Oberflächenqualität

[AtlonXP]

Hallo Rau,
ja es ist schwierig zu verstehen.
Du wirfst gerade alles in einen Topf.

"Rau hat geschrieben: Hm. Du meinst vermutlich, dass nur die hintersten Zähne die Kraft aufnehmen, weil die seitlichen Zahne beliebig über die Rolle rutschen können. Ja, das stimmt wohl.

Es wirken 2 Kräfte auf den Zahnriemen.
- Spannkraft (Riemenspanner).
- Antriebskraft (Motor).

Du brauchst die Spannkraft um die Antriebskraft (durch Reibungswiderstand) übertragen zu können.
Man muss die Kräfte einzeln betrachten.

Stelle Dir selber die Fragen:
- Was ist ein Riementrieb? (Kraftschluss ->Riemenscheibe + Keilriemen)
- Was ist ein Kettentrieb? (Formschluss -> Zahnrad + Kette)
- Wie ist ein Zahnriemen dazwischen einzuordnen? (-> es ist mehr ein Riementrieb, richtig?)

Und nun Praktisch:

Stell Dir vor, Du spannst einen Zahnriemen auf einer Tischplatte, mit deinen beiden Zeigefingern.
Wie in unserem Drucker.

Wo und wie liegt die Kraft an?

Stell Dir weiter vor, deine Finger wären so dünn wie eine Nähnadel.
Nur an den Nähnadeln liegt die Kraft an. (das ist der Umkehrpunkt)

Drehe nun gedanklich den Zahnriemen weiter wie es der Antriebsmotor tut.

Der Zahnriemen hat ein Profil, einen Radius nach außen und den gleichen nach innen, mit Modul 3.
Das heißt, alle 3mm Weg kommt ein Tal oder eine Auswölbung an der Nadel vorbei. (Das Profil wiederholt sich alle 3 mm).
Der Riemen würde rattern nach dem Profil des Zahnriemens.

Noch genauer auf den Drucker bezogen:

Nur jene Radiusspitze zum Umkreis der Spannrolle, ist für die Spannkraft in dem Moment auf der Spannrolle verantwortlich, wenn sie den Umkehrpunkt erreicht (Kontaktfläche der Nähnadeln).
Dazwischen ist auch noch 3 mm Luft bis zur nächsten Spitze.

Diese Radiusspitze hat eine sehr geringe Auflagefläche zur Spannrolle und ist durch ihre Querschnittsfläche sehr leicht einzudrücken.
(Somit geht die Spannkraft flöten wegen der Verformung an der Auswölbung).

Es gibt noch eine weitere Kraft, ich nenn diese mal Nebenkraft.
Diese drückt die seitlich anliegenden Radiusspitzen an die Spannrolle und das Ritzel.

Diese Kraft ist jedoch zu vernachlässigen weil sie gegen Null geht.
Wir Messen diese aber nach C....d, mit der 1 Kg Wasserflasche, nach dem Schema:
„Gewichtskraft mal Weg“ und schließen darauf auf unsere Riemenspannung.

Auf das Thema Resonanz- Schwingung möchte ich nicht eingehen.
Hier haben Andere schon, zu Recht, ihren Doktor geschrieben.

Folgende Größen sind für einen ruhigen Lauf verantwortlich:

- Genauigkeit der Ritzel und Spannrollen, vor allem auch die Passgenauigkeit am Profil Zahnriemen/Ritzel.
(Wie sieht diese an unserer Spannrolle X und Y Achse aus?)
- Umso größer die Durchmesser der Ritzel und Spannrollen, desto besser.
- Die Art und Beschaffenheit des Zahnriemens.
- Die Resonanzfrequenz des Zahnriemens.

Zum Abschluss noch eine Hypothese:

Wer seinen Riemenspanner bis zum Maximum anspannt, der erhöht zwar seine Resonanzfrequenz des Zahnriemens,
erkauft sich dies jedoch mit einem noch unruhigeren Riemenablauf an der Spannrolle.
Es könnte sein, dass dieser Schuss nach hinten losgeht.

So Leute, gebt doch bitte Euren Senf dazu!

[RAU]

Klasse beschrieben, ich glaube ich habe ich es halbwegs verstanden.
Kurzes Fazit: das Zahnprofil lässt sich nicht verleugnen, daran ändert auch die Riemenspannung nichts.

Ich habe mal zufällig Bilder von einem Stratasys Kreuzschlitten gesehen:

02.JPG

Die verwenden Stahlseile statt Zahnriemen. Der kleine Zahnriemen am Motor wird kaum Probleme machen, da das kleine Ritzel mit viel höherer Geschwindigkeit/Auflösung arbeitet, und das große Ritzel - wie du schreibst - unkritisch ist.

Woanders habe ich mal einen Drucker gesehen, der Zahnriemen mit feinerer Zahnung benutzt. Den Bericht konnte ich jetzt leider nicht wiederfinden.

Dann war da noch ein Drucker, der hatte an beiden Enden des Riemens einen Motor - und ich ich meine Zweifel.

Und noch eine eigene Idee: zwei Zahnriemen nebeneinander mit winkelversetzten Ritzeln.

Aber ehrlich gesagt, es funktioniert doch auch so wie es ist, oder? Das Thema Drucktemperatur/Einhausung/Kühler etc. hat jedenfalls einen größeren Einfluss auf das Druckergebnis.

[AtlonXP]

Unser Drucker ist schon gut!

In dem Bild Seite 1 Wellenmuster in der Horizontalen (Wellenmuster_2.jpg) von Rf1k..
siehst Du gut die Auswirkung,
Abhilfe schafft hier, die Außen Kontur langsamer abfahren.
Ich glaube, dass das Problem im Fräsbetrieb eher eine Rolle spielt, weil dort höhere Kräfte am Werkeln sind.

C...d hätte ruhig als Umlenkrollen auch ein Ritzel verwenden können das würde schon reichen.

Wir sind doch hier fast alle Bastler oder?

[RAU]

Das Bild von mjh11
http://www.rf1000.de/download/file.php? ... &mode=view
würde ich anders interpretieren. Diese Wellen sind nicht direkt auf das Zahnprofil zurückzuführen. Die Wellen entstehen gerade weil die X/Y Schlitten die Geschwindigkeit absenken müssen, um um die Ecke fahren zu können. Um eine gleichmäßige Raupe zu drucken, muss der Extrudermoter natürlich die Geschwindigkeitsänderung in der gleichen Weise durchführen. Nur wenn der Materialvorschub immer exakt zur Fahrgeschwindigkeit passt, behält die Raupe ihre konstannte Breite.

Das ist schwer hinzubekommen. Einerseits ist die Rechenleistung der Steuerung limitiert, und damit auch die Einstellgenauigkeit bei solchen hochdynamischen Vorgängen. Andererseits hat der Extruder noch viel mehr als der Riemen eine Elastizität durch das Volumen des Schmelzraums und der Zuführung. Der Extrudermoter arbeitet auch mit unverschämt wenigen Steps pro relevanter Vorschubmenge, besser wäre ein Getriebemoter. Nicht zuletzt reagiert die Temperaturregelung träge auf schnelle Änderungen der Extrusionsmenge. All das führt zu diesen Einschwingvorgängen beim Abbremsen und Beschleunigen.

Eine geringere Druckgeschwindigkeit hilft schon, weil dann weniger gebremst/beschleunigt werden muss.
Ein Drucker, der wenig Masse bewegen muss, kann aber auch schneller drucken ohne solche Probleme. Immerhin hat der RF1000 relativ starke Motoren und Motortreiber, im Vergleich steht er gar nicht so schlecht da.

Beim Fräsen könnte das Problem größer sein, da mehr Gegenkräfte auftregen. Das flüssige Plastik leistet ja kaum einen Widerstand. Die Mechanismen sind aber aber sicher ganz andere, es wird ohnehin nicht besonders schnell gefahren.

Unser Drucker ist schon gut!

Jawoll! Das hier geschriebene sind alles Feinheiten, die andere Drucker ebenso betreffen. Ja, und Bastler sind wir, und nicht zu knapp!

[AtlonXP]

Hallo Rau,

folgenden Versuch habe ich zu diesem Thema gemacht:

- Ein Rohr mit 70 mm Durchmesser, Höhe 195 mm, 0,5 mm Wandungsstärke gezeichnet.
- Mein Extruder ist der V2 für 3mm Material.
- Den Druck gestartet mit Slicereinstellungen alles auf 100% mit einer 0,5 mm Düse und 0,2 mm Schichthöhe (PLA).
Leider weiß ich es nicht mehr, waren 3600 oder 4800 mm/s in Simplify eingestellt.
- Vase Funktion nicht aktiv! 3 oder 4 Skirt außen rum, damit der Stand besser ist.
- Mitten im Druck am Drucker die Geschwindigkeit langsam erhöht auf über 300%.
- 300% Packt er ohne dass es im Ohr weh tut, da Rockt´s!
Der Drucker hat die Layer hochgezogen wie ein Maurer.
- Bei diesem Versuch habe ich auch die Optimale Spritzmenge gesucht! (Flow) am Drucker.
- Optimale Spritzmenge = Optimale Oberfläche, aber an der Seite des Zylinders. Damals waren 95% optimal.
(Du weißt es schon über- oder unterspritzen).

Der Drucker stoppt beim Drucken jeweils nach einer Umrundung und setzt in der entgegengesetzten Richtung, mit neuer Layerhöhe, die nächste Runde fort.
Es entsteht eine Naht.
Auf der einen Seite der Naht auch jenseits Wellen, aber keine Änderung des Materialflows, auf der anderen Seite sind die Wellen geringer.
Deshalb denke ich, es sind Schwingungen der Zahnriemen.

An X- und Y- Jerk habe ich auch mit größeren Zahlenunterschieden gespielt, hatte diese aber nicht ins E- Prom geschrieben.
Hier habe ich keinen Unterschied bemerkt, vielleicht hat aber auch der Drucker diese Werte nicht gefressen.
An einer Industrieanlage hieß die Funktion „Jerk“ ->(T- Ruck) und beschreibt die Beschleunigung und den Bremsweg einer Fahrachse in Relation zur Zeit (m/s²). Ist das hier auch so?

Wegen dem bekannten Verbindungsproblem hatte ich die Baudrate für Simplify auf 9600 Baud gesenkt.
Mittlerweile habe ich störungslose (erprobte) Ergebnisse mit 38400 Baud.

Meine Beobachtung:

Beim Drucken eines Skirt in einer Kreisbewegung, ruckt der Drucker.
Die Kreisbewegung am Teil ist jedoch fliesend (ohne rucken).
Ich glaube der Slicer berechnet die 2 Konturen unterschiedlich. (Kreisinterpolation).
Mit dem G- Code habe ich mich noch nicht ausreichend befasst.
Diese Beobachtung ist unabhängig von der Betriebsart USB/SD Karte.

Bei einer Baudrate von 9600 war glaube ich das Rucken stärker und der Skirt hat ausgesehen wie ein Vorhang.
Die Made sah aus, wie eine Perlenschnur!
Bei doppelter Baudrate war die Perlenschnur verschwunden.
Ich schließe daraus, dass 9600 Baud zu wenig ist und dieser Effekt kommt deiner Beschreibung nahe.

Falls JoBo für sein Gruselkabinett hiervon Bilder haben möchte, mache ich gerne für ihn welche.

[RAU]

Hallo Athlon XP,

du meinst 60 oder 80 mm/s
Du hast mm/Minunte benutzt, die mm/s sind gängiger. Ich habe meist 60mm/s eingestellt. 180mm/s (300%) ist schon heftig.

Die Spritzmenge (über Extrusion Multiplier) würde ich nicht an Seitenwänden optimieren. Die Dicke ist ja nicht zu sehen. Die Oberflächenqualität wird hier mehr dadurch bestimmt, dass der Extruder die geforderte Menge gleichmäßig schafft, nicht so sehr ob es genau die richtige Menge ist. Das sieht man nur an den oberen Ebenen des Drucks. Es gibt ja gerade den parallelen Thread ("Dünne Wände drucken?") wo ich genau darüber berichtet habe.

Jerk bezeichnet die maximale sprunghafte Geschwindigkeitsänderung. Also ohne eine Beschleunigung durchzuführen. Die Beschleunigung (Acceleration) wird übrigens typischerweise im Start-G-Code mit den Befehlen M201 und M202 eingestellt. Dort könntest du auch den Jerk verändern (M207).
Zu den Begriffen siehe auch https://github.com/repetier/Repetier-Fi ... nt-quality

Deine Wellen würde ich schone gerne sehen.
Den Satz ...
"Auf der einen Seite der Naht auch jenseits Wellen, aber keine Änderung des Materialflows, auf der anderen Seite sind die Wellen geringer."
habe ich nicht genau verstanden. Woran machst du "keine Änderung des Materialflows" fest?

Wenn das Rucken und die Raupenform von der Baudrate abhängt ist das schlecht. Es ist schon schwierig genug, die Beschleunigungen für alle Achsen immer synchron zu berechnen und anzufahren. Aber wenn im entscheidenden Moment die Daten fehlen hat die Steuerung ja gar keine Chance. Ich glaube nicht, dass es ein Feature gibt, den Druckvorgang dann kontrolliert abzubremsen. Ich drucke nur von SD-Karte, daher habe ich diesbezüglich keine Erfahrungen.

Das habe ich auch nicht gemeint, sondern nur die Abhängigkeit von der begrenzten Rechenleistung. Z.B. die Beschleunigungsabläufe stehen nicht im G-Code. Da steht nur, zu welcher Geschwindigkeit beschleunigt werden soll. Den Rest muss der Controller machen. Es sind ja kontinuierliche Bewegungsabläufe, die nur angenähert werden können. Und wenn die Ungenauigkeiten beim Extrudermotor nicht zum Fahrmotor passen, gibt es sichtbare Veränderungen. Wie gesagt, der Extrudermoter kommt zu allem Überfluss bei langsamer Fahrt auch noch an seine Auflösunggrenze. Beim Kreis kommt hinzu, dass die Ungenauigkeit des X-Moters mit der des Y-Motors interferiert.

Hm, man muss alle Modelle mit einer unregelmäßigen Textur versehen, dann sieht man garantiert keine Ungenauigkeiten mehr. Wie wärs mit Backsteinmuster?

[3D-Doodler]

Moin zusammen,
ich habe mir schon länger Gedanken darüber gemacht, wie man das Druckbild verbessern kann. Mich stört z.B. das regelmäßige Muster, das man vor allem bei größeren Seitenflächen erkennen kann. Sieht man sich das mal genauer an, dann erkennt man, dass dieses Muster sich alle 3mm wiederholt. Das kann doch nur am Riemenantrieb liegen, wie bereits von einigen hier ebenfalls vermutet. Wenn man genaue Ergebnisse erzielen möchte, dann spannt man einen Zahnriemen nicht mit einer einfachen Rolle (hier Kugellager). Das führt zwangsläufig dazu, dass sich die Riemenspannung im Takt der auf der Rolle aufliegenden Zähne ändert. Nimmt man anstelle der Rolle eine weitere Zahnscheibe, dann sollte dieser Effekt verschwinden. Ich hatte diese Änderung schon lange vor aber immer wieder verschoben, da ich nicht auf den Drucker verzichten konnte/wollte. Jetzt hat mein Extruder (V2) nach einem knappen Jahr Betrieb den Geist aufgegeben (Heizung durchgebrannt) und ich musste eine Zwangspause einlegen. Also nutze ich die Gelegenheit auf einen E3D V6 umzurüsten und die Riemenspanner neu zu konstruieren und auszutauschen. Das Ergebnis - was die Riemenspanner betrifft - kann sich m.E. sehen lassen. Ich stelle hier mal die Bilder ein. Ich bin gespannt, wie sich das auf die Druckergebnisse auswirkt.

Viele Grüße
Ralf

[rf1k_mjh11]

Ralf/3D-Doodler,

Schöne Arbeit. Bin auch auf die Ergebnisse gespannt.

Die CAD-Modelle fänden einen schönen Platz, im Downloadbereich, unter Führungen und Tische, oder unter Sonstiges.

Man müsste halt jemanden kennen, der einem so was fräsen könnte ...

mjh11

[Oo]

Hi,

da bin ich mal gespannt sieht vielversprechend aus.
Sind die "Alublöcke" selber gemacht oder gekauft?
Was kostet der Spaß den?

Gruß
Oo

[3D-Doodler]

Die Spanner sind selbst gemacht. Ich stelle die Zeichnungen die Tage in den Downloadbereich.