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3D Drucker

Auch wenn 3D-Drucker (Schmelzschichtungsdrucker) als eine relativ neue Erscheinung wahrgenommen werden, so ist die Technik in der Industrie im Bereich Prototypenfertigung schon seit mehr 20 Jahren anzutreffen. Die grundlegende Technik für die im privaten Bereich anzutreffenden Drucker ist sogar weitaus älter als man denkt, denn vereinfacht beschrieben ist ein solcher 3D-Drucker nicht mehr als eine "CNC gesteuerte Heißklebepistole".
Auch wenn die Tendenz, insbesondere bei den günstigen Einsteigerdruckern eindeutig hin zu den Bowden-Extruder in Galgenbauform geht, so bevorzuge ich persönlich dennoch einen Direkt-Extruder wie z.B. den CTC Bizer, welcher im Grunde eine 1:1 Kopie des MakerBot Replicators ist, aber im Gegensatz für sehr schmales Geld mit annähernd guter und solider Ausstattung wie das Original daherkommt.


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Slic3r und CTC Bizer

3D-Modelle zum Drucken liegen in aller Regel im STL-Format vor, der Drucker benötigt jedoch eine Steuercode-Datei als Eingabe. Die meisten Drucker verlangen den aus der CNC-Technik bekannten G-Code. Der CTC Bizer verlangt jedoch ein anderes Format, dazu später mehr. Um diesen G-Code zu generieren benötigt man eine Slicer-Software. Eine unter den 3D-Drucker-Nerds beliebte Slicer-Software ist der Slic3r. Die Bedienung der Open-Source-Software erscheint insbesondere für Anfänger im ersten Moment etwas sperrig und die vielen Einstellmöglichkeiten erschlagen einen förmlich. Aber wenn man sich mit der Software und insbesondere auch der mit der gesamten Materie etwas vertraut gemacht hat, wird man Slic3r recht schnell zu schätzen wissen.
Aus diesem Grund möchte ich hier eine kleine Starthilfe für den Slic3r in Verbindung mit dem CTC Bizer bereitstellen. Jedoch werde ich hier nicht durch die nötigen Einstellungen im einzelnen gehen, derartige Hilfe findet man zuhauf im Netz, vielmehr möchte ich plug-and-Play fertige Settings bereitstellen, mit denen man im Grunde fast direkt loslegen kann.

Zunächst saugt man den Slic3r auf https://slic3r.org, entpackt das Zip-Archiv und startet die Anwendung "Slic3r.exe".

Bis zur Version 2.9x ist der erste Schritt nach dem Start die generellen Einstellungen von "Simpel" auf "Expert" zu stellen. Dies geht über "File\Preferences", dort gleich die erste Einstellmöglichkeit "Mode" per Umschaltbox auf "Expert" stellen. Und jetzt ganz wichtig! Slic3er schließen und neu starten, ansonsten werden beim anschließendem Einlesen der Einstellungen nur die "Simpel-Optionen" übernommen.
Im nächsten Schritt wird die Konfigurationsdatei Slic3r_config_bundle.zip heruntergeladen und irgendwo lokal auf dem Rechner entpackt. Dann den Slic3r starten und über "File\Load Config Bundle..." die entpackte Konfigurationsdatei laden. Im Grunde sind somit bereits alle Einstellungen zu einem ersten Testlauf vorhanden. Aber...

Slic3er selbst gibt nur G-Code (.gcode) aus, der CTC benötigt jedoch die Steuerdatei jedoch im X3G-Format (.x3g). Ein weiteres Tool wird also benötigt um die G-Code-Datei in eine X3G-Datei zu wandeln. Hierfür kann die Kommandozeilenanwendung "GPX" von WHPThomas verwendet werden. Das Tool kann man z.B. bei Thingiverse herunterladen. GPX lässt sich in Slic3r so einbinden, dass man GPX nicht separat im Anschluss starten muss, sondern dies wird dann vom Slic3r erledigt und es fühlt sich dann letztlich doch so an als würde Slic3r ".x3g"-Dateien rausschreiben. Bevor GPX zum Einsatz kommt muss jedoch zuvor noch zum Drucker passende Ini-Datei gebastelt werden. Im Download findet man die "example-machine.ini" welche als Beispiel bzw. Basis für eine eigene Ini-Datei dient. Hier müssen im Wesentlichen die Werte "steps_per_mm" zu den Schrittmotoren der Achsen und Extruder angepasst werden. Aber man kann auch gleich hier das von mir, für den CTC fertig konfigurierte Tool herunterladen und wie nachfolgend beschrieben einbinden.

Hat man meine weiter oben bereitgestellte Slic3r-Konfigurationsdatei benutzt, so ist GPX bereits schon eingebunden und man muss nur noch die GPX-Anwendung selbst und die Batchdatei zum Remotestart bereitstellen. Hierbei bitte genau die Ordnerstruktur beachten! Man erzeugt einen Unterordner namens "GPX" im Slic3r Toolordner, also auf der gleichen Ebene wie Slic3r.exe und dort hinein kommen dann alle GPX Dateien des oben bereitgestellten Downloads inklusive der gpx.bat welche letztlich von Slic3r aufgerufen wird.


Die "gpx.bat" ist nicht Bestandteil des offiziellen Downloads von GPX und enthält folgende Anweisungsschritte:

set i=%1
set i=%i:~0,-6%
REM notepad.exe %1
gpx\gpx.exe -g -m r2x -c gpx\CTC.ini %1 %i%.x3g
del %1

Die ersten beiden Zeilen lesen den Dateinamen aus und schneiden die Endung ".gcode" ab. Zeile drei kann optional aktiviert werden durch Entfernen von "REM", dann wird der GCode vor der Konvertierung nochmals im Texteditor angezeigt. Zeile vier startet die eigentlichen Konvertierung unter Berücksichtigung der CTC.ini. Zeile fünf löscht anschließend die dann nicht mehr benötigte GCode-Datei. Wer diese behalten möchte kann die Zeile auch entfernen bzw. ein "REM" voranstellen.

Die wesentlichen Installationsschritte sind nun erledigt. Hier noch eine kleine STL-Datei zum Testen der Konfiguration, es handelt sich hierbei um einen10x10x10 mm Würfel.

Info: Die Slic3r-Einstellungen werden übrigens Rechnerbezogen unter "C:\Benutzer\DeinName\AppData\Roaming\Slic3r" abgelegt, was zwar Stand der Technik ist jedoch der sonst portablen Software ein Bein stellt. Möchte man die Einstellungen auf einen anderen Rechner umziehen, so kann man diesen Ordner auf den neuen Rechner kopieren, muss aber gegebenenfalls in der Slic3r.ini verschiedene Pfade anpassen falls diese sich auf dem Zielrechner unterscheiden. Da man jedoch alle Einstellungen recht komfortabel rausschreiben und auf einem anderen Rechner wieder einlesen kann hält es den Schmerz in Grenzen.


Nachtrag - PrusaSlicer

Seit 2016 treibt die Fa. Prusa Research auf Basis des quelloffenen Slic3r ihr eigenes Derivat voran. Zuerst unter der Bezeichnung "Slic3r PE" und seit der Version 2 unter "PrusaSlicer". Der Slicer wurde bzw. wird zwar in erster Linie für die Prusa-eigenen Drucker entwickelt und spielt dort auch seine Erweiterungen voll aus, jedoch lässt er sich auch uneingeschränkt für andere 3D-Drucker einsetzen. Prusa selbst bietet den Download nur mit den eigenen Druckertreiber im Bundle an, den Slicer selbst bekommt man aber problemlos rausgelöst. Aufgrund der stagnierenden Weiterentwicklung von Slic3r habe ich mir diesen mal angeschaut. Nach dem Start fühlt man sich als Slic3r-User gleich Zuhause und lernt auch schnell die kleinen aber feinen Verbesserungen in der Bedienung zu schätzen. Nach einigen Testdrucken kann ich sagen jedoch auch sagen dass hier nicht nur ein bisschen Kosmetik betrieben wurde, sondern auch viel im Hintergrund. Die Druckqualität, insbesondere Deckflächen und Brücken gelingen mit meinem CTC Bizer damit sichtbar besser als mit Slic3r (v1.2.9). Sehr angenehm empfand ich, dass meine exportierte Slic3r Config-Datei vom PrusaSlicer anstandslos angenommen wurde, der Umstieg verläuft somit quasi völlig naht- und reibungslos.


WLAN über SD-Wifi-Card Toshiba Flashair

Der CTC kommt leider ohne WLAN daher. Aber es gibt eine einfache Möglichkeit dem CTC, bzw. prinzipiell jedem 3D-Drucker welcher sich über SD-Karten füttern lässt mit WLAN nachzurüsten. Des Rätsels Lösung ist die aus der Digitalkamera-Ecke kommende Wifi-SD-Karte. In deren SD-Gehäuse befinden sich nicht nur Speichermodule sondern auch noch ein Prozessor inkl. WLan-Technik. Als geeignete Karte wird im Netz die Toshiba FlashAir in der dritten Generation (W-03) genannt, aber auch deren Nachfolger W-04 ist gleichermaßen geeignet. Diese Karten lassen sich am einfachsten dazu bewegen das zu tun, was für den Einsatz am 3D-Drucker benötigt wird. Aber auch die die beiden Vorgängerkarten sind mit Einschränkungen nutzbar.

Von Haus aus arbeiten alle Wifi-SD-Karten, egal von welchem Hersteller gleich. Sobald die Karte mit ausreichend Strom versorgt wird startet sie automatisch und baut einen Accesspoint auf, mit dem man sich mit bis zu 5 Endgeräten (PC, Notebook, Handy…) gleichzeitig anmelden kann. Hier wird man direkt auf eine HTML-Seite des auf der Karte laufenden Servers weitergeleitet und kann dort die geknipsten Bilder öffnen und herunterladen. Das Hochladen oder Löschen von Dateien ist vom Hersteller zunächst so nicht vorgesehen, was jedoch für den Einsatz am 3D-Drucker logischer weise erforderlich ist. Auch das Einwählen mit einem Endgerät ist nicht wirklich komfortable, besser wäre es wenn sich die Karte ins Heimische Netzwerk über den Router einwählt. Die Karte muss also dazu bewegt werden genau das zu tun.


Umbau der Steuerungsdatei CONFIG.INI

Auf der Toshiba FlashAir findet man im versteckten Ordner "SD_WLAN" die Datei "CONFIG" (ohne Endung). Die Datei beherbergt die Einstellungen zur WLan-Funktion und besitzt das Format einer Ini-Datei, wie man sie von den alten Windowsversionen (Win 3.x) her kennt und kann mit einem Texteditor (z.B. Notepad) bearbeitet werden. Durch Ändern und hinzufügen der folgenden Einträge erhält man die gewünschte Funktionalität:

Mittels APPNAME= wird der zukünftige Servername gesetzt, hier habe ich mal CTC angegeben. APPMODE= von 4 auf 5 ändern, dann läuft die Karte als Client und möchte sich in einem Netzwerk anmelden Hierzu muss der Karten über die Einträge APPSSID= und APPNETWORKKEY= dann auch noch der Netzwerkname (SSID) und das WLan-Passwort mitgeteilt werden und setzt die DNS-Einstellung DNSMODE=1. Über LOCK=1 wird angegeben das die WLan Konfiguration vollständig ist. Des Weiteren muss man noch das WebDAV-Protokoll mit Lese/Schreibrecht aktivieren und den Upload zulassen mittels WEBDAV=2 und UPLOAD=1. Das default Upload-Verzeichnis gibt man mit UPDIR=/.. an (hier direkt ins Wurzelverzeichnis der Karte). Gibt man hier einen Unterordner an, so wird dieser beim ersten Upload erzeugt, sollte er nicht existieren. Die Einstellung ist allerdings nicht notwendig wenn man die FlashAir W-03 oder W-04 unter Windows als Laufwerk einbindet, aber es gibt noch eine Alternative hierzu und da wird es noch interessant, dazu später mehr. Damit sich das WLan nicht nach Ablauf einer bestimmten Zeit abschaltet fügt man noch den Eintrag APPAUTOTIME=0 (0 = nie). Zu guter Letzt kann es notwendig sein den Funkkanal des Heimischen Netzwerks anzugeben, das geschieht dann mit APPCHANNEL=xx (xx = Funkkanal). Die Restlichen Einträge müssen zwingend so belassen werden wie sie sind, ansonsten muss die Karte mit dem original Toshiba FlashAir – Tool wieder resettet werden.

Die Datei sollte dann in etwa so aussehen:

[Vendor]

VENDOR=TOSHIBA
PRODUCT=FlashAir
APPNAME=CTC
APPSSID=*****
APPNETWORKKEY=************
APPAUTOTIME=0
APPMODE=5
DNSMODE=1
WEBDAV=2
UPLOAD=1
LOCK=1
UPDIR=/..
CID=02544d535731364740d2e7a879010b01
VERSION=FA9CAW3AW3.00.02

Die Sterne sind durch die eigenen Netwerklogindaten zu ersetzen, die roten Zeichen müssen von der aktuellen übernommen werden, nicht durch diese hier ersetze!

Um das Ganze etwas angenehmer zu gestalten habe ich ein kleines Tool geschrieben, das unter Angabe der Netzwerklogindaten alle sonst nötigen Einstellungen selbsttätig vornimmt. Das Tool findet dabei die im Kartenleser eingelegte FlashAir-Karte automatisch. Beim ersten Versuch den Funkkanal zunächst mal auf "Auto" stehen lassen, außer der Router ist ebenfalls auf einen bestimmten Kanal eingestellt, denn kann man diesen Kanal hier angeben.

Download TE FlashAir Tool

Jetzt kann die Karte in den Drucker eingeschoben und die Kiste eingeschaltet werden. Nach ca. 10 Sekunden sollte man nun die FlashAir-Karte in der Netzwerkübersicht des Routers sehen. Bei einer Fitzbox klickt man im linken Menu auf "WLAN" und dann auf den ersten Menüpunkt "Funknetz". Hier sollte sich die Karte nun zeigen, entweder mit dem, über APPNAME= angegebenen Namen oder über ihrer vom Router zugewiesen IP. Ist dies nicht der Fall, so kann es helfen wenn man den Router auf einen festen WLan-Funkkanal einstellt und diesen auch auf der Karte so angibt. Hier entweder den Wert hinter "APPCHANNEL=" anpassen oder nochmal das Tool starten und den Kanal darüber angeben und auf die Karte schreiben.

Neue Generation FlashAir W-03 und W-04 als Netzlaufwerk einbinden

Wenn die Karte im Router erschein, dann sollte sie nun im Windows Explorer über die IP-Adresse aufrufbar sein. Die W-03/04 kann man dank WebDAV auch als Netzlaufwerk einbinden. Hierzu klickt man mit der rechten Maustaste auf "Dieser PC" und dann im Kontextmenü auf "Netzlaufwerk verbinden" (Win10). Im erscheinendem Fenster wählt man nun einen freien Laufwerksbuchstaben aus. Und fügt im Textfeld "Ordner" folgendes ein:

\\Deine-Karten-IP\DavWWWRoot  (z.B. \\192.168.178.65\DavWWWRoot)

Jetzt noch ein Haken bei "Verbindung bei Anmeldung wiederherstellen" und auf "Fertig stellen" und das war's.
Für meine 8GB Karte hatte ich 2016 etwas über 20 EUR inkl. Porto bezahlt, aber wir haben nicht mehr 2016 und Toshiba hat die Produktion der FlashAir inzwischen leider eingestellt. W-03/04 Karten werden zwar noch vereinzelt im Netz angeboten, aber zu horrenden Preisen jenseits von 100 EUR.

Alte Generation FlashAir W-02 und davor (= ohne Angabe auf der Karte)

Merkwürdigerweise wird die erste Generation der Karten immer noch recht häufig und auch zu einem annehmlichen Preis für 25-30 EUR angeboten. Oft liest man allerdings, dass diese Karten (und die W-02) nicht für den Einsatz am 3D-Drucker zu gebrauchen wären. Mangels WebDAV-Protokoll kann über das Netzwerk nicht auf die Karte geschrieben oder gelöscht werden. Vermutlich sind die Karten darum so günstig :-) ABER, das stimmt so nicht, man kann sehr wohl Daten übers Netzwerk auf die Karten schieben und löschen, wenn auch nicht so Komfortabel und mit Einschränkungen.
Auf dem Web-Server der Karte befinden sich ein paar kleine Tools in Form von CGI-Scripts. Eines davon nennt sich "upload.cgi" und bietet interessante Funktionen. Denn mit diesem Script lassen sich im Browser (HTTP) Dateien auf die Karte hochladen und Löschen. Man kann zwar immer nur eine Datei nach der anderen verarbeiten und der Dateiname ist auf 8 Zeichen, plus Erweiterung begrenzt, aber es klappt. Des Weiteren wird beim Upload der Dateiname + Erweiterung in Upper-Case gewandelt, also aus "Test.x3g" wird "TEST.X3G" womit mein CTC mit Sailfish v7.7 aber keine Probleme hat.

Somit können also auch die alten Kartengenerationen von FlashAir durchaus genutzt werden, zumindest wenn man mit den aufgeführten Einschränkungen leben kann. Hierzu muss die CONFIG-Datei der Karte genauso wie oben bei der W-03’er Karte angepasst werden, es kann also auch das "TE FlashAir Tool" genommen werden. Und jetzt komme ich nochmal auf den Eintrag "UPDIR=/.." zurück, denn der Upload mittels "upload.cgi" landet dann in dem Ordner der über "UPDIR=" angegeben wird. Der Ordner kann aber auch über das CGI Script Upload gewechselt werden, siehe weiter unten.

Die folgenden Befehlszeilen müssen hierzu in der Adresszeile des Browsers eingegeben werden:

Zum Hochladen einer Datei: http://Deine-Karten-IP/upload.cgi (z.B. http://192.168.178.65/upload.cgi)
Nun auf den Button [Datei Auswählen] klicken und eine Datei auswählen. Zum Bestätigen der Auswahl und zum Starten des eigentlichen Uploads muss dann noch auf den Button [Submit] geklickt werden. Wenn alles geklappt hat erscheint "Succress".

Zum Löschen einer Datei: http://Deine-Karten-IP/upload.cgi?DEL=TEST.X3G
Ohne weitere Benutzerinteraktion wird die Datei TEST.X3G auf der Karte gelöscht, wenn alles geklappt hat erscheint "Succress"

Zum Wechseln des Upload-Ordners: http://Deine-Karten-IP/upload.cgi?UPDIR=NEUES
Alle Dateien landen nun im Ordner "NEUES"

Die Upload Helper Page

Um mir das lästige Tippen zu sparen habe ich mir eine kleine HTML-Seite gebastelt, in der ich die IP der Karte in ein Textfeld eingebe und dann per Kopfdruck  [Upload File] das Upload Script starten kann. Das Script wird in einem kleinen Popup-Fenster ausgeführt. Wurde der Upload mit "Success" bestätigt, so muss man das Script-Fenster schließen und über den [Refresh] Knopf die Ansicht aktualisieren dass die Datei auch sichtbar ist. Zum Löschen von Dateien kann man deren Dateinamen im Browser markieren und kopieren und in das Eingabefeld vor dem [Delete File] Knopf hineinkopieren und dann auf [Delete File] klicken. Auch hier erscheint dann ein kleines Popup-Fenster mit "Success" wenn’s geklappt hat, was dann wieder zu schließen ist, dann wieder auf [Refresh] um die Ansicht zu aktualisieren. Das bringt dann schon ein wenig Komfort. Der Browser merkt sich übrigens die eingegebene IP-Adresse für das nächste Mal. Falls der Browser kein HTML 5 beherrscht und er sich dadurch die IP-Adresse nicht merkt, so kann im heruntergeladenen HTML-Code die IP-Adresse in Zeile 15 eingetragen werden (dabei nil ersetzen). Dann startet die Seite immer mit dieser Adresse im Eingabefeld als Default-Wert.

Edit: Nach der Umstellung meiner Homepage von HTTP auf HTTPS (verschlüsselt) kann die Seite leider nicht mehr online verwendet werden, da der Browser das Einbetten von unverschlüsselten Web-Inhalten verbietet. Der kleine Karten-Webserver arbeitet logischer weise ohne verschlüsselung. Um die Seite zu nutzen muss man sie zuvor herunterladen und lokal starten. 

Download Upload Helper Page


WLAN über BTT Cloud v1.0

Seit geraumer Zeit gibt es eine Alternative zur FlashAir und zwar die BigTreeTech Cloud v1.0 in der Variante SD und TF, also für SD oder MicroSD Schnittstelle.
Dieses Modul wurde speziell für das Nachrüsten der WLAN-Funktion von 3D-Druckern entwickelt und ist preislich ein echtes Schnäppchen. Zudem geht das Einrichten der Karte noch flotter von der Hand als das Umkonfigurieren der FlashAir. Weitere Infos und Downloads gibt's hier.

Vorteile gegenüber der FlashAir: Verfügbarkeit, Preis, Speicher (MicroSD) austauschbar
Nachteile: schlechte Netzwerkperformance, geringe Reichweite, länger als eine SD-Karte und steht somit über + sichtbare Technik

Das Modul ist ein Stück länger als die FlashAir, welche ja komplett in einem Standard-SD-Kartengehäuse Platz findet. Leider wurde der extra Platz nicht für eine sauber ausgelegte WLAN-Antenne genutzt oder dem Modul fehlt schlichtweg die Power, denn die Sende/Empfangsleistung ist leider nicht berauschend. Meine Fitzbox steht ca. 6m entfernt im Nachbarraum (eine Wand dazwischen) und das ist der Cloud v1.0 schon zu weit weg. Die FlashAir ist, wen wundert's bei der Größe auch kein Sendemast, aber schlägt sich dieser Disziplin trotzdem deutliches besser.

Einrichten der Karte:



Ablösehilfe

Eigentlich ist eine solide Haftung des Bauteils am Tisch zwingend erforderlich für einen gelungenen Druck. Je nach Größe der Bodenfläche kann einem die Haftung jedoch auch mal zu schaffen machen das Teil vom Tisch gelöst zu bekommen. Bewährt hat sich hier dem Bauteil an der Bodenfläche ein oder mehrere kleine Taschen anzubringen. Beim Lösen kann man dann mit einem Schraubendreher in die Tasche hineinfahren und das Bauteil abhebeln ohne den Tisch zu beschädigen.

1 mm von unten und 2mm in die Tiefe   Deckfläche 10° geneigt

 

Symmetrisch in die Tiefe ziehen 2x2mm   Radius 0,5mm

 

Abziehen   Fase an kompletter Bodenfläche 0,35mm

 



Die Option Drucken funktioniert erst ab Netscape V4.0 bzw. I-Explorer 5.0 !
[letzte Aktualisierung 04.02.2021]