. Mit der endgültigen Druckgeschwindigkeit werde ich mich schon entsprechend den Erfordernissen anpassen.
Weiterhin kommt es sicherlich auch auf die Häufigkeit des Einsatzes an, was man zusätzlich noch als notwendiges Zubehör investieren will.
Andererseits muß ich zugeben, dass ich noch keine Ahnung habe, wie oft ich wohl den Drucker benutzen werde. Momentan ist er nur als Gelegenheits-Drucker gedacht. Wenn ich aber nach einiger Übung tatsächlich mit meinen zukünftigen Druckergebnissen in vielen Punkten zufrieden sein sollte, ist der häufige Einsatz sehr viel wahrscheinlicher und dann ist auch der Gedanke an einen eigenständigen Drucker voll gerechtfertigt. In der Zwischenzeit/Lehrzeit ist die Technologie und die Software der 3D-Tischgeräte hoffentlich noch ausgefeilter geworden, so dass sich die Anschaffung eines Komplettgerätes noch eher lohnt.
Das Lehrgeld für den Kompromiß auf der Fräse war dann nicht so teuer...
Edwin, auf deinen Bildern sehe ich, dass du deine gedruckten Werkstücke "bedenkenlos" in das Modell einbaust. Das setzt natürlich volles Vertrauen in die Haltbarkeit der Teile voraus und ich drücke dir die Daumen, dass du damit recht hast. So möchte ich das auch mal machen. 
--
Gruß Hartmut
" Ein Modell ist mehr als nur die Summe seiner Teile "
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26.04.2014, 17:08 Uhr
Xantrix
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Wie schnell ist die Portalfräse eigentlich? Ich hab immer so mit 150mm/s gedruckt und das dauert schon lange.
Frank
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27.04.2014, 12:29 Uhr
Edwin
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Ich drucke in der Regel noch sehr viel langsamer, zumindest bei kleinen und feinen Teilen.
Teilweise mit nur 10mm/s da so die Oberfläche besser wird und der Verbund der einzelnen Schichten.
Ich habe da festgestellt, daß langsamer da oftmals besser und schneller ist.
Auch beim Fräsen mache ich meist eher langsamer. Da halten die teuren Fräser bis zu doppelt so lange und z.B. Lagerpassungen werden sehr präziese, da einfach weniger Massenträgheit der Fräse Einfluß nimmt.
Gruß Edwin
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03.05.2014, 16:45 Uhr
Edwin
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Ich habe hier auch mal den momentanen Stand wie mein Drucker jetzt aussieht.
Aufgestellt ist er im Technikraum meines Hauses, da es dort bei guter Durchlüftung zugferi ist und der Drucker trotz seiner relativ geringen Geräuschentwicklung im Haus auch Nachts nicht mehr zu hören ist.
Ich habe ihm noch eine Beleuchtung spendiert.
Es ist ein Lüfter zur Kühlung der gedruckten Bauteile montiert der bei besondes feinen und schlanken Konstruktionen benötigt wird
Der Rahmen der Z-Achse ist an jeder Seite noch zusätzlich mit einer Strebe abgestützt.
Die Verkabelung wird an allen bewegten Stellen in Energieketten geführt, wobei die untere noch auf einer Gleitauflage liegt.
Was noch kommt ist eine doppelte Liniarführung an X und Y-Achse und eine bessere Feineinstellung des Drucktisches um besser mit sehr geringen Layerhöhen von weniger als 0,08mm arbeiten zu können.
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03.05.2014, 18:53 Uhr
Edwin
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Jetzt will ich langsam dazu kommen die Teile zu drucken für die ich mir den Drucker angeschafft habe. Trotzdem muß ich dazu immer noch einiges ausprobieren.
Deshalb habe ich heute mal etwas Schwieriges begonnen.
Für diese Versuche verwende ich die Zeichnung einer Laufrollenhälfte des Panzer III im Maßstab 1/6. Die sieht so relativ einfach aus, aber die Schwierigkeit beginnt schon damit, daß sie zu 95% in der Luft gedruckt werden muß und ich dadurch entsprechend mit Support arbeiten muß.
Momentan läuft auf meinem Drucker der erste Druckversuch dieser Laufrolle zu der ich den G-Code mit einem Freewareprogramm erstellt habe. Layerhöhe 0,1mm
In der Software sieht das dann so aus. hier ein Schnitt, bei dem man den Support ( Stützstruktur) gut erkennen kann einschließlich einiger Fehler im Brim ( äussere umlaufende Lineie) die aber nicht relevant sind.
Und hier die in der Simulation fertige Laufrolle.
Das ist jetzt im Druck und wird ca. 10,5 Stunden benötigen.
Zum Vergleich habe ich auch noch ein professionelleres Programm das man kaufen muß, ich aber noch nicht soweit behersche. Da konnte ich aber gleich mit einer Layerhöhe von 0,08mm beginnen. Duie Einstellungen sind noch zu 90% Standart und es ergibt sich eine Geschätzte Laufzeit von 13,5 Stunden.
Hier zum Vergleich der Schnitt in den Support.
Und hier wieder die fertige Laufrolle.
Mal sehen was dabei herauskommt. Wenn es mir gelingt sind das wunderbare Master zu Metallguß.
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04.05.2014, 13:59 Uhr
halbkette
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Hallo Edwin,
deine Versuche sind immer noch interessant.
So hatte ich mir das Arbeiten damit auch vorgestellt.
Da man den Füllingsgrad festlegen kann, frage ich mich natürlich, ob es eine Notwendigkeit dafür gibt.
Anders gefragt: wie verhält sich das ausgedruckte und erkaltete Material, wenn man mit Füllungsgrad 100% gedruckt hat?
Bleibt die Form des Werkstücks noch neutral oder ist dann vielleicht ein Verzug festzustellen? ( ...weil mehr Wärme versammelt war? )
Nun, vielleicht mußt du das auch erst einmal ausprobieren. Für die Verwendung als Urmodell müssen die Teile ja nicht unbedingt massiv ausgeführt sein.
Also, nur nichts überstürzen, ich kann warten.
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Gruß Hartmut
" Ein Modell ist mehr als nur die Summe seiner Teile "
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04.05.2014, 16:56 Uhr
Edwin
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Hallo Hartmut,
ich habe es einfach noch nicht ausprobiert mit 100% Füllung zu drucken, weil es nicht notwendig ist und bei größeren Teilen unheimlich Material und Druckzeit spart. Bei Kleineren Teilen ergibt sich meist automatisch eine 100% Füllung durch die Vorgabe der Anzahl der sog. Solidlayer. Die Anzahl dieser festen Aussenschichten beeinflußt die Festigkeit eines Körpers mehr als ein Infill über 30%.
Ein Verzugsproblem habe ich mit PLA bisher nicht, besonders wenn man das gedruckte Teil auf dem Tisch beläßt bis dieser nach dem Druck abgekühlt ist. Dieser ist beheizt und es klebt förmlich daran sollange dieser warm ist. Wenn es erkaltet verliert es die Haftung und fällt buchstäblich von alleine ab.
Die erste Laufrolle mit dem Freewareprogramm ist jetzt gedruckt und wie ich es erwartet habe noch deutlich verbesserungsfähig.
Hier der Stand als ich in der Nacht von der Arbeit kam.
Dann heute Vormittag die am Drucker fertige Laufrollenhälfte.
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Ich habe jetzt für einen besseren Vergleich das Raft und den Support noch nicht abgemacht. Die Oberfläche ist aber noch deutlich verbesserungsfähig, obwohl sie für diesen Maßstab schon brauchbar wäre, da die Teile wegen ihrer Komplexität immer nachgearbeitet werden müssen. Was ich aber noch nicht sehe ist die Unterseite und wie sich die Stützstrukturen ablösen lassen. Der Druck hat übrigens 2 Stunden länger als die Kalkulation des Programms gedauert.
Dann habe ich den Druck mit der gekauften Software begonnen. Dieser zeigt schon von Anfang an deutliche Unterschiede. Es wird ein sattes Raft ( Haftstrucktur) gedruckt mit einer leichter abzulösenden Zwischenschicht und ich habe ebenfalls ein wesentlich satteres Brim ( Ein Brim füllt die Extruderdüse und treibt Luftblasen aus der Düse die den Druck stören können und wird immer um das Bauteil gezogen) um den Druck das keine Auszackungen zeigt. Ebenso sehen die Supportstrukturen wesentlich sauberer aus. Was mir auch auffällt ist die deutlich ruhigere und nicht so hektische Verfahrensweise des Drucktisches.
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06.05.2014, 16:28 Uhr
Edwin
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Und weiter geht es mit den Versuchen.
Zuerst das Ergebnis mit dem Kaufprogramm.
Hier noch beim Druck.
Das Ergebnis ist zuerst mal ernüchternd, aber ich hatte auch keine Wunder erwartet, da ich das Programm ja noch nicht kenne und auch noch keine, für dem Drucker notwendigen Anpassungen gemacht habe. In jeden Fall ist die Oberfläche deutlich schlechter und was man auf dem Bild nicht erkennen kann ist ein zu geringer Flow ( Materialvorschub) wodurch zuweing PLA auf das Teil kommt was vor allem am nicht geschlossenen Kranz zu sehen ist..
An solche Einstellungen muß man sich aber herantasten und kann keine Wunder erwarten.
Dann habe ich mal den Support beider Teile entfernt und auch dieses Ergebnis ist noch nicht zufriedenstellend, obwohl dieser relativ einfach zu entfernen war.
Also habe ich den G-Code nochmal beim Kaufprogramm überarbeitet. Etwas mehr Flow, eine höhere Druckgeschwindigkeit was die Druckzeit um 3 Stunden verkürzte und ein feinerer Support.
Das war heute früh das Ergebnis.
Die Oberflächen sind jetzt geschlossen, obwohl immer noch etwas zu wenig Flow da zu sein scheint und es ist relativ glatt. Die ganzen Perlen an der Oberfläche konnte man fast abkehren was also auch nicht stört.
Hier auch die drei Teile zum Vergleich nebeneinander.
So langsam nähere ich mich einen brauchbaren Ergebnis.
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06.05.2014, 17:02 Uhr
halbkette
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Hallo Edwin,
das stimmt schon: die Ergebnisse sind noch nicht so recht ermutigend - eher etwas verwirrend. Ich hoffe du siehst den "roten Faden" noch und entdeckst auch von Mal zu Mal wirklich eine Verbesserung. 
Eins wird aber schon klar: der Drucker allein macht´s nicht - es gehört offensichtlich mehr dazu.
Schon die Qualität der Software scheint eine große Rolle zu spielen und dann braucht man noch eine Portion Erfahrung, die du dir gerade erarbeitest.
Nur weiter so, ich lese interessiert mit, denn das 3D-Drucken hätte ich mir nicht ganz so widerspenstig vorgestellt.
( Ich weiß, in dieser Phase entmutigt dich solch eine laienhafte Erkenntnis nicht mehr. )
Dieser Bericht wird sicherlich eine gute "Anleitung zum 3D-Drucken für Anfänger". Die Fehler, die du jetzt am System aufdeckst, können wir später gleich vermeiden. Vielen Dank.
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Gruß Hartmut
" Ein Modell ist mehr als nur die Summe seiner Teile "
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06.05.2014, 17:57 Uhr
Edwin
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Hallo Hartmut,
den roten Faden finde ich so langsam Stück für Stück.
Die letzte Laufrolle ist aussen schon recht brauchbar gelungen. Bearbeiten vor einer Verwendung als Master muß man die immer, aber die Maße stimmen auf Anhieb.
Ich habe mir da bewußt auch kein einfaches Teil ausgesucht, da es fast vollständig in der Luft hängt und deshalb von der Unterseite komplett gesützt werden muß. Deshalb muß ich vor allem jetzt noch die Stützstrucktur verbessern. So nebenbei habe ich auch noch Verbesserungsfähiges an meinem Bauteil gefunden. Das ist jetzt das Schöne, daß ich es selbst drucken kann nachdem ich es verändert habe.
Gruß Edwin
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