Auch wenn 3D-Drucker (FDM/Schmelzschichtungsdrucker) als eine relativ neue
Erscheinung wahrgenommen werden, so ist die Technik in der Industrie im Bereich
Prototypenfertigung schon in den 90'er Jahren anzutreffen. Die grundlegende
Technik für die FDM-Drucker ist sogar weitaus
älter, 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 ausreichend guten
und soliden Komponenten für den Hobbydrucker daherkommt.
Diese Seite beinhaltet:
Die im Internet zu findenden
3D-Modelle liegen in aller Regel im STL-Format vor, 3D-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, wobei die Basis auch hier ein G-Code ist, 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 eine plug-and-Play fertiges Settingspaket bereitstellen, mit
dem man direkt loslegen kann.
Zunächst saugt man sich Slic3r auf
https://slic3r.org,
entpackt das Zip-Archiv und startet die Anwendung "Slic3r.exe".
Bis zur
Version 2.9x ist der erste Schritt die generellen Einstellungen
von "Simpel" auf "Expert" zu stellen. Dies geht über "File\Preferences", dort 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 im X3G-Format (.x3g). Ein weiteres Tool
wird hier benötigt, um die G-Code-Datei in eine X3G-Datei zu konvertieren. Hierfür
kann die Kommandozeilenanwendung "GPX" von WHPThomas verwendet werden. Das Tool
kann z.B. bei Thingiverse
heruntergeladen werden. 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 Slic3r-Konfigurationsdatei benutzt, so ist GPX
bereits 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 durch Entfernen von "REM" werden, dann
wird der GCode vor der Konvertierung nochmals im Texteditor angezeigt und kann
somit bei Bedarf nochmal geändert werden. Z.B. lässt sich so eine
Geschwindigkeits- oder Temperaturänderung an einen Bestimmten Layer einbauen.
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 einen
10x10x10
mm Würfel.
Info: Die Slic3r-Einstellungen werden übrigens
Rechnerbezogen unter "C:\Benutzer\UserName\AppData\Roaming\Slic3r" abgelegt, was
der ansonsten 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 in der
Slic3r.ini die 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 sich der Schmerz in
Grenzen.
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 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 zudem sagen dass hier nicht nur ein bisschen Kosmetik in der GUI betrieben wurde, sondern auch viel im Hintergrund verbessert wurde. Die Druckqualität, insbesondere Deckflächen und Brücken gelingen mit dem PrusaSlicer 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 reibungslos.
Mit dem PID-Tuning (Proportional-Integral-Derivative Controller Calibration) wird die Temperaturregelung des Heizelements kalibriert. Das Ganze sorgt dafür, dass das Hotend die eingestellte Temperatur prezieser anfährt und auch genauer halten kann. Das wiederum trägt zu einem gleichmäßigerem Druckbild bei. Über die Firmware werden dem Drucker zwar Standardwerte vom Hersteller bereitgestellt, oft liegen die Werte aber aufgrund von Herstellungstoleranzen nicht im optimalen Bereich. Spätestens wenn man Hand an das Hotend oder dessen Kühlung (z.B. Lüfterdrehzahlanpassung) anlegt, ist eine Kalibrierung notwendig. Wie das von statten geht steht hier: PID-Tuning mittels Pronterface.
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 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 der Nachfolger W-04 ist gleichermaßen gut dafür geeignet. Es
gibt auch noch weitere potenzielle Karten, aber diese lassen sich am einfachsten dazu bewegen das zu tun, was für
den Einsatz am 3D-Drucker benötigt wird. Auch die beiden
Vorgängerkarten der FlashAir sind mit Einschränkungen ganz gut nutzbar.
Von Haus aus arbeiten alle Wifi-SD-Karten,
egal von welchem Hersteller gleich. Sobald die Karte mit ausreichend Strom
versorgt wird startet diese und baut einen Accesspoint auf, mit dem
man sich mit bis zu 5 Endgeräten (PC, Notebook, Handy…) gleichzeitig anmelden
kann. Verbindet man sich mit einem Endgerät mit dem Accesspoint und ruft einen
Browser auf, so wird man direkt auf die 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.
*) Auch wenn diese Technik prinzipiell bei dem Drucker mit SD-Kartenslot
anwendbar ist, so gestaltet sich der Umgang nicht zwangsläufig gleich
komfortabel. Bei meinem Mingda D2 beispielsweise werden die über Wifi neu
hinzugespielten Dateien erst erkannt wenn die Karte einem entnommen und wieder
eingesteckt oder die Druckersoftware neu gestartet wird. Ein Neustart der
Druckersoftware ohne Aus- und Einschalten des Geräts: "Menu/Home/EM. STOP". Das
nimmt dem Ganzen leider ein wenig den Charme :-/
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
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 austauschbar (MicroSD)
Nachteile: schlechte Netzwerkperformance, geringe Reichweite, Göße + sichtbare Technik
Das Modul ist
ein Stück länger als die FlashAir, welche komplett in einem
Standard-SD-Kartengehäuse Platz findet. Leider wurde der extra Platz bei der
BTTCloud nicht für
eine sauber ausgelegte WLAN-Antenne genutzt oder dem WLan-Modul fehlt schlichtweg die
Power, denn die Sende/Empfangsleistung ist 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 zwar
auch kein Sendemast, aber schlägt sich in dieser Disziplin trotz kompakterer
Bauweise deutliches
besser.
Einrichten der Karte:
Für einen gelungenen Druck ist eine solide Bauteilhaftung am Tisch
erforderlich. Je nach
Größe der Bodenfläche kann einem die Haftung jedoch auch zu schaffen machen das Teil vom Tisch gelöst zu bekommen.
Insbesondere bei Flachen Bauteilen hat man nicht genug
Hebelwirkung um den Druck vom Bett 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.
Das Ganze ist natürlich nur dann umsetzbar, wenn man seine Teile selbst
konstruiert. Aber es gibt mittlerweile auch magnetische Tischauflagen mit denen
das Ablösen der Bauteile problemlos gelingt. Auch die Haftung ist hierbei um
einiges besser, weshalb Blue-Tape definitiv nicht mehr Stand der Technik ist.
Symmetrisch in die Tiefe ziehen 2x2mm | Radius 0,5mm | |
Abziehen | Fase an kompletter Bodenfläche 0,35mm | |
Kunststoffschrauben in gedruckte Teile einzudrehen ist immer kritisch,
insbesondere dann wenn die Verschraubung öfter mal gelöst und wieder angezogen
werden muss kommt es schnell zu einem ausgestrippten Gewinde. Bei dünnen
Wandstärken kann bei zu üppig gewählter Überpressung das Material auch gerne mal
Reißen. Die Überpressung muss dann so gering ausgelegt werden dass die
Verschraubung dann aber auch nicht wirklich gut hält. Eine Abhilfe schaffen hier
Gewindeeinsätze welche auch in Spritzgussteilen höherwertiger Kunststoffgehäuse
zu finden sind. Dort werden die Einsätze in der Regel ins Spritzgusswerkzeug
eingelegt und dann vom Kunststoff umspritzt. Bei 3D-Druckteile können diese
Einsätze nachträglich in ein entsprechend dimensioniertes Loch eingeschmolzen
werden.
Am einfachsten gelingt das mit einem Lötkolben. Es gibt zwar
spezielle Einschmelzspitzen, passend zum Gewindeeinsatz, aber diese benötigt man
nicht zwingend. Eine runde Lötspitze in entsprechender Größe reicht vollkommen
aus. Ebenso gibt es speziell für 3D-Druck optimierte Einsätze mit Einführhilfe
(Absatz ohne Rändelung) aber hier tun es auch die günstigen Standardformen wenn
man im 3D-Teil entsprechend eine Einführhilfe in Form eines Absatzes oder Fase
anbringt.
70° Fase | Absatz | |
Bei M2 - M5 reicht es das Loch ca. 0,3 - 0,5 mm kleiner als der Außendurchmessers des Einsatzes auszuwählen.