Montag, 25. November 2013

Modifizierte Kamera für OctoPi

Die hier beschriebene Modifikation an meinem 3D Drucker benötigte einen längeren Vorlauf. Es geht um die Kamera am Raspberry Pi. Genauer um die Brennweite der Linse. Der Hersteller hat die Kamera so gebaut, dass ab einem Abstand von ca. 48cm die Bilder scharf sind. Dieser Abstand ist an meinem Drucker viel zu groß.


Um die Brennweite der Linse zu ändern kann man entweder die verwendete Linse selbst auswechseln, oder eine zusätzliche Linse davor anbringen. Geeignete Linsen gibt es z.B. hier:


Diese Linsen gibt es in diversen Brennweiten - ich habe die OM3, OM4 und OM5 besorgt. Die Kamera selbst steckt in einem gedruckten Gehäuse. Ich musste das ursprüngliche Design




ein wenig ändern, damit die Linse eingebaut werden kann:



Der OpenSCAD-Code für die neue Gehäusefront sieht so aus:


/*
 Raspicam-Gehäuse mit Linse

 Quellen:

 http://www.thingiverse.com/thing:92208 (RaspiCam-Gehäuse)
 http://astromedia.eu/Material-fuer-Selbermacher/OPTI-Media-Acryglas-Linsen:::10_15.html (Acrylglas-Linsen 16,5mm)
 
*/

$linse_d=16.5;
$linse_h=3.6;
$loch_mitte_x=15;
$loch_mitte_y=12;

difference()
{
    gehause_linsenhalter();
    linse();
}

// Gehäuse + Linsenhalter

module gehause_linsenhalter() 
{
    gehaeuse();
    linsenhalter();
}

module gehaeuse() 
{
   import("raspberri_pi_camera_case_front_v0.4.2.STL");
}

module linsenhalter() 
{
   difference() 
   {
      translate([$loch_mitte_x,$loch_mitte_y,-3])
      cylinder(h=$linse_h + 3,r=$linse_d / 2 + 2);
      translate([$loch_mitte_x,$loch_mitte_y, -4])
      cylinder(h=$linse_h + 5,r=$linse_d / 2 - 2);
   }

}

module linse() 
{
   translate([$loch_mitte_x,$loch_mitte_y,-2])
   cylinder(h=$linse_h + 10.5,r=$linse_d / 2 + 0.2);
}

Heraus kommt diese modifizierte Front mit der Möglichkeit, eine Linse aufzunehmen:




Um die Kamera am Drucker zu fixieren, habe ich mir eine Schwanenhals-Halterung besorgt. Diese musste ich ebenfalls umbauen. Das Original hat am einen Ende einen Klinkenstecker:



Damit ist natürlich keinerlei Fixierung möglich. Am Raspberry Pi eingesteckt würde man auch noch den Sound-Ausgang verlieren - was in dieser Verwendung natürlich unerheblich ist. Den Klinkenstecker habe ich ausgebohrt und mit einer M3 Schraube ersetzt:



Damit lässt sich die Kamera wunderbar am Drucker befestigen:



Ich bin mit dem Ergebnis noch nicht zufrieden - aber es ist ein Anfang.

Dienstag, 12. November 2013

Wie genau ist so ein 3D Drucker?

Immer wieder werde ich gefragt, wie genau so ein Drucker arbeitet. Ich habe deshalb einmal die theoretischen Gegebenheiten zur Genauigkeit berechnet. Zunächst muss man den mechanischen Aufbau der Achsen berücksichtigen. Die X- und Y-Achse sind mechanisch identisch aufgebaut:

  • Der Schrittmotor treibt über ein Zahnrad mit 16 Zähnen einen Zahnriemen mit 2,5mm Zahnabstand.
  • Pro Schritt dreht sich die Motorachse um 1,8°
  • Mit der Treiberelektronik werden sog. Mikroschritte möglich. Damit erhält man 16 Mikroschritte pro Schritt




Damit kann man die Schritte pro mm ausrechnen:



Das wären dann 0,0125mm Bewegung in X- oder Y-Richtung bei einem Mikroschritt.

Der Aufbau der Z-Achse ist anders:

  • Der Schrittmotor ist direkt mit einer M6 Gewindestange verbunden.
  • Pro Umdrehung bekommt man 1mm Hub bei einem M6 Gewinde
  • Pro Schritt dreht sich die Motorachse um 1,8°
  • Mit der Treiberelektronik werden sog. Mikroschritte möglich. Damit erhält man 16 Mikroschritte pro Schritt

Damit kann man die Schritte pro mm ausrechnen:

Das wären dann 0,0003125mm Bewegung in Z-Richtung bei einem Mikroschritt.

Dienstag, 22. Oktober 2013

Auftragsarbeit

Heute musste mein Mendel90 für Andere arbeiten. Es wurden 2 Gehäuse für einen Raspberry Pi gewünscht. Ich nutzte die Gelegenheit auch gleich, um erstmalig 2 Objekte gleichzeitig zu drucken. Das Ergebnis sieht man hier:






Der Raspberry passt perfekt! Für das Gehäuse wurden 5,4m Filament (transparent) verbraucht. Der Druck dauerte fast 3h. Das zweite Gehäuse in "Buttercreme" druckt hier:

Freitag, 11. Oktober 2013

Ein zweites Hirn schadet nicht ...

Gestern habe ich meinem Mendel 90 ein zweites Hirn verpasst. Nachdem der Druck in der vorigen Nacht zufriedenstellend gelaufen ist, soll der Raspberry Pi nun einen festen Platz am Drucker bekommen.

Ich muss den Platz so wählen, dass die Kamera einen guten Blick auf das Druckbett bekommt. Leider ist jeweils der interessante Teil während dem Drucken vom Druckkopf verdeckt ...



Die rechte Seitenwand hat zufällig im genau richtigen Abstand zwei Schrauben, die prima in die Aufnahme vom Raspberry-Gehäuse passen.




Ein paar Augenblicke später war der Pi verdrahtet.


Als nächstes wird die Kamera fixiert.

10 Stunden und 33 Minuten / 30m Filament



Soeben ging die Bewährungsprobe für den Raspberry Pi mit Octoprint / OctoPi zu Ende. Nach 10 Stunden und 33 Minuten waren 30m Filament in "Glacial Blue" verdruckt.

Damit ist mein Mendel90 jetzt in der Lage, autonom zu drucken. Als nächstes muss ich eine gute Stelle für die PiCam suchen, so dass ich auch in der Lage bin, Zeitrafferfilme zu erstellen.

Heraus gekommen ist ein Dock für ein Nexus4 Smartphone.



Bei einem Preis von £0,35 pro Meter kommt das Teil auf €12,40 Materialkosten. Mal sehen, ob ich das als "Auftragsarbeit" für Werner bezahlt bekomme ...

Dienstag, 8. Oktober 2013

Wie lange hat der Zusammenbau gedauert?



Ich wurde mehrmals gefragt, wie lange man für den Zusammenbau des Druckers braucht. Ich habe das nun mal halbwegs überschlagen. In der Aufstellung sind aber sicher mehrere Stunden Abweichung möglich:

  • 2h Inventur aller Teile
  • 2h 4. X Idler Assembly, 5. X Motor Assembly (teilweise)
  • 6h 2. Frame Assembly, 3. Bed Fan Assembly, 5. X Motor Assembly (fertig), 6. Z Motor Assemblies
  • 6h 7. Z Axis Assembly, 8. Y idler assembly, 9. Y motor assembly, 10. Y Carriage Assembly, 12. Print bed assembly
  • 6h 13. Y Axis Assembly, 14. X Carriage Fan Assembly, 15. X Carriage Assembly, 16. Hot end assembly, 17. Extruder connection pcb assembly, 18. Extruder Motor Assembly, 19. Extruder Assembly, 20. X Axis Assembly
  • 2h Fehlerkorrekturen, 21. Spool holder assembly, 22. PSU assembly (teilweise)
  • 3h 22. PSU assembly (fertig), 23. Electronics Assembly (teilweise)
  • 2h 23. Electronics Assembly (fertig), 24. Software, 25. Testing
  • 4h 26. Calibration
Macht zusammen ca. 33h.

Samstag, 5. Oktober 2013

Mendel90 - Tag 10

Erfolge!

Heute habe ich das Druckbett vor dem Druck mit einer Lösung aus 30% Holzleim auf Polyvinylacetat-Basis und 70% Wasser mehrmals bei 60°C warmer Heizplatte eingestrichen.

Anschließend habe ich einen Testdruck mit dem vorbereitetem Profil für PLA mit einer Schichtdicke von 0,3mm gedruckt. Ein perfektes Ergebnis:

Dieses Teil in grün ist mir beim Zusammenbauen des Druckers gebrochen


Im Moment drucke ich die drei Teile einer Trickschraube:



Die Macht in diesem Drucker steckt: