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Testbericht Mendelparts ORCA 0.43

Druckversion

Anm. d. Red.: Alle Abbildungen sind mit einer "Bildunterschrift" per Tooltip versehen. Wer also den Mauscursor darüber hält, bekommt jeweils eine Beschreibung. Außerdem sind sie natürlich wie üblich durch Anklicken vergrößerbar.

Auswahl, Bestellung und Lieferung des Druckers

Bei der Auswahl des Druckers hilft ein Besuch im Hackerspace! Die Entscheidung ist schnell getroffen, wichtigste Kriterien: Gut drucken soll der 3D-Drucker, dafür durfte er auch ein paar zusätzliche Teile enthalten, die nicht der reinen RepRap-Philosophie des druckbaren Druckers entsprechen. Aber was macht man, wenn die bestellten Teile für den ORCA0.43 + PLA-Filamente nicht geliefert werden? Das Thema hat sich zum Glück komplett in Wohlgefallen aufgelöst: Man muss nur einmal Camiel Gubbels ans Telefon bekommen, was ein kleines Kunststück darstellt und leider einer Eskalation bei Paypal bedurfte, aber danach ist man überzeugt, der Junge meint es ehrlich, der Laden brummt und er kommt nur einfach nicht mehr hinterher. Kommunikation ist wichtig für kleine Firmen. Ich kaufe gerne von kleinen Unternehmen, verzichte auf schallende Namen und freue mich über die gleiche oder bessere Qualität zu kleineren Preisen. Irgendwie hat man es gelernt, als Ingenieur auf Qualität zu achten, also auf Eigenschaften, nicht auf Namen, aber dafür möchte ich auch mit den Anbietern reden können. Das erst schafft das notwendige Vertrauen. Es klemmt hin und wieder in der Lieferkette und die Sachen sind naturgemäß um Weihnachten herum schneller bestellt als geliefert. Wahrscheinlich wird das in Zukunft besser werden. Zuletzt hat Camiel die Teile einfach geschickt und ich habe nachträglich auf Rechnung bezahlt, die klassische Umkehrung der Vertrauenskette. Am Ende ging alles gut. Und ja, ich wäre auch bis nach Eindhoven gefahren, um die Teile zu holen. Vielleicht mache ich das noch mal, einfach so, um mir das kleine, aber schnell wachsende Unternehmen mendelparts anzusehen und Camiel kennen zu lernen.

Wo ist die Anleitung?

FULL_Orca-030-assembly-manualGewohnt, nach Bauplänen zu suchen, habe ich nur die 13 Versionen älteren, unvollständigen technischen Zeichnungen entdeckt. Das Ganze erschien wie ein unlösbares 3D-Puzzle. Eine Kiste voll Schrauben ist das und keine Ahnung, wo die alle hin gehören. Die Teile haben sich zum Teil stark (allerdings zum besseren) verändert: Extruder inzwischen mit Getriebe, bessere Führungen mit Kugelumlauf-Büchsen und Spindeltriebe mit hochwertigem Trapezgewinde, statt den ungenauen, krummen Gewindestangen aus dem Baumarkt. Das gibt es nur selten und es ist das Fundament für eine hohe Auflösung des Druckers. Cri hat mir dann gezeigt, dass es anderswo auf der mendelparts Seite eine bebilderte Anleitung gibt. Die brennenden Fragen nach den Zahnriemen klärten sich dann schnell: Zweie bleiben unversehrt und werden mit Andruckrollen gespannt, einer muss aber doch gekürzt werden wie bei den meisten anderen RepRap-Druckern.

Mit Unterlegscheibe oder doch besser ohne?

Das ist eine Geschichte wie aus der Zeit der Dampfmaschinen und dem Beginn der industriellen Revolution, inzwischen schon wieder verschüttetes Wissen: Sichert man den Zahnriemen mit einer Unterlegscheibe, läuft er dagegen und der Drucker ruckelt. Der Riemen sucht sich immer von selbst die größte Zugspannung, d.h. wenn das einigermaßen justiert ist, läuft er niemals vom Kugellager runter.

Der Y-Schlitten - noch ganz am Anfang Besonderheit des Mendelparts Orca sind die lasergeschnittenen Profile Was macht man mit dem Zahnriemen, der ist zu lang

Warum ist der Extruder geteilt in zwei Messingrohre?

Wäre er es nicht, könnte man niemals so einen großen Temperaturunterschied mit geringem Leistungsbedarf aufrecht erhalten. Ein Extruder ist ein Ding, das oben kalt und unten heiß ist, ich verwende übrigens 220°C für PLA-Kunststoff am Extruder und 70°C für die Bodenplatte. PEEK heißt der Kunststoff, der in der Mitte des geteilten Extruder durch thermische Isolation das kleine Wunder vollbringt, der obere Teil Messingrohr ist per Lüfter gekühlt, der untere Teil Messingrohr mit Düse per Widerstand erhitzt. Der Rest ist Kontinuitätsgleichung: Was oben reingeht muss im Mittel auch unten wieder rauskommen, dafür sorgt schon der Druck. Da das Material mit 1.75mm Durchmesser hineingeht und unten mit 0.18mm Durchmesser herauskommt, fließt es unten fast 10x so schnell, drum muss man oben auch nur entsprechend langsam hinterher schieben, die Begründung für das Getriebe, das selbst aus gedruckten Zahnrädern besteht.

Extruderschlitten (X-Achse) von hinten - Schrittmotor und Lüfter Extruderschlitten von unten mit Kugelumlaufbüchsen Extruderschlitten von vorne Extruder, zweigeteilt wegen der großen Temperaturdifferenz

Aufspielen der Firmware für den Drucker

Der verflixte Spurious Error im Arduino C-Code: Weshalb sind da so viele unbekannte Zeichen drin? Die Antwort ist weniger naheliegend. Für mich war Windows Vista eine Abkürzung: Virus Inside, Switch To Apple. Die Software habe ich auf einem Mac geladen und entpackt, auf einen USB-Stick gezogen und versucht, auf dem Zielrechner unter Windows XP zu compilieren. Professor Google wusste die Antwort: OSX entpackt nicht nur, für Klartext wie C-Code ersetzt es auch die Zeichensatz-Tabellen. Man darf also erst unter XP entpacken.

Welche Programme für Entwurf, Slicen und Druckersteuerung?

Entwurf in 3D-SCAD oder der Programmiersprache Processing, Export eines Volumenmodells (*.stl), Slicen mit Skeinforge, das ist die Beschreibung des Volumens als Pfad, den der Extruder abfahren kann (*.gco), Ausgabe des Pfades an den Drucker mit Pronterface und schließlich die Betriebssoftware im Drucker selbst. Die ersten drei Komponenten sind in Python geschrieben (Processing basiert auf Java) und der Arduino mit 8-Bit AVR Prozessor in der Druckersteuerung wird in C/C++ beschrieben.

Ansteuerung mit selbstgebautem Motorcontroller, noch ohne PC Selten gezeigt, aber interessant - die Z-Achse, hier wird der Zahnriemen mit einer Walze gespannt Extruder und Blick auf die freigelegte Zahnwalze, sie greift das Filament

 

Windows XP spart Energie - um jeden Preis

Kommen keine Benutzereingaben, kann man den Rechner ja schlafen legen, der Drucker bleibt heiß mitten im Material stehen, süße, wohl bekannte Düfte (nach verbranntem Plastik) streifen ahnungsvoll das Land. Gut, die Hütte ist nicht abgebrannt, aber schön ist das nicht, die Teile sind halbfertig und Ausschuss. Schnell die Energiespar-Einstellungen geändert und beim nächsten Hochfahren schon wieder vergessen: Windows ist renitent, wenn es ums Energiesparen geht. Man merke: Atomkraftwerke nie mit Windows betreiben, dann das funktioniert nach dem Motto: Wenn keine Benutzereingaben mehr kommen, kann man die Steuerung ja abschalten.

Lange Nacht

Es ist die "Lange Nacht der Museen" mit einem Stand im Physikalischen Verein: War selbst erstaunt, was der 3D-Drucker für einen Hype auslöst. Es ist viel schwieriger, den Leuten etwas über das Universum zu erzählen oder ihnen zu sagen, was das verwaschene Fleckchen ist, das sie im Okular sehen. Da trägt nur die Begeisterung des Vortragenden und der Reiz, das erste mal durch ein Fernrohr zu blicken. Der Drucker ist dagegen greifbar nah und die Vitrine verstärkt den Effekt noch, die Kleinen drücken sich die Nase daran platt, Schulklassen beschließen den Bau eines 3D-Druckers zum nächsten Projekt zu machen, angehende Architekten träumen davon, Fassaden in 3D auszugeben, statt von Hand in Holz zu sägen. Mädels lieben die filigranen Becher und Jungs sind fasziniert von den Zahnrädern. Fast jeder und jede hat schon etwas gelesen oder Berichte gesehen über 3D-Drucker, aber aus nächster Nähe kennt sie fast niemand.

Einfädeln des Extruders auf der X-Achse Verkabeln und fertig Erste Druckversuche, Vorsicht mit den Energiespareinstellungen!

Wofür kann man das gebrauchen?

Die Frage nach dem astronomischen Hintergrund konnte ich damit beantworten, dass meine feste Polwiege in ABS gedruckt, viel leichter ist als der schwere Schwenk-Neigekopf, der unter Last seine Position nicht hält und viel zu schwer ist für Fluggepäck, schließlich gibt es da prohibitiv teure Übergepäck-Preise, die den Preis eines Flugtickets schnell übersteigen. Auch das Argument, dass mein Astro-Gepäck für den Preis eigentlich auch einen Liegesitz in der 1. Klasse mitsamt dem besseren Essen bekommen müsste, zieht nicht. So wurde für mich die Astrofotografie auf Fernreisen mit längeren Brennweiten und Öffnungen erst durch die selbstgebaute, leichte ABS-Polwiege ermöglicht, die seinerzeit auf einer Alphacam-Maschine entstand, ungefähr zu Preisen, die mit dem Übergepäck vergleichbar sind. Aber die Preise für Material und Drucker purzeln, die Technik wird bezahlbar, die Kartuschen-Preise der professionellen Anbieter werden bedeutungslos, wenn man den Drucker selber baut und PLA- oder ABS-Filamente direkt zum Rohstoff werden. Das ist vergleichbar mit dem Geschehen im Tintendrucker-Markt, wo Kartuschen inzwischen mit Microchips gesichert werden, damit sie nicht nachgefüllt werden können. Es kommt noch besser: Die Teile aus dem selbstgebauten Drucker sind genauer und sehen besser aus als die aus der professionellen Maschine, die das 20-fache gekostet hat.

Was kommt nach dem Hype?

Es sind die Dinge, die es noch nicht gibt, aber die vorstellbar sind, die den Hype beflügeln. Die Seite Thingiverse.com, das Universum der Dinge, mit der Möglichkeit, freie Designs zu nutzen, ist ein echter Treiber des Geschehens. Hier laden erfahrene Anwender freie Designs hoch, die dann von allen genutzt, modifiziert und verbessert werden können. Drei Dinge werden den Hype in den nächsten Jahren wieder abschwächen und genau hier müssen für einen langfristigen Erfolg der Technologie noch Lösungen gefunden werden: 1) So ein Drucker ist unsagbar langsam 2) Er druckt immer nur Plastik 3) Was es noch nicht gibt, muss man selber konstruieren, das ist nicht jedermanns Sache. Vermutlich werden wir in allen drei Punkten gute Lösungen sehen.

Fazit - Ein schönes, preiswertes und sauber druckendes Gerät, der Mendelparts Orca 0.43

Polwiege

Ich zitiere mal Jochen aus dem Forum:

 

Wer sich nun fragt, was eine "Polwiege" ist und wieso man eine schwere nehmen oder eine leichte drucken muß, dem sei hier eine kleine Erläuterung gegeben: So ein Teleskop muß ja - im Normalfall - so ausgerichtet werden, daß eine Achse - eben die Polachse oder auch Stundenachse genannt - genau zum Himmelspol zeigt, der auf der Nordhalbkugel in der Nähe des Polarsterns zu finden ist und auf der Südhalbkugel leider keinen prominenten und leuchtkräftigen Stern zum Nachbarn hat (Die Justierung wird heute durch Schablonen stark erleichtert, die man im Strahlengang anbringt und mit denen man das Teleskop dann nur so justieren muß, daß die Sterne in Polnähe genau durch die in ihnen enthaltenen Löcher durchgucken).

Jetzt kommt das Problem, daß je nach geographischer Breite der Winkel dieser Achse zum Horizont verschieden sein muß. Also nimmt man entweder eine im Winkel einstellbare Einrichtung - eben die genannte Polwiege - oder man konstruiert und druckt sich für jeden Breitengrad, den man besuchen möchte, eine eigene und das ist genau das, was Sighard getan hat.