Bauen Sie Ihre eigene 3D-Drucker-Filamentfabrik (Filament Extruder)

Zu lange, nicht gelesen:

Machen Sie Ihr eigenes 3D-Druckerfilament!

Günstig und von hoher Qualität bei einer anständigen Geschwindigkeit von 150-190 IPM! (4-5 Meter pro Minute)

UPDATE: Jetzt mit Schaltplan!

Lange gelesen:

3D-Drucker sind cool und fallen endlich im Preis. Kickstarter-Kampagnen wie die von QB-UP oder M3D tauchen auf und sind endlich "erschwinglich". Und mit erschwinglich meine ich erschwinglich wie 200 $ und nicht "erschwinglich" wie 2.199 $ erschwinglich. Sobald Sie jedoch stolzer Besitzer eines 3D-Druckers sind, werden Sie schnell feststellen, dass Ihre Brieftasche weit davon entfernt ist, allein gelassen zu werden. Nein ! Sie benötigen natürlich Plastikfilamente, um diese super tollen Kleiderhaken und Unterlegkeile zu drucken. Da der Preis für diese Filamente tendenziell die tatsächlichen Materialkosten übersteigt, ist das Drucken vor den genannten Lebensrettern ziemlich teuer und könnte ein Problem für die Entwicklung der stetig wachsenden 3D-Druckergemeinschaft werden

ABER KEINE FURCHT MEHR !! Einige clevere Herren kamen mit - Hugh Lyman mit seinem Lyman Extruder kann hier oder die Jungs von Filastruder.com erwähnt werden - und retteten den Tag! YAY. Und es gab viel Freude! Sie haben Plastikextruder gebaut, die jeder zu einem angemessenen Preis bauen oder kaufen kann. Wenn Sie jedoch ein anderer Instructable.com-Benutzer sind, sollten Sie sich als Erstes Gedanken machen: "Ich kann das selbst bauen ... und billiger ...". Zu geringeren Kosten zu bauen, ist schließlich die Natur des Heimwerkens.

Und natürlich viel mehr Spaß als das Zusammenstellen eines vorgefertigten Kits.

Besondere Grüße gehen an Xabbax und seinen einfachen, aber super tollen Low Cost Filament Extruder!

Wie viel Geld spare ich bei der Herstellung meines eigenen Filaments?

Gute Frage ! Viel !

Abhängig von den Pellets, die Sie erhalten, können Sie Ihr Filament ab 1 $ / kg herstellen.

Wie lange dauert es, bis 1 kg Filament hergestellt ist?

Mit dem Build beschreibe ich hier ... ungefähr 1 Stunde. (für 1, 75 mm Filament mit ABS / PC-Pellets).

Nehmen wir also an, Sie beginnen an einem Samstag in Ihrer nächsten Workshop-Sitzung um 10 Uhr und schließen die Luken um 17 Uhr. Sie könnten 4-5 kg ​​Filament herstellen, wodurch Sie zwischen 125 und 150 $ sparen und für Hunderte von Filamenten viel Filament übrig haben Tausende von Eierbechern und Handyhüllen und andere nutzlose Dinge.

Oh ja, was ist mit den Baukosten?

Abhängig von Versand und lokalen Preisen würde ich ungefähr 130-150 $ schätzen.

Nächster Schritt: Materialliste

Schritt 1: Materialliste

Mit Ausnahme der Elektronik kann alles, was hier aufgeführt ist, in Ihrem örtlichen Baumarkt gekauft werden.

Materialien:

• 1x Wischermotor (Ebay EU - 15 €) / 5 € vom Schrottplatz
• 1x Bohrer (Durchmesser = 16 mm; Länge = 460 mm)
• 1x PID-Temperaturregler - DC 12V-Version (Ebay)
• 1x SSR-25DA Halbleiterrelais 3-32 V DC / 24-380 V AC / 25 A (Ebay)

• 1x K-Thermoelement (Ebay - wie dieses; muss nicht das Geschäft sein :) nur ein Beispiel)
  -> !!! Manchmal wird die PID mit einem SSR und einem K-Thermoelement gebündelt !!! <-

• 1x Motor Controller 20A (Ebay)
• 1x Netzteil 12V, 240W + (Ebay)
• 1x Heizband (200 Watt 25mmx30mm) (Ebay)
• 2x Lüfter (80 mm) 12V
• 1x Fitting 3/4 "US Zoll UNC --- 1/2" Deutsch Zoll - 18cm lang
• 1x Wasserhahnverlängerung - 3/4 "UNC-Gewinde --- 1/2" deutscher Zoll - 50 mm lang, 27 mm Durchmesser (ein Kerngewinde und ein Außengewinde)
• 1x Endkappe 1/2 "
• 1x am Wasserhahn montierter Filter - 1/2 "Durchmesser
• 3x Stahlwinkel
• 1x Axialkugellager (Ebay) - Passt genau auf die Welle des Schneckenbohrers.
• 2x 10mm Gewindestange
• 1x Isolierung
• PTFE-Band
• Hitzebeständiges Klebeband
• 3x Wippschalter (früher "Rakete")
• 1x Holzbrett 100 cm x 10 cm x 2 cm
• Mehrere Schrauben und Muttern
• 2x Buchsen (1 passt auf den Schneckenbohrer und 1 passt auf die Muttern der Motorwelle)
• Drähte (zwei Farben)

Werkzeuge:

• Multitool (Dremel-ähnlich)
• Sah
• Hammer
• Bohren

Schritt 2: Grundplatte

Nehmen Sie das Holzbrett und schneiden Sie zwei Stücke von jeweils 15 cm Länge ab. Sie dienen als Halterung für den Motor und den Lauf .

Schritt 3: Die Motorhalterung

Montieren Sie den Wischermotor an der Motorhalterung und platzieren Sie ihn irgendwo am Ende der Grundplatte. Eine Schätzung finden Sie in der technischen Zeichnung.

Verwenden Sie die Stahlwinkel, um es an der Grundplatte zu befestigen.

Der Motor hat nur eine Gewindewelle. Damit die Kupplung auf den Motor passt, habe ich eine Sechskantmutter mit 13 mm Außendurchmesser genommen und auf die Welle gesetzt. Wenn sich die Welle dreht und die Kupplung angebracht ist, würde sich die Mutter lösen. Um dies zu beheben, bohrte ich ein Loch zwischen der angebrachten Mutter und der Motorwelle und steckte eine 2-mm-Stahlschraube hinein. Dies verhindert das Öffnen der Mutter. Siehe das letzte Bild oben.

Schritt 4: Die Laufhalterung

Bohren Sie zwei Löcher in das andere Holzstück, damit die Flansche links und rechts von der Platte angebracht werden können. Bohren Sie ein weiteres 1/2 "Loch für den Schneckenbohrer.

Bei beiden Montageplatten muss die mittlere Öffnung zueinander ausgerichtet sein, damit sich die Schnecken- / Kupplungs- / Wellenachse frei drehen kann.

Befestigen Sie die Flansche mit zwei Teilen der 10-mm-Gewindestange. Die Stangen müssen lange genug belassen werden, damit sie mit dem "Rückschlagschutz" der Schnecke verschraubt werden können. 10 cm ist gut genug. Sie können später zugeschnitten werden.

Dies wird im nächsten Schritt deutlich.

Schritt 5: Auger Kickback Protection

Wenn sich der Schneckenbohrer dreht und die Pellets zieht, baut sich viel Druck auf. Im schlimmsten Fall kann dies den Schneckenantrieb im Wischermotor beschädigen. Um diesem Problem entgegenzuwirken, benötigen wir einen Rückschlagschutz. Dies geschieht einfach durch einen stabilen Stahlwinkel und ein axiales Kugellager. Dieses Kugellager hält einer Menge Kraft stand, die auf sie ausgeübt wird.

Das funktioniert so: Die Schnecke wird aufgrund ihrer "rückwärts" drehenden Haltung zurückgeschoben. Aufgrund ihrer Verjüngung drückt die Schneckenwelle gegen das Axialkugellager, das selbst gegen den Stahlwinkel drückt. Die Kupplung zwischen Schnecke und Motor sollte immer einen kleinen Abstand haben. Damit keine Kraft auf die Motorwelle ausgeübt wird.

Platzieren Sie nun den Stahlwinkel mit den eingesetzten Stangen in einem Abstand zur Laufhalterung, so dass die Welle der Schnecke etwa 3-4 cm (~ 1, 5 "-2") herausragt.

Die Bilder sollten es auch erklären. Außerdem habe ich ein kurzes Video gemacht, das es auch veranschaulichen soll. Die Abmessungen der Teile können von denen abweichen, auf die Sie Zugriff haben. Eine genaue Messung hilft Ihnen vielleicht nicht sehr, aber die Bilder sollten Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie sie zusammengesetzt werden sollten.

Schritt 6: Das Fass- und Schneckenbohrer

Fass:

Glätten Sie die Enden und Nähte des Rohrs, damit sich der Schneckenbohrer frei drehen kann.

Bevor Sie eine Öffnung in das Rohr schneiden, schrauben Sie sie fest auf den Flansch, markieren Sie den oberen Bereich und entfernen Sie den Zylinder wieder.

Nehmen Sie Ihr Multitool und schneiden Sie den markierten Bereich am Ende des Rohrs aus, in den die Pellets fallen sollen. Wickeln Sie etwas PTFE-Klebeband um dieses Ende des Rohrs. Dies sollte verhindern, dass sich das Rohr mit der Schneckenbewegung dreht. Denken Sie daran, dass der Motor sehr leistungsstark ist. Wenn zwischen der Schnecke und den Pellets Reibung besteht, dreht sich das Rohr leicht um weitere 4 bis 5 mm, selbst wenn es mit einem Schraubenschlüssel befestigt wurde.

Die Gewinde am Flansch und an den Anschlüssen sind nicht für perfekte 90 ° -Winkel ausgelegt. So könnte die Armatur / der Lauf in einem schrägen Winkel stehen. Um dies zu beheben, nehmen Sie einige Unterlegscheiben und legen Sie sie gegebenenfalls unter den Flansch.

Nehmen Sie ein quadratisches Stück Holz und bohren Sie ein Loch in Längsrichtung, damit das Rohr durchläuft. Bohren Sie nun ein weiteres Loch senkrecht zum "Rohrkanal", damit eine Flasche fest sitzt. Schneiden Sie nun den Block zur einfachen Demontage in zwei Hälften.

Auger-Bit:

Die Schnecke ist möglicherweise zu lang, sodass Sie die Spitze mit einem Winkelschleifer abschneiden müssen.

Der Schneckenbohrer sollte bis zur Heizung reichen. Siehe die Bilder oben.

Schritt 7: Die Auger-Motor-Kupplung

Nehmen Sie ein 5 cm großes Stück quadratischen Stahls, das in die Enden der Sockel passt (ca. 12 mm Kantenlänge).
Setzen Sie die Kupplung auf den Schneckenbohrer und befestigen Sie den Motor an der Motorhalterung.

Die Kupplung sollte jetzt gut dazwischen passen.

Alternativ können Sie anstelle der beiden Steckdosen auch eine Zündkerzensteckdose verwenden. Daher muss der Abstand zwischen der Motorhalterung und der Schnecken- / Laufhalterung angepasst werden.

Ich habe mich für die oben genannte Methode entschieden, weil ich keine Zündkerzensteckdose zur Hand hatte, aber ich werde dies beim nächsten Build versuchen.

Schritt 8: Die Düse

Düsendurchmesser:
Abhängig von dem Material, das Sie verarbeiten, variiert der Durchmesser des Lochs in der Düse, und das Finden der richtigen Abmessung ist ein Versuch und Irrtum. Für ABS / PC-Mischpellets mit einem Schmelzpunkt zwischen 240 und 280 ° C hat sich nach meiner Erfahrung ein 1, 5-mm-Loch gut bewährt.

Unterbrecherplatte:

Nehmen Sie den am Wasserhahn montierten Filter und schneiden Sie ihn bei Bedarf in einen Durchmesser von 1/2 ". Dieser fungiert als Unterbrecherplatte. Diese Unterbrecherplatten mischen den geschmolzenen Kunststoff und halten Schmutz (der natürlich nicht vorhanden sein sollte) und eventuell kleine Blasen, die beim Schmelzen auftreten können. Dies hilft beim Glätten des Kunststoffs, der durch die Düse drückt.

Stellen Sie sicher, dass keine Splitter oder Stränge vorhanden sind! Sie möchten die Druckerdüse nicht ruinieren!

Nehmen Sie eine Unterlegscheibe, setzen Sie sie in die Endkappe ein und legen Sie die DIY-Unterbrecherplatte darauf.

Schritt 9: Bandheizung und Temperatursonde (K-Thermoelement)

Bohren Sie ein 2-mm-Loch in der Nähe der Vorderseite des Wasserhahnverlängerers, damit das Thermoelement hineinpasst.

Den Thermoelementdraht ablängen. Es sollte so lange wie nötig sein.

Schieben Sie die Bandheizung auf den Hahnverlängerer. Es sollte um das Ende des Extenders sitzen.

Nehmen Sie als nächstes ein PTFE-Band und wickeln Sie es um den Faden des Tap Extenders. Dies verhindert, dass der geschmolzene Kunststoff durch den Faden drückt.

Befestigen Sie das Thermoelement mit einem hitzebeständigen Klebeband.

Setzen Sie dann die Düse aus dem vorherigen Schritt auf.

Nehmen Sie als nächstes ein 10 cm langes Stück Aluminiumrohr mit einem Durchmesser von etwa 1 cm und platzieren Sie es mit einem starren Draht vor der Düse. Dies gibt dem Filament beim Abkühlen eine schöne Locke.
Danke Xabbax für die Idee.

Wickeln Sie nun die Isolierung so um die Heizung, dass auch die Düse abgedeckt ist.

Schritt 10: Abkühlen

Die Vorderseite der Düse und der Motor müssen gekühlt werden.

Das Filament ist beim Austritt aus der Düse noch sehr heiß und weich. Um zu verhindern, dass es sich beim Herunterfallen zu stark von den einwirkenden G-Kräften ausdehnt, ist die Kühlung sehr wichtig. Je mehr Sie abkühlen, desto besser können Sie später den Durchmesser des Filaments steuern.

Obwohl der Motor etwas Wärme aufbaut und der Lüfter hilft, ihn kühl zu halten.

Schritt 11: Elektronik

Nachdem die meisten mechanischen Teile eingestellt und fertig sind, ist es Zeit für die Installation der Elektronik.
Nehmen Sie vorher ein Stück Holz für das vordere Gehäuse und ordnen Sie die 3 Raketenschalter, den PID-Regler und das Potentiometer des Motorreglers an und befestigen Sie sie mit etwas Heißkleber.

Hauptstrom
Schließen Sie das Netzkabel über einen Wippschalter an die Stromversorgung an (Anschlüsse L, N und Masse).

PID-Temperaturregler
Schließen Sie den PID-Temperaturregler über Wippschalter an die Stromversorgung an.

Halbleiterrelais & Bandheizung
Verbinden Sie die 12-V-Ports des Solid State Relay mit der PID (Port 6 und 8).
Verbinden Sie Port 1 des SSR mit dem 220 V (EU) / 120 V (US) -Port (Port L) des Netzteils.
Verbinden Sie Port 2 des SSR mit einem der Bandheizungsports.
Der andere freie Anschluss der Bandheizung ist mit dem N-Anschluss des Netzteils verbunden.

Was macht die SSR eigentlich?
Die Bandheizung ist ein 220-V-Teil, aber die PID wird nur mit 12 V betrieben. Daher verbindet der SSR die 12-V-PID mit der 220-V-Heizung. Die PID schaltet die SSR bei Bedarf ein und aus. Wenn es eingeschaltet ist, werden 220 V an die Bandheizung angeschlossen und es wird warm. Wenn das Relais ausgeschaltet ist, sind die Bandheizungen nicht an 220 V angeschlossen und ergo ist ausgeschaltet. Die Idee ist, ein Hochleistungsgerät (Heizung) mit einem Niedrigleistungsgerät (PID) zu steuern.

Motorsteuerung

Schließen Sie die Motorsteuerung über einen Wippschalter an die Stromversorgung an. Schließen Sie dann den Motor an die Motorsteuerung an. Verwenden Sie die Pinbelegung für die Einstellung der 2. Drehzahl des Motors. Die Pinbelegung ist von Modell zu Modell unterschiedlich und Sie müssen zuerst herausfinden, welche Stifte für welche Geschwindigkeitseinstellung geeignet sind.
Die beiden Lüfter sind an die gleichen Anschlüsse angeschlossen wie der Motor an die Motorsteuerung.

Schaltplan
Ich bin mir nicht sicher, ob ich die Schaltpläne aus Lizenzgründen veröffentlichen darf, daher werde ich auf die jeweiligen Websites verlinken.

1) Filastruder-Schaltplan

2) Filabot Wee Schaltplan (nach unten scrollen)

3) Hier ist ein Link zu der von mir verwendeten Sestos PID.

Schritt 12: Extrusionseinstellungen und Einrichten der PID

Unterschiedliche Materialien erfordern unterschiedliche Extrusionseinstellungen.

Für reines ABS ist eine Temperatur von 190 ° C ungefähr richtig.

PLA benötigt weniger Wärme und ABS / PC-Gemische benötigen höhere Temperaturen wie 260-270 ° C.

Der Sestos PID kann sich automatisch auf die gewünschte Temperatur einstellen.

PID-Regler-Setup:

Um die Autotune-Funktion zu aktivieren, drücken Sie 3 Sekunden lang "SET".
Sie sehen nun "HIAL" auf dem Display. Verwenden Sie nun die DOWN-Taste, bis "Ctrl" angezeigt wird, und stellen Sie sie auf "2" ein. Dies ist die Nummer für die Autotune-Funktion. Drücken Sie erneut "SET", bis die Temperaturanzeige erneut angezeigt wird. Gleich nach all den EP1-8-Optionen. Stellen Sie die gewünschte Temperatur mit den Auf- und Ab-Tasten ein und warten Sie, bis die Anzeige nicht mehr blinkt (~ 10-15 Minuten).

Aktivieren Sie den Motor und lassen Sie das Extrudieren beginnen. Sie müssen mit der Geschwindigkeit des Motors herumspielen.
Nach meiner Erfahrung hat die Einstellung des Potentiometers auf die halbe Geschwindigkeit bei 270 ° C für ABS / PC sehr gut funktioniert.