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März 2017 - Zuerst noch mal einen Blick auf den 3D Drucker

Der Drucker-Bausatz
in 2 Etagen verpackt
die Spindeln und Schienen

Wie hier bereits teilweise beschrieben, das Teil - also der fertig zusammengebaute 3D-Drucker-Bausatz - ist ein Phänomen an Preis-Leistung und "Präzision".

Man sieht an diesem "Produkt", daß wir Deutsche (Europäer) und auch die Amerikaner es schwer haben werden, mit der Masse der dort geschulten Intelligenz Schritt zu halten.

Ich konnte jetzt 2 solcher chinesischen Bausätze im engsten Umfeld miterleben und beide waren nicht nur von der erstaunlich großen Anzahl der Einzelteile vollständig und dazu auch noch genau beschrieben.

Auch die Qualität der mitgelieferten Bauteile bzw. Ingredenzien für diesen Preis hervorragend. Auf dem mitgelieferten Steuercomputer ist modernste Technik (und Hardware) onboard integriert, also die inzwischen recht intelligenten Steuer-ICs für die vier mitgelieferten präzisen und recht starken Schrittmotoren.

Die Gehäuseteile sind aus 8mm dickem gefärbten Acrylglas, vermutlich mit "Wasser" per Hochdruck fertig zugeschnitten und montagefertig verpackt.
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Die hohe Genauigkeit ist bewundernswert

Schaun Sie oben mal auf die Spindelantriebe und die Führungsstangen sowie auf die Laufbuchsen. Auch die Endschalter sind Microswitches hoher Qualität. Bei den Zahnriemen der X- und der Y-Achse aus Gummi könnte man da noch etwas durch Glasfaser-Verstärkung verbessern. Netzteil und Prozessorplatine machen auch einen sehr guten Eindruck. Die Software hat bislang auch noch keine Macken gezeigt und die maximale Genauigkeit in allen 3 Achsen soll 0,1mm betragen.

Nach bisherigen Probe-"Drucken" scheint das sogar zu stimmen. Unsere Schablonen-Clones 3 und 4 zeugen davon, es ist erstaunlich genau.

Rudi hat aber im Gegensatz zu Piere (orange) und Bernd (weiß) eine andere Sorte Filament (Plastik) bestellt, nämlich "transparent".
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Die dreidimensionale CAD Software für die 3D Modelle

Das Objekt von allen Seiten zu betrachten

Um 3D Modelle als mathematische digitale Modelle zu erstellen, benötigt man ein modernes CAD Programm. Und davon gibt es mehrere. Vor allem, es gibt erstaunlich leistungsfähige Freeware, die "den Etablierten" das Leben ganz schön schwer macht.

Eines der Programme kann sehr sehr viel, ist aber sehr zeitaufwendig zu erlernen, das andere, Free-CAD, das Rudi ausprobiert hatte, tut genau das, das wir brauchen und ist mit deutlich geringerem Lernaufwand zu bedienen.

Das sogenannte Design- oder Konstruktions- programm Free-CAD - (Computer unterstütztes Design) - erzeugt und speichert seine Objekte in seinem eigenen "*.FCstd" Dateiformat.

Weiterhin kann dieses Free-CAD Designprogramm seine "Syntax" (also die mathematische Beschreibung des erstellten Objektes) in das gängige Standard "stl Format" exportieren. Dieses Format beschreibt das erstellte Objekt allgemeingültig mit einer riesigen Menge von "Dreiecken". (Wie das wiederum geht, ist hier nicht von Bedeutung.)
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Und jetzt soll das Objekt "gedruckt" werden

vom Original abgenommen

Bislang gibt es also das konstruierte "virtuelle" Objekt nur auf dem Bildschirm. Zum Drucken auf dem 3D-Drucker reicht das aber noch nicht. Man braucht noch einen "Übersetzer" (einen sogenannten sclicer), der das eigentliche Druckformat erzeugt.

Vergleichen Sie das mit einem super schönen (vorerst virtuellen) Brief in "Word" und dann den Ausdruck über einen speziellen Druckertreiber auf einen solchen angeschlossenen Drucker.

Das Programm CURA  ist solch ein "sclicer". CURA importiert das aus Free-CAD exportierte "stl"-Format und zeigt auf dem PC-Monitor das Objekt als Kontrolldarstellung an.
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Wozu braucht man CURA, den "slicer" ?

Unser importiertes Objekt

Ein 3D-Drucker ist eigentlich kein Drucker. Das mit dem Begriff "Drucker" ist aber abgeleitet von dem Prinzip des Tintenstrahldruckers. Ein 3D-Drucker ist eine "Plastikspritze", die aber sehr ähnlich zu dem Prinzip eines Tintenstrahldruckers arbeitet.

Der 3D-Drucker spritzt eine etwas dickere Plastikmasse (deutlich dicker als Tinte) auf das "Papier", aber dann spritzt er eine weitere Lage oben drauf und wieder eine Lage oben drauf und so weiter.

Er spritzt also Schichten von Plastik in ganz dünnen Ebenen übereinander. Und das bedeutet, für eine (neue) Ebene muß es unbedingt eine vorhergehende Ebene unten drunter geben. In die Luft spritzen kann der 3D-Drucker sinnvollerweise nicht.
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Der "slicer" untersucht also das gewünschte Objekt, ob es eine druckbare Ebenen-Konstellation gibt - also wie herum das zu druckende Objekt auf der Druckplatform ausgerichtet werden muß.

Dann gibt es für einen (jeden) 3D-Drucker sogenannte Druckparameter - also spezielle Werte für diesen speziellen 3D-Drucker (zum Beispiel die Abmessungen der Druckplatform) und diese Spezifikationen muß man vor dem Druck einstellen. Das ist sehr ähnlich zum Beispiel beim Fotodruck auf Glanzpapier oder auf Schreibmaschinenpapier oder auf einen Briefumschlag oder auf eine CD - jeweils mit dem gleichen Tintenstrahldrucker.

Der "slicer" convertiert dann das am Bildschirm angezeigte Objekt in hunderte oder tausende von Druckebenen. Vorher wird zum Beispiel auch noch die Dicke der Druckebene eingestellt, zum Beispiel 0,2mm oder 0,1mm - das ist wichtig für die Druckzeit und den Material-Verbrauch. Weiterhin ist die benötigte Druckpause für längere Leerfahrten bzw. Rückfahrten für den ziemlich heißen Extruder eingestellt, damit der Druckkopf bei komplexen Objekten keine Fäden zieht.

Der "slicer" erzeugt als Ergebnis die sogenannte Gcode Datei, die eigentliche (inzwischen fast genormte) Druckdatei, die ganz speziell für unser Objekt und diesen Drucker erstellt worden ist. Diese erzeugte ".gcode Datei" wird nun in eine micro-sd Karte kopiert und diese kleine Speicherkarte wird in den SD-Karten-Slot auf der Prozessorplatine des 3D-Drucker gesteckt.

In der Gcode Datei sind jetzt :
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  1. die Drucker spezifischen Parameter,
  2. die Objekt spezifischen Parameter und
  3. die verarbeitungsspezifischen Parameter

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enthalten.
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Und jetzt erst wird gedruckt.

Der Druckkopf muß an allen 4 Ecken absolut genau und gleich dicht über der (beheizten) Druckplatform justiert sein. Das ist ganz wichtig, sonst gehts schief.

Und jetzt beginnt ein faszinierendes Schauspiel,
dem Kinder (und Erwachsene) stundenlang zuschaun können. Der Druckkopf saust wie von Geisterhand magisch gesteuert über die Platform und spritzt Schicht für Schicht übereinander - minutenlang oder sogar stundenlang oder ganze Tage.
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Das Ergebnis - super

Das ist unser Clone Nummer 4, nach dem orangenen Clone von Pierre, dem weißen Clone von Bernd und unserem Versuch Nummer 3 mit (zu) scharfen Ecken und ohne die wichtigen Langlöcher.

Die Qualität des transparenten Filaments ist beeindruckend und die Festigkeit des Materials an den beiden bruchgefährdeten Bolzen ist enorm.
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12. Feb 2017 - Ich habe es probiert, es paßt saugend

Die Dateien werden in Kürze zur Verfügung gestellt

Die bei uns ausprobierten CAD Dateien werden in Kürze allen Interessenten zur Verfügung gestellt. Gerne helfen wir bei der lokalen Umsetzung und freuen uns über eine kleine Spende oder eine Zusammenarbeit bzw. Mithilfe zum Beispiel beim Scannen von raren fachbezogenen Dokumenten.
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