Überarbeiten der Z-Achse: Problemherd Wobbling

[harry89]

Hallo zusammen,

momentan stehe ich vor dem kleinen Problem, dass Wobbling bei Gewindestangen mit Kupplung die wohl beste Wahl für die Z-Achse ist, so wie wir sie haben. der CTC besitzt einen Stepper mit fester Gewindewelle, wodurch keine Kupplung zum Einsatz kommt und es so zu Spannungen und Ausschlägen kommt.

Situation:
Die Z-Achse wird mit Stabilisiator und Kugellager am oberen Ende fixiert. Die Ausschläge werden vermieten. Nun treten jedoch durch eine Spannung in der Drehung der Welle Verformungen auf, welche sich durch zentrale Ausschläge auswirken. Es wurden die Halterungen für die linearführung der Z-Achse bereits ausgetauscht.

Pro / Cons der Stabilisation:
Eine fixierte Z-Achse kann bei aktueller Lagerung zu stark fixiert werden und es kommt im Mittelpunkt der Welle (Gewindestange) zu Verbiegungen. Es zeigte sich, dass dies sowohl positiv ausfallen kann und existierendes Wobbling abschwächt, als auch negativ und leichtes Wobbling sogar verschlimmert. Eine leichte Fixierung bietet hier die Zwischenlösung, was das Erweitern des Loches für das Kugellager erfordert.

Wobbling:
Dieser Druckfehler ist klassisch für eine ausschlagende oder eiernde Z-Achse wodurch im Druckobjekt horizontale Wellen entstehen, welche zu einer Riffelung im Verlauf der Z-Achse führen.
Dieses Wobbling kann stark und schwach ausgeprägt sein und die Frequenz der Wellen ist ein Indiz für die Ursache. Ausgeprägtes Wobbling mit starker Riffelung resultiert aus einer ausschlagenden Welle der Z-Achse. Hohe Frequenz sorgt für ein eierndes schlagen der Welle am Schrittmotor.

Es gilt also beides zu beachten: Die Frequenz der wellen und die Ausprägung der Ausschläge (Amplitude)

Konzept:
In einem neuen Konzept des Druckergehäuses will ich eine neue Z-Achse verbauen, welches sowohl auf bessere Qualität setzt und außerdem auf eine gefederte Kupplung, welche die Welle mit der eigentlichen Gewindestange verbindet. Dies benötigt mehr Platz als die aktuelle Lösung, ist aber langfristig wartungsarmer sowie besser gefedert und behebt das eiern der Welle. Erst dann ist eine Fixierung am anderen Ende entsprechend effektiv und behebt das Wobbling ausreichend.

Der ProtosV2 von GermanRepRap setzt ebenfalls auf diese Kupplungen:
http://www.conrad.com/medias/global/ce/8000_8999/8600/8630/8631/1008282_RB_00_FB.EPS_400.jpg​

Die Z-Achse soll dann direkt in ein Modul des oberen Gehäuserahmens eingebettet werden, wodurch auch eine Stabilisierung direkt inklusive ist. Außerdem ist in Überlegung den Z-Stepper oben zu montieren, was die Z-Achsenbelastung für kleinere Objekte reduziert. Überwiegend drucken die meisten eher flache oder Sitz zulaufende Objekte.

 

[harry89]

Btw. die verlinkten bilder im Anhang sind meine neusten Ergebnisse und das ist echt Stöhnen auf hohen Niveau :-D Hatte schon viiiiiell Schlimmere Ergebnisse.

 

[paradroid]

Diese Kupplungen sind zwar gegenüber zum Original CTC eine Verbesserung, aber warum nicht gleich eine Spinnen Kupplung?

Das Kernproblem ist m.E. eine total unwuchtige Spindel und eine versetzte Flucht (also schlecht justiert).

 

[harry89]

No Title

Spinnen Kupplung ist def. mal ein versuch wert. Habe ja jetzt die mal den Z-Stabilisator entfernt, nachdem die Z-Wellen nur breiter wurden und hatte hofft mit langsamen drucken eigentlich die Z-Wellen (Wobbling) zunächst zu beseitigen. tja... das ganze hat wohl nicht geklappt.

• Hier mal Testkörper mit je 0.8mm Wandstärke und 5cm hoch. Habe 3 Stück davon gleichzeitig mit etwas versatz und 90° Drehunh hedruckt... die Wellen sind einfach nervig.
• Dazu mal von einer Halo 4 M6H Replica den Lauf ausgedruckt. die obere ist mit Stabilisator und die untere ohne... die Frequenz ist deutlich erhöht.

Weiß echt nicht was ich da sonst noch machen soll... dieser ganze Drucker ist einfach so anfällig auf der Z-Achse.
Ich werde mir def. ein neues Gehäuse basteln und vermutlich die ganze Z-Achse überarbeiten. Hoffentlich kann ich die Elektronik wenigstens komplett übernehmen. Soweit möglich möchte ich gerne dieses Design umsetzen oder etwas in der Form. Das ganze wird natürlich vorher in CAD gebastelt. Die H-Bot funktion der 2 Riemen für X und Y wird nicht zwangsläufig umgesetzt.
http://www.openbuilds.com/builds/corexy-enclosed.1362/

 

[paradroid]

Vorsicht, das ist ein CoreXY. Ein H-Gantry ist ein anderes (wenn auch ähnliches) Konzept. CoreXY hat nur den Vorteil das sich die Kräfte im Gegensatz zu einem H-Belt aufheben.

Hier hast Du halt das Problem von Schwingenden Riemen, die sich auch unschön auswirken können. Schau mal ins Reprap Forum nach Projekte von Vincent und dann evtl. die anderen CoreXY. Da haben sie sich auch wg. Z-Wobble ausgelassen und welche Gegenmaßnahmen helfen.

Hab auch kurz überlegt die Hardware des CTC zu nutzen. Sailfish unterstützt das ja seit v7.7. Dann hab ich mich entschieden den CTC nur zu optimieren und einen eigenständigen Drucker zu bauen der auch halbwegs günstig vergrößerbar ist. Aber da wirds wohl eher auf Arduino Mega/Ramps rauslaufen, was aber günstig aus China zu beziehen ist. Und hier ist es auch nicht so teuer.

Dein Wobble ist aber schon heftig, so krass ist das hier nicht. Allerdings hab ich bei einem fast transparenten 1 Layer Cube ein Waben-Stepp-Muster im Material - vermutlich vom Antrieb.

 

[harry89]

No Title

Fürn Anfang habe ich mal ein FW neustart gemacht durch Werkseinstellungen. Das hat das Wobbling deutlich gebessert. Könnte daran gelegen haben, dass durch Geschwindigkeitsanpassenungen zu viel Rückartige Bewegungen dazu kamen oder sonst was.... Bin also wieder zurück zu den original Einstellungen, habe die Beschleunigung wieder runtergesetzt.

Trotzdem möchte ich ein neues System bauen und werd emich mal in CoreXY und H-Gantry einlesen. Bisher sieht es danach aus, dass CoreXY die technische Weiterentwicklung ist, aber werde da weiter lesen. Eigentlich möchte ich lieber handfeste Infos und weniger Forenbeiträge. Ähnlich wie ihr sind die zu subjektiv und von zu vielen Unbekannten abhängig.

Eine Frage hätte ich beiläufig aber noch ehe ich hier als nächstes dann Konzepte (CAD Zeichnungen) poste....

Auffällig ist seit neusten eine Art Naht zwischen den Anfangs- und Endpunkten eines jeden Umlaufes. Drucke gerade Justierwerkzeuge für die Z-Achse und dort ist dies auch so. Über die gesamte Z-Achse verläuft diese Naht. Sie ist nicht groß aber es sieht so aus, als ob der Endpunkt eines Umlaufes nicht mit dem Anfangspunkt übereinstimmt. Früher konnte man kaum den Anfangspunkt einer Layer ausmachen. Jetzt kann man das bestimmt sagen. Hat jemand einen Tipp woran das leigen könnte? JK Werte vielleicht was anpassen?


ps: hier habe ich durchs suchen mal einen Umbau eines Flashforges zum CoreXY gefunden.
https://m.flickr.com/#/photos/d-newman/16473775472/

Die Elektronik wurde wieder verwertet und ein paar Teile auch. Mir persönlich gefällt aber nicht der exogene Bau wodurch eine Verschalung nicht mehr geht. Aber es zeigt mir, dass es möglich ist.

 

[paradroid]

Soweit ich weiß haste die Naht mal mehr und mal weniger ausgeprägt. In neuen Slicern wird der Anfangspunkt rotiert, so das es sich verteilt und nicht mehr so auffällt.

Also jemand (Vincent), der seinen Bau von einem CoreXY (Sparkcube) im Forum dokumentiert (OpenSource) und dann 20 andere aufspringen und das auch dokumentieren - würd ich schon als handfeste Info werten - vor allem wenn auch harte Diskussionen stattfinden. Da trau ich eher Herstellerwebseiten und Herstellergebundenen (weil dort beschäftig) Forumuser, die permanent ihre proprietäre Hardware anpreisen, nicht ohne so weiteres.

http://the-sparklab.de/

 

[harry89]

Da hat muss ich dir echt recht geben und bis auf die Z-Achse gefällt mir der Sparkcube auch echt gut. ist eigentlich alles so gut durchgedacht wie ich mir das für den CTC gewünscht hätte.
Beispiel ist zb. das schnelle entfernen der Z-Achse aus dem Gehäuse ohne gleich den ganzen Drucker auseinander zu nehmen. Dann die Profilrahmen und die Platten als Abdeckung. Perfekt.

Einzig die Z-Achse :-D
Muss mich malw eiter einlesen um zu prüfen ob die Elektronik günstiger selbst zu beschaffen ist als 175€ Und ob man die Z-Achse an 3 Punkten hochschieben lassen kann mit Riehmen über alle 3 Punkte von einem Stepper aus.

 

[paradroid]

Ja, man kann die Kernelektronik (Arduino Mega, Ramps, Steppertreiber, Kabel und Display incl. Adapter) für 20~ rum bekommen. Dauert halt ne Weile (bis zu 6 Wochen) bis das rüberschippert und Garantie kannste auch vergessen. Aber für den Preis kauf ich mir das auch 2x und wenn ich genug gespielt habe und weiss was ich tue, kauf ich mir auch gerne das Original. http://www.aliexpress.com/item/3D-P...er-5pcs-DRV8825-Stepper-Motor/1948380631.html

Gibt auch noch Versionen mit Heizbett, aber die Taugen nur begrenzt, hab 2 hier und nachgemessen.

Ja, man kann die Z-Achse Riemengetrieben an mehreren Punkten von einem Stepper aus fahren (ist auch "sicherer" als mit 2 Stepper wg. Schrittverlusten). Reprapforum, Projekte, da gibts ein Riesending mit Doppelseitig riemengetriebener Z-Achse. Im übrigen, Kugelumlaufspindeln (10x500mm) gibts bei unseren kleinen Freunden auch für 24€ das Stück - wenn Dir das besser gefällt.

Die verschiedenen Messreihen von unterschiedlichen Leuten haben "belegt" das die Z-Genauigkeit fast unabhängig von der Beförderungsweise ist (wenn die M6 halbwegs gerade ist). Trapezgewindespindeln + Messingbuchse kostet ja auch nicht soviel. Auch hier gibt es einige Umbauten und selbst im Sparkcube Projekt hat Vincent eine Version mit Trapezgewindespindel hinterlegt.

 

[paradroid]

No Title

So sieht das bei mir aus mit dem "Wobble", 0,05mm Layer, ca 80mm Bildausschnitt: