Kugelgelenke richtig drucken

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3KGButter

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Hallo liebes Forum,

ich möchte gerne nächstes Jahr für meine Schüler als Belohnung für das Absolvieren von verschiedenen Inhalten Teile für Actionfiguren bereitstellen (ähnliches Prinzip wie bei RPG´s in denen man sich Ausrüstung durch Aufleveln erspielt). Auf jeden Fall habe ich mich dafür entschieden auf ein ähnliches Modell von mir wie den Modibot von kidmenchano zurückzugreifen (Thingiverse - Modibot)

Egal wie ich aber nun die verschiedenen Teile positioniere oder mit Supports arbeite, die Kugelgelenke machen mir bei den FDM-Druckern arge Probleme.
Es werden einfach keine saubere Kugeln. Ich weiß, dass das so ziemlich das Schwerste ist was man einem 3D-Drucker abverlangen kann, aber vielleicht weis jemand von euch Abhilfe.

Ist nur ein Kugelgelenk an einem Körperteil, kann ich das evtl. nach oben stehend platzieren, dann gehts einigermaßen, aber auch nicht optimal. Am Schwierigsten ist der Körper mit vier Kugeln an jeder Seite (Kopf, Unterkörper, beide Schultern)

Zu den Bedingungen meinerseits (falls möglich):
  • wenig Nacharbeit (da es doch einige an Stückzahlen werden und ich auch noch anderes zu tun habe)
  • ich könnte die Kugeln mit der Stütze natürlich immer einzeln drucken und dann alles Kleben - aber gleicher Grund wie oben
  • möglichst saubere Oberfläche, was mit Supports wieder teilweise unschön wird

Wir haben folgende Drucker:

  • Prusa MK3S
  • Ender 3S1 (3x)
  • Ender 3


Anbei noch ein paar Bilder von meinen Fails, hier wird deutlicher was mein Problem ist.
 

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Digibike

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Je niedriger die Schichthöhe, desto größere Überhängewinkel können überwunden werden. Hierfür ist jedoch auch die Einstellungen an sich verantwortlich. Kühlung ist in so einem Bereich wichtig und auch ob von innen nach außen oder von außen nach innen gedruckt wird.
Ein einfacher Trick, wie du komplett dem ganzen entgehen kannst, wäre, wenn du, geht sogar direkt im PrusaSlicer, sofern du 2.6 hast, daß du einfach die Teile halbierst. Wenn du nun Zapfenlöcher einfügst, so brauchst nur noch "Zäpfchen" drucken, die rein geschoben werden. FDM-Drucker haben nur Richtung Schwerkraft Probleme mit Rundungen (Richtung Druckbett), aber nicht Richtung Himmel... Und, Support brauchst du dann auch nicht. Das wird die schnellest und einfachste Variante sein. Optimal eingestellt (Flow und Temperatur vor allem) kann der Drucker auch "zusammengebaut" drucken, was ich gern für bestimmte Sachen mache, aber das setzt, wie gesagt, akribisches austesten und Feinjustieren voraus - wenn ich an Grenzen gehe, kann ich dabei nicht schludern und dann Perfekte Ergebnisse erwarten... Da kommt es dann wirklich auf Details an. Zu kalt brösselts. Zu heiß, verbackt es bzw. "verläuft". Zuviel Kühlung, kommt Verzug mit rein...
Gruß, Digibike
 
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3KGButter

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Hallo,
Danke für die Antwort.
naja also kann ich nur durch Probieren feinjustieren.
Sollte ich dann mit den von dir genannten Einstellungen mal anfangen?
Also Kugeln ohne Supports drucken und evtl die Temperatur anpassen?
Geteilt hätte ich die nicht so gerne, da die Teile an sich schon sehr klein sind, dann wird es fiddelig.
 
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Digibike

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Da wird dann aber auch das Problem liegen...! Wenn die Teile so klein sind, muß extrem lang, auf extrem kleinen Radius die Kreisbahnen gezogen werden - mit welcher Düse überhaupt? Das Material ist heiß - welches überhaupt? PLA? PETG? ABS? - die Druckplatte strahlt hitze ab. Die Düse Strahlt Hitze ab. Die Verweildauer über den Kreisbahnen ist extrem lang. Das Material selber MUß Temperatur einbringen (es muß ja zumindest auf Pastösen Zustand erhitzt werden...). Das ganze hat Masse. Die Schwerkraft wirkt. Es kommt nicht mehr zur ausreichenden Abkühlung - gut für Layerhaftung untereinander, aber gaaaanz schlecht für die gewünschte Form...
Besserung wird schon bringen, wenn du 2 Teile gleichzeitig druckst. Auf die Weise ist der Drucker immer gezwungen, bei jedem Layer, die Kreisbahn zu verlassen - muß die ja auch bei dem anderen Teil drucken... Allerdings mußt du dann auch die Startpostion pro Layer, im Slicer festlegen! Ansonsten würde er nämlich, standardmäßig, versuchen, Bewegungen zu vermeiden...! Mit anderen Worten: Er druckt erst Layer 1 Teil 1 Kreisbahnen, dann Kreisbahnen Teil 2, dann Layer 2 Kreisbahnen Teil 2 und danach Kreisbahnen Teil 1. Das genau willst du aber nicht, weil dann bei jedem Layer ein Teil, abwechselnd, zu viel Temperatur abbekommt... Er soll immer erst, bei jedem Layer, mit Teil 1 anfangen und dann Teil 2 drucken...! Ich hoffe, du kannst nachvollziehen, was ich meine?
Bei meinen Prusas habe ich jeweils die MMU2s nachgerüstet. Allerdings erfordert etwas Optimierungen und Einarbeitung... Meine laufen mittlerweile selbst mit "weichen" Filamenten stabil und zuverlässig - ist aber eine Gewisse Aufwendung. Die MMU2s ist da etwas "experimentell" - mal sehen, wie das ganze nach dem Upgrade auf MMU3s und MK4 wird. Verspreche mir da einiges. Kam ja einiges von der Community - und wenn ich die Metallteile lese, scheint die Erkenntnis bei Prusa gereift, daß das Teil nur auf Kunststoff-Basis kaum dauerhaft zuverlässig läuft...
Aber warum erwähne ich das überhaupt? Nun, es gibt die Möglichkeit, Filamente zu wechseln. Eine "Schale" aus PVA und das Teil in die Schale drucken - genügt vollkommen, bis zu knapp der hälfte der Höhe und schon werden Rundungen Perfekt - allerdings werden Filamentwechsel bei jedem Layer, bis dahin, nötig. Dafür kann man aber auch höhere Layer verwenden - reduziert die Anzahl der Layer - da ja nicht mehr mit Überhängen gearbeitet wird. Am Schluß das Teil in Warmes, mit etwas Spülmittel zugesetztes, Wasser einlegen und die "Schale" löst sich auf.

Davon ab, müssen Flow, Geschwindigkeit (die hat Einfluß auf die tatsächliche Druck-Temperatur) und Temperatur sowie Kühlung/Kühlzeiten... Lüfter sind immer eine schlechtere alternative, da i.dr. keine gleichmäßige Rundumkühlung erreicht werden kann und es unter Umständen zu Luftverwirbelungen kommt. Nichts desto trotz hat der Bauteillüfter seine Berechtigung - man muß diesen Umstand nur halt immer im Hinterkopf behalten... ;-)

Gruß, Digibike
 
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3KGButter

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Danke Digibike,

du bist anscheinend sehr stark im Thema drin. Wir wollen tatsächlich den Prusa mit dem MMU3 aufrüsten, die Möglichkeit mit wasserablösbaren Stützstrukturen hatte ich auch schon im Auge. Ich brauche aber fast eine Lösung für die drei Ender3S1 für die "Massenproduktion".

Ich benutze die 0,4 Nozzle, Schichthöhe zum Testen war 0,16mm

Ich teste mit PLA, werde aber wohl auf PETG umsteigen wegen der besseren Schichthaftung und Zähigkeit, was der Haltbarkeit der Kugelpfannen gut tut, denke ich.

Ich hatte eh vor, wenn mal ein Bauteil läuft, die Druckplatte voll zu machen, dann hätte ich schon mal den Fall den du oben beschrieben hast. Allerdings habe ich bei deiner Beschreibung nicht verstanden, ob trotzdem eine Stützstruktur für die untere Hälfte der Kugeln nötig ist, ich denke ja schon?
Ich hatte hauptsächlich den Prusa Slicer benutzt, probiere gerade mit dem Cura Slicer rum, ob dieser Besserung bringt.
Das einzige was ich bemerkt habe ist, dass im Prusa Slicer der Ender 3S1 als Alpha oder Beta-Version mit den Einstellungen drin ist, die vom Slicer angegebenen Druckzeiten passen schon mal gar nicht, ob es noch andere Auswirkungen gibt weiß ich nicht.

Wo kann ich denn die Startpostion pro Layer festlegen?
Muss ich das im G-Code machen oder gibts da eine Einstellung?


Danke :)
 
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Digibike

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0,16 mm ist noch immer recht hoch - für die gewaltigen Winkel gegen halbkugelende. Versuche mal 0,1 oder 0,08 mm. Brauchst nicht das komplette Bauteil so drucken, sondern nur das letzte Drittel der unteren hälfte der "Kugel" - eben zur Mitte hin - und kräftig mit Lüfter, in dem Bereich arbeiten...! PETG bringt dir aber auch ein anderes Problem mit rein: Stringing ist damit fast nicht zu vermeiden - erst recht, wenn man mehrere Teile, pro Layer, druckt und somit er wechseln muß. Ist i.dr. kein großes Dilemma, weil ein Feuerzeug löst das Problem schnell (die Dünnen Fäden haben keine Masse, im Verhältnis zum Rest, und verbrennen gleich). Aber das nur als Vorwarnung. PVA hat auch seine Tücken - es gibt mittlerweile auch PVA, daß nur auf heißes Wasser reagiert - damit ist das Problem mit der Luftfeuchtigkeit beim Drucken nicht mehr so relevant - allerdings ist es teurer und bei PLA wird es unmöglich - die Auflösetemperatur ist höher als die, die PLA ab kann...
Wenn du die Z-Naht festlegst, die ja bei jedem Schichtwechsel entsteht, zwingst du Ihn ja, genau dort auch anzufangen... ;-)

Naja, schlage mich seit 2013 mit den Teilen rum - mehr oder minder erfolgreich... ;-)

Gruß, Digibike
 
D

Digibike

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Wegen dem Ender: Wenn Ihr öfter sowas habt, und keine Lust habt, die Supports dahin gehend zu optimieren, wäre vielleicht die Mosaic Palette interessant. Gestattet bis 8 Materialien und spliced den Filamentfarben für den Drucker im Prinzip vor dem Drucker entsprechend so. Das Ding ist komplett vom Drucker los gelöst, gibt es aber nur für 1,75 mm Filament - 2,85 mm ist zu störrisch und würde entsprechend zu große Radien bedingen, was das Gerät in den Dimensionen wohl zu sehr ausufern lassen würde...
Allerdings kostet es auch den Preis eines MK3s+... Also nicht erschrecken. Dafür interessiert es nicht, vor welchen Drucker du es gerade "Spannst". Die MMU wird ja mehr oder minder fest "verheiratet" und ist ausgelegt auf den MK3s+/MK4 mit der MMU3. Aufgrund des Verfahrens wird es auch schwierig werden, daß in einen anderen Drucker zu implementieren - schwierig, aber nicht unmöglich... Aber das Verhalten des Rammens, sowie einzug und Auswurf koordinieren und die Komunikation zwischen Drucker und MMU zu realisieren erfordert doch schon sehr tiefgreifende Kenntnisse in der Materie und in der Fähigkeit, FW zu modifizieren... Nicht wirklich was, um sowas zu realisieren - wobei die kosten natürlich deutlich geringer sind...

Gruß, Digibike
 

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