C3D - CAD & 3D printing training at Georgian Technical University Tiflis

In June 2018 a one week intensive CAD and 3D printing took place at the Georgian Technical University in Tiflis. The objective was, to harmonize the level of knowledge of the professors, graduate students, and students of the faculties of automatization, mechanical engineering, and computer science. New Mojo FDM 3D printers from Stratasys just arrived and they had to be set up, tested and first experienced gathered.

A warm and friendly welcome by the Georgian Technical University who prepared and organized the training perfectly.

The situation

CAD training specific for additive manufacturing technologies

Georgia is a small country with a population of around 2.5 million inhabitants living in the country. Its economy is mostly based on tourism and agriculture. The industrial sector is relatively small. The Automation faculty of the Georgia Technical University has some FDM 3D printer in use already, such as a Leapfrog and one XYZ Printing. Furthermore, there are Fablabs in Georgia who are equipped with 3D printers, laser cutters and other stuff that is useful in maker spaces. So there is quite some material and some expertise around. Also, the faculty of automation does have seminars on Arduino development.

Training: CAD for 3D printing

As for 3D software, Blender and AutoCAD are most predominant and known at the GTU. The usage of Open Source 3D printing solutions, such as Repetier, FreeCAD or OpenSCAD/OpenJSCAD was not common in the academic field, so part of the training consisted in demonstrating and explaining the benefits of those alternatives to commercial products to the students.

Some of the FDM printers of the automatization faculty

In the training lessons, a simple object was created in both FreeCAD, OpenSCAD, and OpenJSCAD in order to learn the differences between the various approaches. While the students did their training, 3D printing-specific design rules were discussed. Creating an object in 3D is one thing, but having it produced by additive manufacturing process for use in the real world a completely different challenge. Mechanical stress has to taken in consideration, especially in regard to the layered structure of FDM 3D prints, as well as the limitations of the 3D printing in general, may it be the precision or maximum resolution of small parts, or the need for support for certain object geometries. 

Unboxing and setting up of Stratasys Mojo printers.

The GTU is about to move into an all-new facility that is just being build and will be finished by the end of 2018.

In order to run classes with future students, that are supposed to get acquainted with 3D printing those Mojo printers were chosen but yet not unboxed nor installed. I requested some support from Stratasys to at least send me the installation files. But nothing of a help reached me before I left for Georgia. So all I had were some Youtube videos which I watched during my flight. OK, the printer is not very complicated, but I would have preferred to prepare my training and include the material in my presentation. Still, it worked out very well. If you have built several RepRap 3D printers like me, the Mojo printer one will not give you much of a headache.

Students and graduates in a practical lesson with Stratasys printers

The Stratasy Mojo printers are FDM devices, that promise ease of use, failsafe and beginner friendly. They do have a dual head system which is fixed to run with one material printhead and one printhead with support filament only (HIPS). Many details are designed to minimize potential errors and problems in the workflow. The 1.8 Kg filament comes in vacuum sealed bags that also include a printhead. So there is no printhead service to be expected. You change it all in one go. This makes the printer very entry level friendly but also limits the options that other 3D printers have. You can only use the printing material from the manufacturer and that means limited colors and materials (ABS). But for learning purpose this foolproof system is ideal. Anyone ever worked with self-build REPRAP systems knows how easily one can get lost in the many configuration settings of slicers and hardware. With the Mojo printer, this won´t be the case, since the options are very automatically set. The parameters such as printing speed, extrusion rate, retract etc. are preset to a safe level and cannot be changed. The Mojo printer, therefore, is slower than most printers, but the result is almost certainly of good quality and without any issues while printing. So as said before, such a system seems to be ideal for a technical university. Setting up the printers with the two included CDs worked easy, fast and flawless. The slicer only offers only a few settings. The support can be configured in three levels of intensity. After 20 minutes the first prints were running. One went well, but the second one failed due to a power outage in the not yet finished building of the GTU. That showed how important an UPS could be because the Mojo printers have a resume function after a power failure.

Still, the two demo models were taken off the building platform. The support material then needs to be dissolved in a special heated device with a liquid dissolver, that comes with each printer.

All in all the training was a big success, since the participants were highly motivated and did already have a very good knowledge in their respective field. The challenge was to combine those technical knowledge resources into one - additive manufacturing aka 3D printing.

Outlook

Georgia as a small country has all opportunities, sufficient equipment, and a highly motivated academic staff, to start into the future of manufacturing. Still, 3D printing activist from fablabs, university and the global 3D printing must grow together and exchange their knowledge and experience to create a sustainable additive manufacturing sector in the country. 

3D printing is a global phenomenon. A part can be designed in one country and produced in another one. From that perspective, the lack of a driving industrial sector like automotive, aerospace or medical like in Germany, UK or the US, is not limiting the establishment of a vital 3D printing industry. CAD and 3D printing is as universal as software design. It can be done almost anywhere in the world where skilled software engineers can be found. Of course, any engineer should have practical experience with a technology to understand the full potential of it to create good solutions. This foundation is achieved by the current personnel and technical resources at the GTU. More training and more practical work may be needed to increase the number of experts in that field in Georgia. Since additive manufacturing technology is at an early stage (globally), the race is still open! There is quite some time left, to keep up with more advanced hotspots of the technology in Western Europe and the USA. Also, additive manufacturing is undergoing a tremendous diversification in production technologies such as 3D metal printing, DLP, SLS and some others. Different technologies will serve different applications. So all these new trends go into different directions. Still, it is important for a country to have experts at hand who understand the fundamentals of AM, then quickly adopt new trends. 

Additive manufacturing can jump-start a whole industry even in a small country within years. The evolutionary process of traditional manufacturing methods cannot and does not have to be reconstructed. From lathe and routers to CNC machines is a long way that took the German machinery industry decades for example. It is very hard to build up expertise in these fields in a short timespan. But with AM (Additive Manufacturing) it is possible to shortcut the development of an industrial sector. Because it is still at an early stage, anywhere in the world.

Once additive manufacturing becomes ubiquitous the cards will be mixed again, again compare it to the IT sector. Any nation can ramp up its own additive manufacturing capabilities if it has invested in the education of the personnel and training equipment in the years before.

More about Georgia

After the training ended, there was some time to visit nearby attractions such as the old town of Tiflis (which is called Tbilisi in Georgian) and taste some local food. Georgia is full of old churches and places of various religions.  

There is a very popular tourist area at the black sea, which I did not have the opportunity to visit - maybe some other time. I am sure from what I have seen so far while in Georgia, it will be worth a trip. 

A café in Tiblisi that could just be in an Art Deco quartier in Paris as well

If you would not know, that you are already in Eurasia, you may think that Georgia is right in the heart of Europe. The mentality of people, buildings and art and design look and feel as if one visits a spot in Paris or Lisbon. There is really not much difference to it. People are very friendly and polite - which the are not always in Europe.. The capital Tbilisi feels secure and has a vivid nightlife, with cafés, restaurants and much much art wherever the eyes turns to. There is history - and I mean really old history like over1000-year-old buildings, churches and more in each and every corner of the city to see. 

The true richness of Georgia appears to be its tremendous culture, art, and unbelievable history. Many empires have conquered - and left - this small country. 

Some impressions from Georgia, it´s places & people and their food!

From ancient times...

The Mtskheta church of Holy Cross which we paid a visit to on the outskirts of the capital Tbilisi was build at the beginning of the 4th century. There are so many historical sites, that visiting them all would take a whole trip of its own.

Members of the Georgian Technical University show me around

The church is a national symbol and was the only object I was able to find as 3D print on Thingiverse. I suggested to have it 3D scanned and 3D printed by some students in future times, to demonstrate the abilities of this technology.

But apart from technology, if you love to see lots of art, statues, old mystery places Georgia is definitely a place to go.

Guess who the donkey is here

Come on - Paris Metro?

Really yummy tasty food! Cheese, wine grilled meat. Sodas?!

...to the modern age

The capital of Georgia Tbilisi features both: Ancient sites as well as modern places like malls, hotels museums and so on. In its history, the city has undergone many changes due to the influences of other nations that conquered and occupied Georgia for centuries or decades. While this may have been difficult times for the former generations, the variety of the art and culture has become very unique and rich. In the last years, many new buildings have been added to the scene and the architectural style is very modern and appealing.

Georgian contemporary art in the Builtmore Hotel Lobby

 Anything that you may expect in a western capital can be found here. The mix of art & culture in the streets and the new very modern style architecture works very well and gives the city a unique very dynamic appearance. 

In the stores, you can find anything from luxury to everyday items. Prices are comparably low and the selection is very good.

7 story mall in Tbilisi (Galleria)

Streetview in Tbilisi with Hotel

There is much more to see, tell and learn, but I will put that into another report some other time. Feels free to contact me if you have any questions on this particular trip or need 3D printer training for your purpose. I am off to China soon but will be available for consultation, training and more after that again.

July 2018
Marcel Alexander Buth



Contact:

If you interested in the 3D printing sector of Georgia, whether you offer printers, tradeshows or anything of interest in the field of additive manufacturing you should contact :

Georgian Technical University
Faculty of Informatics and Control Systems
Department of Computer Engineering
Professor Ia Mosahshvili
Link to Linkedin: https://www.linkedin.com/in/ia-mosashvili-42360339

Drucken ohne Support - Hage3D 6-Achs FDM Drucker

Wenn man moderne CNC Antriebstechnologie und FDM Druck kombiniert, dann kann  so etwas wie der Hage 3D 6-Achs Drucker bei heraus kommen.
Durch die vielseitig bewegliche Arbeitsplattform können Teile praktisch aus jeder Richtung additiv gefertigt werden. Auch wenn es spannend aussieht, die mechanischen Eigenschaften müssen hierbei ebenfalls berücksichtigt werden, denn die Ausrichtung der Schichtung ändert sich hier ständig und die Richtung auftretender Kräfte müssen vorher geplant und berücksichtigt werden. Sonst bricht das gute Stück bei der geringsten Belastung.
Interessante Demo bei der das Verfahren mal als 5 mal als 6-achsig beschrieben wird. Egal,  habe jetzt nicht nachgezählt, Hauptsache es geht RUND ;-)
Hier das Erklär -Video:

Neue kostenlose Software von Prusa - Prusacontrol

First Look auf die neue Prusacontrolsoftware

Josef Prusa entwickelt sein ehemaliges REPRAP Projekt in Riesenschritten zu einem professionellen Unternehmen weiter. Nach letzten Meldungen beschäftigt er mittlerweile 140 Mitarbeiter und liefert monatlich 6000 seiner Prusa Drucker aus. 

Nun hat er es wahr gemacht und eine neuste eigene Software vorgestellt. Der Slicer dort basiert auf dem Slic3r Kern und bietet viele neue Funktionen, wobei das Frontend stark vereinfacht wurde. So sollen komplizierte Eingaben wegfallen, fehleranfällige Kombinationen abgefangen werden und im Backend trotzdem ein umfangreiche Settings für Profis möglich sein. Sein Traum ist es, ein Objekt zu laden und einfach auf "Drucken" zu klicken um ein perfektes Druckergebnis zu erhalten.  

Prusa nennt als Beispiel das Abfangen von unsinnigen Einstellungen wie das Drucken von Layerwood mit minimalen Schichtstärken oder flexible Filamente in zu hohen Geschwindigkeiten. Die Software ist aktuell in Englisch und Tschechisch verfügbar, andere Sprachen sollen nach und nach implementiert werden.

Prusacontrol ist ab heute kostenlos verfügbar. 

Hier der Link zur Downloadseite:

http://www.prusaprinters.org/prusacontrol-release

Handy als Low Cost 3D Drucker

Professor Jeng Ywan Jeng, Dean of the National Taiwan University of Science and Technology, hat einen 3D Printer entwickelt, der das Display eines üblichen Handys verwendet um damit flüssiges Harz zu einem 3D Objekt auszuhärten. 

Handy als 3D Printer Quelle: (c) 3dprintingindustry.com

Das Verfahren wird durch die Verwendung eines speziell hierfür entwickelten Kunststoffbehälter ermöglicht, der auf das Display aufgelegt wird. Das Licht des Displays durchdringt den Boden des Behälters und kann so jeweils eine Lage des flüssigen Harzes aushärten. Mithilfe einer einzelnen metallischen Z-Achse, wird das Objekt um jeweils einen Layer angehoben.

Es handelt sich hierbei also um eine Abwandlung des DLP Verfahrens, wie es beispielsweise Formlabs und andere Hersteller in ihren 3D Druckern anwenden, die jedoch einen lichtstarken Beamer als Lichtquelle nutzen.

Erstaunlich ist es, dass die geringe Lichtenergie eines Handydisplays ausreichen soll. Ob es auch mit OLED Displays funktionieren kann, bleibt allerdings offen. Auch dürfte das Harz sehr lichtempfindlich sein, um zu funktionieren. Das dürfte im Tageslicht schwierig handzuhaben sein. Das gezeigt Youtube Video jedenfalls wirkt wie eine Animation. Tolle Ideen in dem Bereich gibt es ja zuletzt zuhauf. Ob sie in der Praxis tatsächlich umsetzbar sind, muss sich aber erst noch zeigen.

Link: http://3dprintingindustry.com/2015/12/21/3d-printing-with-a-smartphone-why-you-might-move-to-taiwan/ 

3D Drucker Preise im freien Fall

Waren es zu Beginn dieses Blogs noch die magischen 1000€, für einen brauchbaren FDM Drucker, die es zu unterbieten galt, liegen heute die Preise für gute gebrauchsfähige FDM Drucker mindestens 50% tiefer.

Ein Dual Extruder 3D FDM Drucker für kurze 399€

So ergibt ein kurzer - nicht repräsentativer - Blick auf Ebay, dass man heute nicht mehr als 300€ - 400€ für ein komplettes System ausgeben muss. Dabei sind sogar "professionelle" Anbieter wie Afinia oder XYZPrinting, die Geräte mit Gehäusen, CE Abnahme, Service und Support anbieten dabei.

Nehmen wir mal den ersten Treffer bei Ebay unter dem Suchbegriff "3D Drucker", den CTC Dual Extruder für sagenhafte 399€!

Ja richtig gelesen, ein Dual Extruder Drucker mit Heated Bed - also auch ABS geeignet und einem Bauraum von 150 x 225 x 150 .

Was gibt es da noch zu überlegen bzw. zu basteln? Der Anbieter kommt aus Berlin, also kein Zoll, keine Steuern. 3 Verkäufe in den letzten 24 Stunden - kein Wunder!

Aber auch weiter unten in der Liste finden sich einige Preiskracher.

Mittlerweile recht beliebt - der Prusa I3 Clon von Geetech

Zum Beispiel dieser chinesische Prusa i3 Clon, der aber von Bremen ausgeliefert wird und als Bausatz kommt - für schlappe 258€ oder alternativ per Preisvorschlag noch billiger!

Alles soweit dabei, was man für den Start braucht, wer mit der Werksqualität nicht zufrieden ist, geht halt zu Thingiverse und lädt sich sämtliche Mods der Welt runter. Das Gerät macht sogar einen halbwegs ordentlichen Eindruck. bei diesen Preisen sind wohl die Zeiten von 3D-Drucker-Selbstbau-Workshops für 999€ endgültig vorbei....

RichRap Delta - schöner kleiner Drucker der auch Nylon kann für 334€ als Bausatz

Lange musste ich nach einen Deltadrucker suchen, der unterirdisch billig ist, Geetech wildert auch hier und bietet ein Kossel/Rostock Mix für circa 350€ an, allerdings aus China. Also plus Versand, Zoll, Steuern und kostenlosem Stress am Zoll.

Den süßen RichRap gibt es aus dem Land des schlechten Essens für nur sagenhafte 334€ ! Da könnte man doch schwach werden. Zudem betragen die Frachtkosten schlappe 9€ und Großbritannien ist ja wohl noch Mitglied in der EU, somit dürfte der Importstress überschaubar bleiben. Allerdings wird er als Bausatz geliefert, netterweise mit Autoleveling.

Auf der Suche nach weiteren Schnappern fiel sogleich dieses Kleinod ins Auge:

SLA Drucker für 20€ mit "empfindlichen Harz"(sic) - da hat wohl der Anbieter zu viel geharzt..

Ein SLA Drucker unter 100€ - das müsste eigentlich machbar sein, viel Technik steckt in dne Dingern ja nicht drin. Aber ein SLA Drucker für 20€? Aus China? 90€ Versand? Da hat wohl mal wieder einer die falsche Übersetzungssoftware verwendet. Leider hat der Anbieter bislang 0 Bewertungen, sonst hätte man sich den Spaß per Paypal mit Käuferschutz ja mal gönnen können und schauen,was da tatsächlich geliefert wird...

Summa summarum, wird es eng für Anbieter wie Makerbot, Ultimaker, German RepRap und Konsorten. Die Zeiten der hohen Gewinnmargen für kleine Drucker sind wohl für immer vorbei. Wer jetzt als Hersteller keine herausragenden Alleinstellungsmerkmale besitzt, der kann in dem chinesischen Getümmel schnell untergehen. Für den Einsteiger ist die Entwicklung erfreulich. Er bekommt für deutlich unter 500€ voll einsetzbare 3D FDM Drucker, die zudem auf dem neusten Stand sind.

Wer noch nicht weiß, was er unter dem Weihnachtsbaum gerne stehen hätte, findet in den nächsten Wochen massig günstige Angebote, die auch ein gutes Preis-Leistungsverhältnis bieten!

Für Putin wird es jetzt ganz finster!

Endlich mal wieder ein gutes Beispiel dafür, wozu doch 3D Drucker sinnvoll eingesetzt werden können. Herr Putin als Buttplug ist eine erstaunlich lebensecht gestaltete Skulptur eines US 3D Designers, der damit ein Zeichen, gegen die Schwulen Politik des russischen Präsidenten setzen will. Das Objekt ist im Sanddruckverfahren in Vollfarbe ausgeführt und überzeugt mit lebendigem Gesichtsausdruck und vielen liebevoll ausgeführten Details. Allerdings fehlen der Büste (noch?) die Arme.

Jetzt frage ich nur, was ein Buttplug ist? Egal, hier geht es zur Bestellseite bei shapeways: http://shpws.me/Cm39

Reparatur eines heated beds beim DaVinci AIO

Wie bereits zuvor berichtet, hat die Glasplatte meines DaVinci AIO von XYZPrinting den Geist aufgegeben und ist zersprungen.

Nachdem ich einen Tag etwas Zeit freischaufeln konnte, hatte ich nichts besseres zu tun, als den dritten Patienten in meinem 3D Drucker Park zu versorgen.

Hier als Bildershow nun die Reparaturschritte, Rückschläge und Erfolge.
Warum der ganze Stress? Alternative wäre den gesamten Drucker einzusenden, was angesichts des Gewichts und der ungewissen Dauer nicht gerechtfertigt erschien. Letztlich ist ja nur die 0815 Glasplatte kaputt.

Ablösen des heated beds

Hierfür benötigt man einen Torx Schraubendreher. Die vier Torxschrauben sind gleichzeitig die Befestigung für die Kalibrierungskontakte. Es lösen sich zwei blaue Kabel, die der Kalibrierung dienen und ein Stecker der den Thermofühler mit dem Controller verbindet. Falsch machen kann man bei der Montage Demontage des heated beds eigentlich nichts.

Den Anschluss der Heizfolie wollte ich nicht ablöten. Man kann ihn wohl am Controller auch abklemmen und dann das ganze Bett heraus nehmen. In meinem Fall war das nicht nötigt. Um an den Controller zu kommen muss man das Gehäuse des DaVinci öffnen. Ich probiere es erst mal so.

Ablösen des aufgeklebten Thermoheizelements

Zunächst die schlechte Nachricht: Die Glasplattte beim DaVinci ist mit einer Heizfolie fest verklebt.
Davon lasse ich mich natürlich nicht abschrecken und sondiere meine Möglichkeiten. Statt mit Verdünner/Aceton die Klebeschicht aufzulösen entschliesse ich mich die Heissluftpistole anzuwerfen und bei ca. 150 C° mal zu schauen wer am längeren Hebel sitzt. :-)))

 Wie man sieht, gibt die Folie nach. Aber Vorsicht: Zahlreiche Glassplitter müssen noch per Hand abgezogen werden. Am besten eine Zange und oder schnittfeste Handschuhe benutzen

 Die letzten Reste werden mit Kältespray heruntergekühlt, um dem Kleber der Folie die Kraft zu nehmen. Manche feine Splitter fallen ab, manche werden dann per Pinzette abgelöst.

Ei Ei, wo kommt denn das PEI her?

Eine Dauerdruckplatte aus PEI durfte auch noch in einer der zahlreichen Kisten hier ein trostloses Dasein fristen (Danke an Maik vom  Hackerspace FFM für das Muster!). Warum also nicht mal PEI direkt auf die Heizfolie dengeln?
Die gute Nachricht : Es klebt!

Sieht nicht mehr schön aus, erfüllt aber seinen Zweck: Das "neue" heated bed mit aufgeklebter PEI Platte von unten.

Da die PEI Dauerdruckplatte einige mm dünner als die ursprüngliche Glasplatte ist, musst hier an den Haltern etwas untergelegt werden. Ich habe aus einer Silikonmatte für den Backofen meiner Frau geplündert. Hält. Verträgt die Hitze und sorgt für Grip auf der rutschigen PEI Platte.

Leider erwies sich die PEI Platte als wenig guter Haftgrund: Warping wohin das Auge blickte. So habe ich dann letztlich Aceton mit einem Hauch ABS angerührt (ca. 50:1) und auf die PEI Platte gepinselt.

Nun war das Warping weg, der Print hält aber auch bombenfest. Ja, ich weiß: Das Bepinseln mit ABS Juice ist eben gerade NICHT Sinn und Zweck einer Dauerdruckplatte. Aber es war schon spät in der Nacht und irgendwann wollte ich dann doch mal zu Potte kommen.

Zeitaufwand: Mechanik (Platte lösen, Glassplitter ablösen, neue Platte einsetzen etc.) ca. 1 Stunde

Kalibrierung: Ca. 3(!) Stunden. Dies beinhaltet zahlreiche mechanische Anpassungen. So war die PEI Platte zu groß und musste zugesägt werden (Baumarkt) und sie hing in der Mitte durch, so dass hier ebenfalls mit mehreren Lagen Silikonmatte aufgefüllt werden musste.

Letztlich sollte man wohl lieber wieder eine Glasplatte verwenden, wobei diese thermisch wesentlich stabiler sein sollte. Besser wäre wohl eine ALU-PEI Dauerdruckplatte. Dies würde mehrere Probleme auf einmal lösen. Das Glas des heated bed kann nicht mehr zerspringen, es hängt nicht durch und das Warping bzw. zu feste Haften bei DaVinci wären dann vorbei...

Mal eine Anregung an die Leute von XYZPrinting: Schau euch mal Alu Dauerdruckplatten an!

Super Vorteil: Kurze Aufheizzeit!

Durch die Verwendung der PEI Platte sinkt die Aufheizzeit auf ca. 2 Minuten aus dem Kaltstart! Das ist top, denn zuvor war sie mindestens bei 7-8 Minuten. Auch die Abkühlzeit sinkt drastisch, so dass der Drucker insgesamt wesentlich schneller Aufträge abarbeiten kann.

Und wer DDP herstellt, oder Erfahrungen damit gesammelt hat, gebt doch mal etwas Feedback, gerne auch Links zu Shops etc.

Neuer Delta mit ungewöhnlichem Design

Dieser Delta hier ist mir heute ins Auge gesprungen. Statt fester Rods, die immer ein Ärgernis und Problem beim Kalibrieren sind, hat dieser RepRapper LoboCNC hier Angelschnur verwendet. Da es etwas schwierig zu erklären ist schaut man sich am besten die Bilder mal an und liest den Thread dazu.

Ich gestehe, dass ich mir so etwas auch mal ausgedacht, aber nicht zu Ende designet habe und daher natürlich eine Schwäche für die Idee habe. Warum sollte man das so machen? Weniger (teure) Teile = günstiger in der Herstellung = bessere Chancen am Markt wenn es einfach mal billig sein soll oder muss. Ob es dann genauso präzise und zuverlässig ist, wie die konventionellen Aufbauten muss sich noch zeigen. Aber egal: Die Idee hat Potential und ist wieder einmal ein Beispiel dafür, dass in den Deltas noch der ganz große Durchbruch steckt, da man hier auf viele Komponenten wie Gewindestangen, Lager etc. verzichten kann.

Also nicht gleich abwinken, sondern sich erst mal damit auseinander setzen. Die Idee scheint mir ganz gut zu sein.

Online Vasen Wizard für 3D Drucker

Vasen finde ich allgemein recht langweilig als Druckobjekt. Bislang hatte ich dafür keine vernünftige Verwendung. Dieses Online Tool ist aber recht bemerkenswert. Es erlaubt eine parametrische Erstellung von Vasen und somit ein Höchstmaß an Individualisierung.

Unter http://www.thingiverse.com/thing:254131 findet sich der Link zur Website. Die Anwendung läuft im Browser und benötigt Javascript.

Einfach mal ausprobieren!

Billiger 3D Drucker von XYZPrinting jetzt lieferbar

XYZPrinting hat den bereits letztes Jahr angekündigten Desktop 3D Drucker "Junior" jetzt lieferbar. Das komplett aufgebaute und eingestellte Gerät fällt zunächst einmal durch sein aggressives Pricing von 399€ positiv auf. 

Amerika du hast es gut..

Billiger gibt es ihn wie so oft aber in den USA, dort wird er für 349 US$ angeboten, was beim derzeitigen Wechselkurs ca. 305 € entspricht. Allerdings wird in den USA je nach Bundeststaat nochmals die dortige Mehrwertsteuer fällig, so daß effektiv der Kaufpreis bei umgerechnet rund 360 € liegen dürfte. Aber was soll´s: Wer den deutschen Preis nicht zahlen will, kann ja auswandern..

Zurück zum Drucker: Das Gerät kommt in einem neu designten gefälligen Gehäuse daher, wohl auch da es etwas kompakter und leichter ausfallen musste.

Der XYZPrinting Junior druckt  mit PLA Öko Plastik

Gegenüber den bisherigen FDM 3D Druckern weist es einige konstruktive Unterschiede auf. So ist das Hotend mit einem Schnellverschluß ausgestattet. Das mag ein Zugeständnis daran sein, dass der Junior ausschliesslich für PLA konzipiert ist, daher vermutlich auch nicht über ein Heated Bed verfügt. Angaben hierüber gibt es nicht, jedoch weist der niedrige Energieverbrauch von maximal 75 Wattt darauf hin.

Der Druckbereich beschränkt sich auf 15 x 15 x 15 cm, was jedoch für die meisten Aufgaben vollkommen ausreichend sein dürfte. Vorteil ist hier wieder das geschlossene Gehäuse und der fertige Aubau - Fertiggeräte zu diesem Preis sind bislang eine Seltenheit, die meisten vergleichbaren liegen bei mindestens 500€ bis 1000€. 

Alles im Lot

Ein Kalibrierung sei bei dem Gerät nicht mehr notwendig - ein Kritikpunkt bei den bisherigen Geräten, da die Kalibrierung etwas fummelig ist. Ob der Drucker jedoch über eine Autolevel Kalibrierung verfügt, oder beispielsweise die mechanische Auslegung diese Aussage rechtfertigt, lässt sich bislang nicht in Erfahrung bringen.

In jedem Fall richtet XYZPrinting sich mit dem Gerät ganz klar wieder an die blutigen Anfänger, Privathaushalte, Schulen und Labor die nur gelegentlich mit einem 3D Drucker arbeiten.

Alles im grünen Bereich

Der niedrige Stromverbrauch und die Beschränkung auf den biologisch kompostierbaren Öko Kunststoff PLA geben dem System ein zeitgemäßes ökologisch-korrektes Familienimage. PLA wird aus Maisstärke gewonnen und ist unter optimalen Bedingungen kompostierbar. Seine Materialeigenschaften unterscheiden sich jedoch erheblich von z.B. ABS oder Nylon. Es erweicht bereits bei rund 60 C° was allerdings sein einziger Schwachpunkt ist. Mechanisch ist es wesentlich härter und stabiler als ABS, es ist unempfindlich gegenüber Lösungsmitteln und eignet sich aufgrund der Härte für Bauteile wie Zahnräder sogar besser als ABS.

Wie immer bietet XYZPrinting den Junior nur mit der hauseigenen Softwarelösung und dem eigenen Filament an. Diesmal spricht man von NFC Tags die es dem Gerät ermöglichen das eingelegte Filament zu erkennen und die Parameter für den Druck entsprechend einzustellen. Der Nachschub erfolgt diesmal in Form von reinen Spulen ohne Gehäuse wie bei den großen Da Vinci Brüdern. Das ist etwas schade, denn der Aufpreis für das klimatisch und staubfrei geschütze Filament (aktuell 11 Farben) war eigentlich ein Schnäppchen.

Die Auflösung des Druckers von 100 micron, Düsendurchmesser (0,4mm) und weitere Druckparameter entsprechend denen der anderen Geräte, so daß man die hinsichtlich der Druckqualität von vergleichbaren Ergebnissen ausgehen darf.

Check aktueller Preis? 

Multicolor drucken mit jedem 3D FDM Drucker

Multimaterial und Multifarbfähigkeit waren zwei Fähigkeiten, die in meinem Buch "3D Drucker: Business & Technik" als Zukunfsttrends für die nächsten 5 Jahre voraus gesagt wurden. Bislang tut sich die RepRap Community aber schwer, mehr als die üblichen Dual Extruder findet man selten. Die Probleme liegen in dem hohen Gewicht des Multi-Printheads und der Abstimmung zwischen den einzelnen erforderlichen Düsen. Aber es geht auch anders!

Eine Kickstarter Aktion wirbt derzeit mit einem recht interessanten Konzept für den Mehrfarbendruck. Statt eines aufwändigen Extruders werden die Farben vor dem Zuführen in einem Mixer nach Länge vermessen und farblich getrennt gesplict. Hierdurch entsteht ein durchgängiges Filament mit Farbabschnitten oder verschiedenen Materialeigenschaften. Der entscheidende Vorteil: Dieses System funktioniert ohne jegliche Änderungen am Drucker. Es können also alle Typen, Hersteller oder Selbstbauprojekte wie RepRap damit aufgerüstet werden. Der Preis liegt mit ca. 850 CAD zwar recht hoch, dürfte aber dennoch gerade für Markengeräte interessant sein, da man hierdurch keine Garantie gefährdet und keine Bastelleien notwendig sind.

Neben der angesprochenen Möglichkeit, bis zu 4 Farben zu mixen, kann man natürlich auch komplexe Objekte mit unterschiedlichen Materialeigenschaften in bestimmten Zonen verwirklichen, Beispielsweise eine druckbare Taschenlampe durch die Verwendung von leitfähigem und nicht-leitendem Filament, oder ein Mix aus fest und fleiblem Material.

Hier nochmals ein Video zur Verdeutlichung des Funktionsprinzips:

Hier der Link zum Kickstarter Projekt: http://kck.st/1d4CnBa

Hotend mit variablem Nozzledurchmesser

Auf der folgenden Kickstarter Kampagne wird eine xHead genannte Lösung vorgestellt, die es dem Anwender erlaubt, den Durchmesser der Printdüse stufenlos ab 0,06mm zu verstellen. Hierzu wird eine konische Nadel durch die Düse geführt, die abhängig von ihrer Position den Auslass verengt oder erweitert. So gesehen ähneln der Ansatz einem schlichten Nadel-Schwimmer Vergaser.

Hotend mit variablem Auslass

Interessant würde diese Lösung dann vor allem, wenn die Slicing Software dieses Feature unterstützt und die Düsenverstellung motorisiert wäre. Dann liessen sich Objekte schneller drucken, da man die Bahnen mit dem jeweils maximalen Düsendurchmesser abfahren könnte und bei feinen Details den Auslass wieder verringert. 

Ob das Ganze in der Praxis wirklich so funktioniert muss sich noch zeigen. Ab 45 CAD plus 10 CAD Versand ist man jedenfalls dabei und kann sich selbst ein Bild machen.

Hier der Link zur Kickstarter Aktion:

https://www.kickstarter.com/projects/865631972/3d-printer-xhead-extruder

Druckfehler Tutorial: Fehler im Toplayer

Im Toplayer finden sich manchmal Artefakte, Defekte und Fehler, die sich sonst im übrigen Druck nicht oder nur selten wieder finden.

Die Ursache kann der stark verkleinerte Querschnitt im Vergleich zum Gesamtobjekt sein, den Toplagen üblicherweise haben.

Eien Pyramide druckt man ja üblicherweise mit der Spitze oben und der Grundfläche unten. Im Laufe des Druckvorgangs sinkt also der Objektquerschnitt und somit die abzufahrenden Strecken.

Rechenbeispiel:

Ein Auto bewegt sich zum Zeitpunkt  mit einer Geschwindigkeit von  im Vergleich zur Straße (das sind 36 km/h). Zehn Sekunden später, zum Zeitpunkt  besitzt es eine Geschwindigkeit von  (das sind 108 km/h). Die durchschnittliche Beschleunigung des Autos ist dann:

Dieser Wert der Beschleunigung bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Autos pro Sekunde um 2 m/s (also um 7,2 km/h) zunimmt. (Wikipedia: Beschleunigung)

Da V= s/t ist, ist klar, dass bei kleinerer zurückzulegender Strecke s, die durchschnittliche Beschleunigung a höher und die zur Verfügung stehende Zeit t für das Abfahren der Strecke niedriger ausfallen muss um die durch den Slic3r vorgegegbener Endgeschwindigkeit erreichen zu können. 

Bei wesentlich höherer Beschleunigung, besteht jedoch die Gefahr, dass der Extruder das notwendige Material nicht mehr schnell genug nachfördern kann. Es entstehen dann Defekte (Löcher oder Material Ansammlungen oder beides).

Einfluß nehmen kann man im Slic3r auf diese Faktoren entweder global, indem man die gesamte Druckgeschwindigkeit reduziert, bis auch auf dem Toplayer keine Fehler mehr auftreten, oder selektiv (aber nur mit begrenztem Umfang) durch die beiden Einstellungen:
(Anmerkung: bei Bild 1 ist fälschlicherweise die Einstellung External Parameters markiert, es geht aber um Small Perimeters!)

Speed->Small Perimeters

Speed->Top solid Infill

Bild 1: Leider ist die Vorgabe, wie groß ein Small Perimeter ist, festgelegt (Radius 6.5 mm)

Bild 2: Einstellung beeinflußt nur die äußeren, sichtbaren Toplayer

Wem das alles noch zu schulbuchmäßig war, hier eine grafische Darstellung des Themas:

Wie man an obiger Grafik erkennen kann, hängt die aktuelle  Beschleunigung des X/Y Achsen Systems von der voreingestellten maximalen Beschleunigung, der Druckgeschwindigkeit, aber auch von der abzufahrenden Strecke ab.

Bei der ersten Linie hat der Extruder im Vergleich zur unteren roten Linie eine doppelt so lange Wegstrecke um die maximalen 100 mm/s zu erreichen.

Im unteren Fall muss er doppelt so stark beschleunigen um am Ende der Strecke ebenfalls auf den Wert von 100 mm/s zu kommen. Je kürzer die Strecke also ist, desto mehr beansprucht sie die Förderfähigkeit des Extruders. Bei sehr kurzen Wegen kann es also zu Problemen mit dem Nachschub kommen, da der Extruder sich sehr schnell vom Startpunkt weg bewegt und das zu fördernde Material nicht schnell genug durch die Düse gepresst werden kann. Ob das nun mechanisch scheitert (durchdrehen des hobbed bolt) oder notwendige Temperatur nicht schnell genug nachgeregelt werden kann - oder beides zusammen sei mal dahin gestellt. Die Versuchung, die Arbeitstemperatur zu erhöhen ist natürlich da, aber dieser Vorgang spielt sich im Berecih von Millisekunden ab, daher dürfte eher die Mechanik versagen und ein höherer Anpressdruck an das Filament dürfte eher Wirkung zeigen. Soweit die Theorie.

Zusammenfassung:

Um Überhänge und Brücken und Umkippen zu vermeiden, werden die meisten Objekte so beim Druck ausgerichtet, dass sie unten einen größeren Querschnitt (und damit auch längere Fahrstrecken) haben als weiter oben an der Spitze. Extrembeispiele sind der Eiffelturm oder eine Pyramide.

Daher nimmt gegen Ende des Drucks die Beschleunigung des X/Y Koordinatensystems stark zu. Das kann man auch optisch und akustisch feststellen. Diese starken Beschleunigungen können Ursache für Druckfehler durch Fadenabriß in oberen Layern oder kleinen Strukturen in unteren Layern sein.

Das "Problem" ist ein Softwarethema und kann durch intelligente Algorithmen gelöst werden. Derzeit stehen nur einige Einstellungen zur Verfügung, die helfen können. Als letze Maßnahme ist eine (erhebliche) Herabsetzung der Druckgeschwindigkeit(en) eine Lösung, allerdings zu Lasten der Druckzeit.

Allerdings gibt es beim RepRap FDM Drucken keine einfachen Lösungen, da viele Probleme vielschichtig sind und multiple, sich gegenseitig beinflußende Ursachen haben können. FDM ist ein komplexer Regelkreis, bei dem es in Extremfällen passieren kann, dass unbedenkliche Prozeßparameter, wie beispielsweise die Drucktemperatur, mechanische Schwingungen oder deren Resonanzen, das Filament selbst und andere Effekte lawinenartig so starken Einfluß auf das Ergebnis haben, dass man beim Verstellen einer Größe, andere Parameter so beeinflußt, dass neue Probleme auftauchen. Die Ausführungen hier sind also ein Ansatzpunkt, müssen aber nicht generell und universell die Lösung schaffen. Dies zumal jeder RepRap Drucker anders aufgebaut ist.

Test und Kalibrierobjekte zum Problem:

Hohle Pyramide. Insbesondere die letzten Lagen auf Defekte kontrollieren! Bestimmte Fehler an der Spitze könne auch an einer zu geringen X/Y Riemenspannung oder losem Extruder , so wie Z-Wobble liegen.

http://www.thingiverse.com/thing:29429

Stufenpyramide. Niedriger Infill (wegen Dauer und da interne Qualität nicht wichtig ). Mit hohem Tempo starten. Oberen Bereich vermessen und kontrollieren.

http://www.thingiverse.com/thing:628023

Würde mich freuen, wenn ihr mal eure Druckergebnisse hier postet und erzählt ob die Änderungen der o.g.  Einstellungen etwas gebracht haben.

Hinweis: Dies ist ein Ausschnitt aus dem kommenden RepRap Praxis Handbuch. Registrierte Leser des Blogs können es kostenlos und vorab als ebook erhalten. Links zum Newsletter oder Google+ gibt es am rechten Rand. Also, ab geht´s!