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8.5.2014 3D-Drucker selber bauen - "Green Monster" - Drucker - PC-WELT

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08.05.2014, 10:06

Andree Brodt

"Green Monster"

3D-Drucker selber bauen

Die Gesamtansicht des Druckers, mit dem seitlich angebrachten LCD-Monitor, der ber einen HDMI/VGA-

Wandler am RPI angeschlossen wird. Herausgefhrt werden noch USB-Anschlsse (Maus, Tastatur,Speicherstick, WLA usw.) ber einen aktiven USB-Hub. Die Schalter: Links Hauptschalter, 2. v.l. Licht,

Not-Aus (schaltet alles ab), und ein kleiner Reset-Button, der den Arduino im Fehlerfall sofort stoppt.

Andree Brodt

Wie Sie sich einen 3D-Drucker selber bauen knnen, lesen Sie hier. Auch wenn der Aufwand fr Bau und

Inbetriebnahme nicht unerheblich ist: Es geht gnstiger als mit einem Bausatz, und die Qualitt der gedruckten

Teile ist richtig gut.

Im November 2011 baute der Hackerspace Bremen seinen ersten 3D-Drucker zusammen, als Bausatz bei

einer Veranstaltung mit gleichgesinnten Gruppen aus Bremen, Oldenburg und Groningen. Trotz des

erheblichen Aufwands fr Bau, Inbetriebnahme und Konfiguration stand in recht kurzer Zeit ein fertiges Gertzur Verfgung, mit dem wir nach einiger Einarbeitungszeit schon erstaunliche Teile herstellen konnten.

Angespornt durch dieses Erfolgserlebnis haben sich danach einige Leute aus dem Umfeld des Vereins einen

eigenen Drucker(bausatz) gekauft und zusammengebaut, obwohl rund 800 Euro fr einen Bausatz doch recht

teuer sind.

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So viel wollte Andree Brodt alias Snug, gelernter Industrieelektroniker mit vielen handwerklichen Fhigkeiten

und groer Bastelleidenschaft, nicht ausgeben. Er wollte selber bauen. Wie sich dieses Projekt entwickelt hat,

lesen Sie in diesem Beitrag.

Meine Idee: Das mache ich selber und gnstiger

Mit dem Gedanken das kann man doch auch selber und gnstiger hinbekommen bestellte ich mir im

Frhjahr 2013 nur mal zum Testen meine ersten beiden Teile ein einzelnes Linearlager und ein 50-cm-StckSilberstahl, um generell zu schauen, ob und wie man solche Fhrungen nutzen knnte. Begeistert ber

Leichtlauf, Stabilitt und Genauigkeit war klar, dass dies die mechanische Grundlage eines eigenen Gertssein sollte.

Nachdem ich meine Wunschkonfiguration bezglich Gre und Stabilitt, Materialbersicht, Zeitplan und derKostenrahmen zusammengestellt hatte, gingen die ersten Bestellungen raus: Aluprofile, Verbinder, Lager,

Elektronik, Antriebsmotoren und Netzteil. Gleichzeitig habe ich die ersten Teile fr Halterungen und hnlicheskonstruiert, im Verein gedruckt und gefrst. Dafr musste ich mich erst einmal in die Welt des CADeinarbeiten, womit ich mich das letzte Mal in meiner Lehrzeit vor ber 25 Jahren beschftigt hatte. Da man

sich inzwischen aber solch grandioser Werkzeuge wie Sketchup, Blender & Co. kostenlos bedienen kannund mir eigentlich immer jemand beratend zur Seite stand, war die Lernkurve sehr steil und effektiv und das

Ganze hat viel Spa gemacht.

3D-Drucker "Green Monster"

3D-Drucker "Green Monster" Das Innere des Druckers - die Hhenachse (Z) wird auf zwei Seiten durch Schrittmotoren (Typ Nema17)

angetrieben und durch jeweils zwei Linearfhrungen sicher und stabil verfahren. Der Vortrieb erfolgt berM8-er Gewindestangen in Kombination mit M8-er Langmuttern.

Foto: Andree Brodt



Das Innere des Druckers - die Hhenachse (Z) wird auf zwei Seiten durch Schrittmotoren (Typ Nema17)

angetrieben und durch jeweils zwei Linearfhrungen sicher und stabil verfahren. Der Vortrieb erfolgt ber

M8-er Gewindestangen in Kombination mit M8-er Langmuttern.3D-Drucker "Green Monster"

Links kann man den verstellbaren Hhenanschlag sehen, mit dem man den ganz wichtigen Abstand der Dsezum Druckbett reguliert. Durch eine Schraube kann der Endschalter in der Z-Achse per

Schwalbenschwanzfhrung sehr fein und genau eingestellt werden.3D-Drucker "Green Monster"

Rechts die Webcam, ber die man mit einem Streaming-Server (Mjpeg-Streamer) auf dem Raspberry einLivebild/Livevideo vom aktuellen Druck von berall im Haus (oder auch Internet/Smartphone) anschauen

kann.3D-Drucker "Green Monster"Links die Stromversorgung, ein Schaltnetzteil mit 12 V/30 A, in der Mitte die Schrittmotorsteuerung (Arduino

Mega2560 & aufgestecktem Ramps 1.4) und daneben zur Gertesteuerung der Raspberry Pi mit Debian-Linux.

3D-Drucker "Green Monster"In der Mitte der Extruder, der ber einen Getriebeschrittmotor den Kunststoffdraht (Filament) frdert und

gefhrt von vier Linearlagern und einem Riemenantrieb (Format MXL) seitlich verfahren wird.3D-Drucker "Green Monster"

Detailaufnahme des "Hotend" mit der verschraubten Dse (0,3 mm Durchmesser), durch die dann das erhitzteund geschmolzene Filament durchgedrckt wird. Durch den Lfter rechts wird der heie Kunststoff nach dem

Auftragen sofort durch khlen Luftstrom auf der unteren Schicht erhrtet.3D-Drucker "Green Monster"Man sieht hier die Filamenteinfhrung in den Extruder und das Gegenlager, das den Kunststoffdraht an die

Fhrungswelle des Frderantriebs drckt.3D-Drucker "Green Monster"

Als Steuerungssoftware verwende ich Printrun/Pronterface auf Debian-Linux. Hier drber lade ich die zudruckenden Modelle und konfiguriere die Druckparameter (Temperaturen, Geschwindigkeiten, Qualitten,

Materialfllgrade).3D-Drucker "Green Monster"Die Gesamtansicht des Druckers mit dem seitlich angebrachten LCD-Monitor, der ber einen HDMI/VGA-

Wandler am RPI angeschlossen wird. Herausgefhrt werden noch USB-Anschlsse (Maus, Tastatur,

Speicherstick, WLA usw.) ber einen aktiven USB-Hub. Die Schalter : Links Hauptschalter, 2. v. l. ist Licht,dann der rote Not-Aus (schaltet alles ab) und ein kleiner Reset-Button, der den Arduino im Fehlerfall sofort

stoppt.

Die ersten Teile sind da

Nach und nach kamen die ersten Kaufteile an, die ich nach und nach verbauen konnte. Der

Aluminiumgrundrahmen stand als erstes. Danach konnte ich die Fhrungen und selbstgebauten Halterungen

verbinden. Da es ein geschlossenes Gehuse werden sollte, habe ich mir im Baumarkt passende Platten ausMDF zusgen lassen und danach lackiert in der Standardfarbe, in der meine smtlichen selbstgebauten

Maschinen bis jetzt und zuknftig lackiert werden: RAL 6018, Typ ganz fieses Grn.

Die Elektronik wurde eingebaut und verkabelt, Bedienelemente eingesetzt und die Firmware in die Steuerungkopiert. Ursprnglich sollte der Drucker ber USB mit einem PC oder Laptop gesteuert werden, aber

irgendwann hat mich der Ehrgeiz gepackt, noch mehr Funktionalitt in das Gert zu bekommen. Daher habe

ich zur autarken Steuerung einen Raspberry Pi mit Debian-Linux (und angeschlossenem LCD-Bildschirm vom

Schrott) hinzugefgt, der nun seine Druckdaten ber mein Heimnetzwerk bezieht und auch komplett



ferngesteuert werden kann. Dort ist auch eine Webcam angeschlossen, mit der ich per Livestream den

Druckvorgang von berall verfolgen kann.

3D-Drucker "Green Monster" - erste Druckversuche

Der Drucker ist fertig

Nach zirka 4 Wochen stand der Drucker zu 90 %, weitere 6 Wochen habe ich fr nderungen,

Optimierungen und Konfiguration bentigt. Fast seit dem ersten Druck kommen die Teile in besserer Qualitt

zustande, als ich es zu Anfang gehofft habe. Die Druckteile knnen es sicher mit Teilen aus diversen

kommerziellen Druckern aufnehmen. Durch den sehr groen Druckraum kann ich auch Teile im Stck

drucken, die man sonst aus Einzelteilen zusammensetzen msste. Bis heute drucke ich Teile oft auch fr

Vereinskollegen und Freunde, aber auch fr interessierte Besucher im Verein oder ber meine Homepage

www.pixelklecks.de.

3D-Drucker "Green Monster" - erste Druckergebnisse

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3D Printer - erste Druckversuche



Technische Daten:

Abmessungen: 560 x 560 x 670 mm

Druckraum: 280 x 280 x 320 mm

Min. Schichthhe: 0,1 mm

Gewicht: ca. 25 kg

Bauelemente:

Aluminiumprofile 40 x 40 mm, Slot 8

Linearlager 16 mm

Fhrungen: Silberstahlwellen, 16 mm

Z-Achse: 2x Gewindestangen M8

X/Y-Achse: Riemenantrieb MXL

4x Schrittmotoren Nema 17

Netzteil: 12 V, 30 A

Motorsteuerung: Ramps 1.4 x Arduino 2560

Gertesteuerung: Raspberry Pi, Debian, Printrun/Pronterface

Extruder: Nano-Extruder PG35L, Hotend Geeksbase, 0,4 mm Dse

Filament: 3 mm PLA

Kosten:

Mechanikteile: 150 Euro

Elektronik & Motoren: 240 Euro

MDF, Dibond: 30 EuroFarbe, Schrauben, Kabel, Schalter, Kleinkram: 70 Euro

(Bildschirm, Webcam, Raspberry waren schon vorhanden)

Zeitrahmen:

Sicherlich mehr als 250 Arbeitsstunden, die aber unglaublich schnell vergehen

0:00 / 0:58

3D-Printer - Erste Druckergebnisse



Hinweis fr alle Bastler:

Wenn auch Sie ein kreatives Projekt entwickelt haben, schreiben Sie uns. Wir wrden Ihre Konstruktionen,

ntzlich oder einfach nur schrg, gern im neuen PC-WELT-Hacks-Bereich auf www.pcwelt.de vorstellen.Schreiben Sie an Birgit Gtz - [email protected].

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