Auf dieser Seite sammeln wir interne Informationen zur Wartung und zu den Erweiterungen unseres 3D-Druckers. Wer sich informieren möchte, wie man bei uns im fablab 3D-Drucken kann ist hier besser beraten.
Wir benutzen die Marlin Firmware. Da wir einen Dual Extruder angebaut haben und ein beheiztes Druckbett, muss man die Firmware vor dem Aufspielen anpassen.
Die Firmware ist hier zu kriegen:
https://github.com/Ultimaker/Marlin
Wie man die Firmware auf den Ultimaker läd ist hier beschrieben.
In der Datei Marlin/Configuration.h müssen an den entsprechenden
Stellen folgende Änderungen vorgenommen werden:
#define EXTRUDERS 2
da wir mit dem Umbau jetzt wieder nur einen Extruder haben muss dies wieder auf 1 gestellt werden.
#define TEMP_SENSOR_BED 1
Der E3D Extruder hat eine wesentlich höhere Heizleistung, wodurch die Temperatur beim Aufheizen immer mehr als 10K übergeschwungen ist und auch später nicht immer stabil gehalten werden konnte. Die Lösung war es in der Firmware die maximale Heizleistung einzustellen. Diese Einstellunge habe ich in diesem Thread gefunden:
#define PIDTEMP
#define BANG_MAX 64 // limits current to nozzle while in bang-bang mode; 255=full current
#define PID_MAX 64 // limits current to nozzle while PID is active (see PID_FUNCTIONAL_RANGE below); 255=full current
#ifdef PIDTEMP
//#define PID_DEBUG // Sends debug data to the serial port.
//#define PID_OPENLOOP 1 // Puts PID in open loop. M104/M140 sets the output power from 0 to PID_MAX
#define PID_FUNCTIONAL_RANGE 200 // If the temperature difference between the target temperature and the actual temperature
// is more then PID_FUNCTIONAL_RANGE then the PID will be shut off and the heater will be set to min/max.
#define PID_INTEGRAL_DRIVE_MAX 64 //limit for the integral term
#define K1 0.95 //smoothing factor within the PID
#define PID_dT ((16.0 * 8.0)/(F_CPU / 64.0 / 256.0)) //sampling period of the temperature routine
// If you are using a preconfigured hotend then you can use one of the value sets by uncommenting it
// Ultimaker
#define DEFAULT_Kp 6.75
#define DEFAULT_Ki 0.42
#define DEFAULT_Kd 27.80
Nachdem man diese Änderungen in der Firmware gemacht hat, ist ein PID autotune möglich (siehe Abschnitt unten).
PID tuning verbessert die Heizkurve für die Extruderspitze. Mit unserem neuen E3D Extruder gab es immer einen Fehler beim autotune, weil die Spitze so schnell heizte, dass sie über 10K über die Zieltemperatur hinaus schoss. Das konnte nur mit ein paar Einstellungen in der Firmware behoben werden (siehe Abschnitt oben).
Hier ist das PID tuning beschrieben.
M301
stellt die aktuellen PID Werte dar.
M303 S210 C10
startet PID autotune mit der Zieltemperatur 210°C. Mit dem optionalen Parameter C kann man einstellen, wie oft die Messung wiederholt werden soll. Am Ende des Autotunings werden einem Kp, Ki und Kd angezeigt. Diese Werte kann man mit
M301 P14 I1.5 D33
einstellen. Mit
M500
speichert man die Werte in den EPROM des Arduino. Ansonsten kann man die
Werte auch in Configuration.h der Firmware speichern:
#define DEFAULT_Kp 14.10
#define DEFAULT_Ki 1.50
#define DEFAULT_Kd 33.03
Wir haben einen Raspberry Pi an den 3D-Drucker angeschlossen auf dem OctoPrint läuft. OctoPrint liefert ein Web-Interface zum Steuern des Druckers. Durch die angebaute Kamera kann man den Druck auch überwachen und eine Zeitrafferaufnahme aufzeichnen. Es gibt ein SD-Karten Image, genannt OctoPi, dass alle Funktionalitäten von OctoPrint auf den Raspberry Pi bringt ohne jeglichen Installationsaufwand.
Um Strom zu sparen haben wir fernsteuerbare Schalter eingebaut. Mit diesen kann man erstens eine Lampe einschalten, um auch bei Nacht über die Kamera etwas sehen zu können. Zweitens kann die Stromzufuhr des Druckers geschaltet werden. Damit lässt sich nach dem Druck der Drucker ausschalten, mit der Möglichkeit ihn wieder an zu schalten (der OctoPrint Server läuft nämlich weiter). Drittens kann man auch den Drucker inklusive OctoPrint Server ausschalten. Nach diesem Schaltvorgang muss der Drucker manuell vor Ort wieder angeschaltet werden.
Realisiert ist das mit drei 433Mhz Fernsteuerbaren Steckdoseneinsätzen, wie wir sie auch in unserem Kurs zur Haussteuerung mit dem Raspberry Pi verwenden. Diese werden über den GPOI Port des Raspberry und einem 433Mhz Funkmodul angesprochen. Dazu muss auf dem Raspberry folgendes installiert werden:
sudo apt-get install git-core
git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build
git clone https://github.com/r10r/rcswitch-pi.git
cd rcswitch-pi
make
Ist alles richtig installiert, müsste man mit dem Befehl ./send <Gerätecode> die Steckdosen
schalten können. Z.B. die Steckdose "A" an und wieder ausschalten:
./send 11111 1 1
./send 11111 1 0
Um die Steuerung in die Oberfläche von OctoPrint zu bringen wurde in die
Datei ~/.octoprint/config.yaml folgendes im Abschnitt system
eingefügt [1]:
noch ausfüllen
Wir haben den Extruder auf einen E3D V6 umgerüstet. Unserer kam von Ebay und war eine leicht modifizierte Variante von diesem hier. Als Aufhängung haben wir dieses Thing gedruckt. Die Lüfterschächte mussten wir alledings modifizieren bzw. durch ein Schacht aus gebogenem Blech ersetzen, da die gedruckten Schächte an der Spitze weggeschmolzen sind und ausserdem zu sehr auf den Druckkopf gerichtet waren. Ausserdem war das Problem, dass die seitlichen Lüfter an die Läufer an den Stangen rechts und links stoßen. Unsere Blechvariante hat eine geringere Bauhöhe und kann deshalb unter den Läufer gleiten. Um wieder den maximal bedruckbaren Bereich zu erreichen, musste an den Läufern einiges abgefeilt werden und ausserdem die Endstops verschoben werden (neue Löcher bohren bzw. langlöcher erweitern), da der neue Extruder nicht mehr so mittig sitzt wie der originale und deshalb anderswo anstößt.
Symptom: Der Drucker druckt eine Weile gut, dann aber werden die Bahnen dünner und irgendwann kommt gar nichts mehr. Eventuell tritt das Problem periodisch auf, die Verstopfung scheint sich wieder zu lösen, sodass erstmal wieder normal gedruckt wird, ein paar Bahnen weiter tritt das Problem aber wieder auf.
Was ist das Problem? Technisch liegt das Problem darin, dass mehr in den Extruderkopf hinein gedrückt wird, als aufgeschmolzen an der Spitze hinaus läuft. Die Aufschmelzrate ist nicht hoch genug, dass das Filament in der richtigen Zeit flüssig genug ist, um vorne heraus zu fließen. Da der Input schneller ist als der Output wird das Filament im Extuderkopf auseinander gedrückt und verklemmt sich. Daraufhin frisst sich der Vorschub in das Filament.
Das Problem kann auch auftreten, wenn das Filament zwar genügend aufgeschmolzen wird, die Fließrate aber so hoch gesetzt ist, dass mehr auf die Druckplatte gedrückt wird als dort Platz ist. Das sieht man daran, dass die einzelnen Bahnen so stark aneinander stoßen, dass sie sich an den Kontaktstellen nach oben wölben. In diesem Falle wird auch der Output blockiert.
Lösung: Die Lösung des Problems ist es, den Output zu erhöhen und den Input zu verringern – und beides so einzustellen, dass genau so viel heraus fließt, wie hinein geschoben wird.
- Zuerst sollte man Verunreinigungen, die durch die Verstopfung entstanden durch die Cold-Pull Technik entfernen (siehe unten).
- Um den Output zu erhöhen (das Material wird nicht schnell genug flüssig) kann man die Temperatur erhöhen. Diese liegt dann eventuell über dem Schmelzpunkt des Materials und würde bei langsamem Durchschub Probleme verursachen. Um auf eine entsprechende Durchflussgeschwindigkeit und Aufzeizgeschwindigkeit zu kommen kann dies aber eine Lösung sein.
- Den Input kann man verringern indem man während dem Druck am Ulticontroller oder in OctoPrint oder aber direkt beim Erzeugen des gcodes in Cura den Fluss (Flowrate) verringert (z.B. auf 90 oder 80%).
Die Strategie wäre erstmal folgendes zu erreichen: Der Input liefert weniger nach als der Output hergeben könnte. Man könnte also erstmal die Temperatur erhöhen (sodass das Material leichter herausfließt) und gleichzeitig den Input über die Flowrate verringern. Wenn man dann erreicht hat, dass die extrudierten Bahnen lückenhaft sind, (also nicht direkt aneinander liegen) weiß man genau, dass nun alles heraus fließt, was der Vorschub in den Extruder hinein schiebt. Dann regelt man die Flowrate so weit nach, bis die Bahnen wieder geschlossen. Damit hat man ein perfektes Fließgleichgewicht zwischen Input und Output hergestellt.
Was man auf keine Fall tun sollte:
- Die Flussrate erhöhen, weil ja anscheinend zu wenig heraus kommt. Dieser Versuchung muss man tunlichst widerstehen!
- Die Temperatur so weit erhöhen, dass das Filament verdampft oder dunkel wird
- Eine hohe Temperatur (über dem Schmelzpunkt) und eine geringe Druckgeschwindigkeit zu kombinieren ist auch nicht so gut
Das Problem: Wenn Staubpartikel in den Extruder gelangen können sie die Düse verstopfen. Probleme hat man auch, wenn der Extruder mal verstopft war und trotzdem noch eine Weile weiter geheizt wurde (z.B. weil niemand den Druck beaufsichtigt hat). Dann verkohlt das Filament und bilded schwarze Ablagerungen. Ein Problem das mit dem neuen gekühlten E3D Extruder aufgekommen ist, besteht darin dass Filament beim zurückziehen vom geheizten Bereich in den gekühlten Bereich gezogen wird und dort an den Wänden erkaltet und hängen bleibt. Das kann beim Herausziehen/Wechseln des Filaments passieren oder wenn man eine zu große Retraction für den Druck eingestellt hat. Das erhährtete Filament an den Extruderwänden kann den Vor- und Rückschub bremsen oder das Filament sogar komplett festhalten, sodass man es nur noch mit der Zange aus dem Extruder entfernen kann.
Lösung: Verunreinigungen und Reste können aus dem Extruder entfernt werden mit der Cold-Pull Technik:
- Man entfernt den Teflonschlauch, indem man die Bowdenkupplung nach unten drückt und den Schlauch heraus zieht.
- Man heizt den Drucker auf Schmelztemperatur und drückt etwas Filament durch den Extruder.
- Dann lässt man den Extruder auf etwa 85°C abkühlen.
- Ist der Extruder abkekühlt zieht man das Filament (direkt am Extruder) mit etwas Gewalt (und vlt. einer Zange) aus dem Extruder. Das Filament sollte soweit herabgekühlt sein, dass es ohne zu verformen als Ganzes herausgezogen wird.
Hat man Temperatur und Zeitpunkt gut abgepasst, sollte das unverformte Filament die Innenstruktur des Extruders abbilden, also auch die Verjüngung an der Spitze. Alle Verunreinigungen, Reste und eventuell verkohlte Reste von den Wänden sollten dabei mit heraus gezogen werden. Jodoch sollte man das Ganze einige male wiederholen, bis man sieht, dass nichts mehr mit heraus kommt.
Besonders mit unserem neuen E3D Extruder empfiehlt es sich diese Technik nach jedem Filamentwechsel anzuwenden, bzw. das Filament überhaupt erst mit dieser Technik zu entfernen (also nicht im beheizten Zustand aus dem Extruder zu ziehen).
Ausserdem empfieht es sich diese Technik jedes mal durchzuführen, wenn der Extruder einmal verstopft war (siehe oben). Verstopfungen lösen sich i.d.R. nicht von alleine. Reste bleiben immer vorhanden, führen zwar nicht immer zu weiteren Verstopfungen, aber beeinträchtigen die Druckqualität.
- Documentation unter https://github.com/foosel/OctoPrint/wiki/Cookbook:-System-Commands