ultiNurmi II - Ein low-cost/high-quality 3D-Drucker mit modular austauschbaren Köpfen im Eigenbau


3D-rendered model of ultinurmi2

Warum ein neuer Drucker?

Aufgrund des zu schwachen und kleinen ultinurmi I, wurde dieser Drucker komplett überarbeitet.

Verbesserungen gegenüber der ersten Version

  • Gehäuse aus Aluminium. Vorher wurde Holz verwendet.
  • Direkter x/y-Achsen-Antrieb (Motoren nach aussen verlegt)
  • Höhenantrieb erfolgt über drei Trapetzspindeln
  • Druckdimension wurde vergrössert.
  • Standard PC-Netzteil wird verbaut
  • Elektronik bekommt eigenes Fach

Was kam neu dazu?

  • Vacuum-Tisch als Druckbett
  • Modular austauschbare Druckköpfe
  • Schokoextruder
  • Dispenser für zähe Pasten (Vacc Dispenser)
  • Dispenser mit Sprintzenaufnahme in der Standardform 1ml, 10ml
  • Cam-Modul zum Ausrichten des Druckkopfes (positioniert am Bett)
  • Cam-Modul zum Ausrichten des Werkstückes (positioniert am Kopf)
  • Pick & Place Modul für gegurtete SMD-Bauteile inkl. Vacc
Die Hauptänderung zum UltiMaker ist das Bauvolumen:
Der druckbare Bereich wurde auf 400 x 300 x 300mm erweitert. XY-Schlitten sind zu lasten der Druckgeschwindigkeit etwas massiver ausgeführt. Dadurch sind nun Ausdrucke im Din A3-Format möglich.
assembled frame in openscad Der komplette Schnittplan (und somit das 3D-Modell) des Druckers sind im openscad modelliert worden. Somit ist der gesamte Schnittplan aller Laserteile exportierbar. Ein Makro exportiert zusätzlich die Stückliste (BOM) des Druckers.
Dadurch, dass Ansicht vor der Fertigstellung im 3D-Programm begutachtet werden konnte, ließen sich einige bautechnische Problemchen schon vor dem Aufbau durch re-Design lösen.

Direkter XY-Achsenantrieb

Beim alten Modell wurden über einen Zahnriemen die Wellen angetrieben. Dieser treibt mittels Coupler die Wellen direkt an.
Das reduziert Ungenauigkeiten, die Wellen sind leichtgängiger und können mit schnelleren Beschleunigungen betrieben werden.
Die Lautstärke der Schrittmotoren hällt sich auch in Grenzen.

Bed-Mechanik über drei Spindeln

Das Druckbett wird mit zus&quml;tzlichen Gleitführungen, mittels drei Trapezgewindespindeln hoch gehalten.
Die Spindeln sind an der Unterseite, mechanisch durch einen Zahnriemen miteinander verbunden.
Verbesserung zum Vorgänger wirkt sich in einem stabileren Druckbett aus. Das Bett kann nun auch zum Fräsen oder Bohren verwendet werden.

Netzteil / Elektronik

Netzteil - Stromversorgung Ein umgebautes standard Server-Netzteil versorgt die Elektronik, alle Sensoren, die Heizungen für das Bett/Extruder und Schrittmotoren.
Im Sockelbereich ist genug Platz für ein zweites Netzgerät, falls für externe Köpfe die Stromzufuhr nicht ausreicht.

Vakuumtisch

Das Druckbett wurde aus doppeltem Alublech ausgeführt. Die obere Schicht ist 6mm dick und mit kleinen Löchern versehen, durch die angesaugt werden kann.
Entweder man legt eine Folie auf das Druckbett, stellt den Sauger an und druckt drauf. Nachdem das Werkstück fertig gedruckt ist, stellt man den Unterdruck ab und nimmt die Folie mitsamt dem Druckteil vom Drucktisch.
Ebenfalls kann durch diese "Vakuum-Klemmvorrichtung" direkt auf Papier/Folie gedruckt werden. Der Drucker wird somit zum Plotter.

Cam-Modul

Falls auf Folie/Papier geplottet/gedruckt wird, kann über Marken, die Ausrichtung des Trägers eingelesen werden.
Insgesamt werden zwei Kamerasysteme im ultiNurmiII verbaut.
Eine befindet sich auf dem Kopf und macht somit alle Bewegungen der XY-Richtung mit. Sie wird zum Vermessen und Ausrichten des Bedruckstoffes verwendet.
Die zweite Kamera befindet sich im hinteren Teil des Druckbettes und wird zum Werkzeug vermessen genutzt. (Spritzenausrichtung beim Pastendruck, Bauteilausrichtung beim Pick'n'Place, etc.)

Pick'n'Placer

Der Drucker soll künftig auch zum Bestücken von elektronischen Bauteilen verwendet werden können.
Interessante Tape Feeder sollen hier verwendet werden.

check button Falls Du ein auszudruckendes Modell für den ultiNurmiII hast,
kann das Modell auf der Testseite auf Gültigkeit geprüft werden.

3D Print

Ich persönlich verwende zum erstellen der 3D-Modelle das Tool openscad, da ich eher der Programmierer bin. Parameterbezogene Modelle sind relativ einfach erstellt und können dann schnell und präzise abgeändert werden. (z.B. Zahnräder, Propeller ...)


Logbuch

Zum Logbuch des ultiNurmiII

Im Logbuch sind alle Tätigkeiten der einzelnen Bauphasen eingetragen. In diesem ist auch der tatsächliche Arbeitsaufwand ersichtlich.
Bau-/Planungsbeginn war Mai 2015.

Kosten

Alle Bezugsquellen über Rohmaterial bis zu den Schrauben und Preise finden sich auf dieser "Einkaufsliste"

Die Stückliste: sieht so aus.

Bildergalerie

Die Kontruktion des ultiNurmiII wurde vollständig im openscad ausgefürt. Damit ist der gesamte Drucker komplett parametrierbar.
Der Aufbau als Blaupausen ist hier mit Bildern dokumentiert.


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