DMS - Segen UND Fluch (Vor- und Nachteile der DMS)

[mhier]

Ihr könnt lange Rätzeln wo was nachlässt.

Im Endeffekt spielt das nur eine Rolle, wenn jemand konstruktive Veränderungen vornehmen will, um das zu verändern. Wer also meint, die DMS seien böse und schmeißt sie raus, wird evtl. enttäuscht sein, falls die DMS eben doch nicht den Großteil der Bewegung ausmachen. Für alle anderen Zwecke (z. b. Kompensation des Effektes mittels Messungen der DMS Digits) ist das tatsächlich egal.

[rf1k_mjh11]

Hallo mhier,

Die Gegenkraft wird durch die Führungsschiene aufgenommen (ich nehme mal an, dass diese sich nicht gegenüber deiner Messuhr bewegt). Alle Komponenten zwischen Führungsschiene und Düse sind also dieser Kraft ausgesetzt. Das gesamte Hotend demnach langgezogen (stauchen bezog sich auf die Kraft beim HBS), die Traverse (genau, ich meine das Blech zwischen den beiden DMS) wird durchgezogen, die DMS werden geschert und der Führungswagen etwas verkippt.

Tut mir leid, dem muss ich weiterhin widersprechen.
Zum besseren Verständnis hier eine erklärende Schnittdarstellung:

ExtruderXsection_2_a.jpg

Hinweis: alle Bezeichnungen sind wie in der Zusammenbauanleitung angegeben!

• Bei Punkt 'A' wird die Kraft vom Ritzel des Extrudermotors ('B') in das Filament eingeleitet.
• Der Motor ist an der Motorhalterung 'C' festgeschraubt und leitet die Reaktionskraft an diese weiter.
• Die Motorhalterung ist an den Vorschubhalteblock 'D' geschraubt und leitet die Kraft an diesen weiter.
• Der Vorschubhalteblock ist mit der Führungswagenplatte 'E' verschraubt und leitet die Kraft an diesen weiter.

Da mach' ma kurz Pause & sehen uns das Ganze aus der umgekehrten Richtung an:

• Das Filament leitet die Kraft in das Hot End 'a'. Das Hot End leitet die resultierende Reaktionskraft in die Extruderhalterung 'b' weiter.
• Die Extruderhalterung leitet die Kraft in (beide) DMS 'c' weiter.
  weitere ungewollte Bewegung

  ---

  Das Verhältnis der Kraftaufteilung in die DMS steht im selben Verhältnis wie der Abstand des Hot Ends zu den DMS. (Wäre das Hot End genau in der Mitte, würden sich beide DMS um (ca.) denselben Betrag durchbiegen. Da das Hot End (bei der Single-Version) sehr knapp beim linken DMS montiert ist, wird sich dieser deutlich mehr durchbiegen als das rechte. -->> Daher wird sich die Düse vom Hot End auch etwas nach links bewegen, da das Hot End auch etwas in Uhrzeigersinn drehen wird.)
• Die DMS leiten die Kraft in die Führungswagenplatte 'e', bzw. 'E', wo sich die gegensätzlichen Reaktionskräfte treffen und aufheben.

Damit ist der Führungswagen nicht im Kraftfluss involviert. Man könnte die Führungswagenplatte gänzlich vom Führungswagen los schrauben und die Digits würden beim Extrudieren (nahezu) ident sein.

Ich hoffe, jetzt ist es verständlich.

Wenn ich mir mal ansehe, wie dick die DMS an ihrer dünnsten Stelle sind und wie dick die Traverse, denke ich schon, dass wir da eine vergleichbare Größenordnung haben (zumal die Traverse viel länger ist und nicht noch S-förmig gebogen wird). Bei mir ist die Traverse sogar nur aus Abs, dafür allerdings auch viel dicker.

Richtig, die Traverse wird sich nicht S-förmig verbiegen. Andererseits scheint deine Wortwahl anzudeuten, dass sich deiner Meinung nach die DMS S-förmig verbiegen. Das dürfte ebenso ein Irrtum sein. Um so eine Verbiegung hin zu bekommen, müsste entweder das Hot End, die Extruderhalterung oder das Ende der DMS irgendwie geführt werden, was nicht der Fall ist. Damit biegt sich die DMS einfach vorne nach unten und es wird sich die Düse vom Hot End leicht nach hinten bewegen, wenn die Digits steigen. Das ist eine weitere ungewollte Bewegung. Um wie viel es sich handelt, könnte man sich grob ausrechnen, wenn man eine Bewegung entlang einer Kreisbahn, als Annäherung annimmt (das Ende der DMS wird sich grob auf einer Kreisbahn bewegen).

EDIT: Eines wollte ich noch aufzeigen. Aus einem vorhergehenden Beitrag:

An anderen Stellen werden Bauteile ebenso etwas nachgeben, jedoch ohne die Messung zu beeinflussen. Beispielsweise wird der Extrudermotor leicht nach hinten, oben, kippen. Das stört dem Druckbild jedoch nicht unmittelbar, da es die Düse nicht direkt beeinflusst. (Kommen wir hier bloß nicht vom Tausendste ins Hunderttausendste: Durch die Elastizität im System wird die Extrusionsmenge wird geringfügig beeinflusst, was das Druckergebnis beeinflusst, ich weiss - siehe dazu Bowden-Extruder.).

Diese Bewegung des Extrudermotors findet bei 'C', 'D' und ein wenig in 'E' statt. Die Motorhalterung wird sich ein wenig biegen, Die Verschraubung der Motorhalterung mit dem Vorschubhalteblock wird ein wenig nachgeben, ebenso wie die Verschraubung des Vorschubhalteblocks mit der Führungswagenplatte. Und schließlich wird sich die Führungswagenplatte etwas durchbiegen. Der Motor kippt dadurch ein wenig nach hinten (im Bild im Uhrzeigersinn). Hat aber keinen Einfluss auf die Position der Düsenspitze.

Als letztes (in diesem Beitrag) komme ich noch auf das Kippen des Führungswagens der X-Achse zurück.

Ja, der Führungswagen könnte kippen. ABER NICH als Folge der Krafteinwirkung durch das geförderte Filament.
Das extrudierte, viskose Material, wird, im Spalt zwischen Düse und Druckobjekt bzw. Bett, eine Kraft auf die kleine Düsenfläche rund um die Düsenöffnung ausüben. Diese Kraft versucht das Hot End nach oben zu drücken und den Führungswagen zu kippen. Ob dies bei der kleinen Fläche gelingt, bleibt fraglich. Außerdem dürfte man diesen Effekt keinesfalls mit berücksichtigen, denn dieser Effekt betrifft alle FFF 3D Drucker, generell.

Hoch die Masken! Hoch die Impfung! Nieder mit COVID-19!

mjh11

[af0815]

Das dürfte ebenso ein Irrtum sein. Um so eine Verbiegung hin zu bekommen, müsste entweder das Hot End, die Extruderhalterung oder das Ende der DMS irgendwie geführt werden, was nicht der Fall ist. Damit biegt sich die DMS einfach vorne nach unten und es wird sich die Düse vom Hot End leicht nach hinten bewegen, wenn die Digits steigen. Das ist eine weitere ungewollte Bewegung. Um wie viel es sich handelt, könnte man sich grob ausrechnen, wenn man eine Bewegung entlang einer Kreisbahn, als Annäherung annimmt (das Ende der DMS wird sich grob auf einer Kreisbahn bewegen).

Die DMS wird sich nicht grob auf einer Kreisbahn bewegen, durch die speziellen Bohrungen in der DMS entsteht eine annähernd lineare Hebe und Senkbewegung. Der maximale Hub ist Konstruktionsbedingt allerdings sehr kurz. Aufgrund dieser Konstruktion mit dem Querbalken und den zwei DMS ist auch das Querdrehen weitesgehend reduziert. Sprich der Radius der möglichen Drehung sehr stark vergrössert. Die Konstruktion selbst ist, wenn in Metall, sehr stabil. Einzig die für Messzwecke notwendige Z-Bewegung ist ein Faktor.
Allerdings gibt es, wie schon erwähnt, in Z jede Menge anderer Faktoren auch. Nur von diesen Faktoren ist die zugelassen Z Bewegung der DMS der dynamischte.

[mhier]

Tut mir leid, dem muss ich weiterhin widersprechen.

Stimmt, sorry, Brett vorm Kopf Der Führungswagen kippt nicht, weil ja auch der Motor dort angebracht ist. Die Traverse spielt weiterhin eine Rolle, und evtl. auch das Hotend selbst.

Ja, der Führungswagen könnte kippen. ABER NICH als Folge der Krafteinwirkung durch das geförderte Filament.
Das extrudierte, viskose Material, wird, im Spalt zwischen Düse und Druckobjekt bzw. Bett, eine Kraft auf die kleine Düsenfläche rund um die Düsenöffnung ausüben. Diese Kraft versucht das Hot End nach oben zu drücken und den Führungswagen zu kippen. Ob dies bei der kleinen Fläche gelingt, bleibt fraglich. Außerdem dürfte man diesen Effekt keinesfalls mit berücksichtigen, denn dieser Effekt betrifft alle FFF 3D Drucker, generell.

Ich denke auch, das spielt keine Rolle.

Dein Argument, dass alle FFF Drucker betroffen sind, stimmt aber im Grunde auch für den anderen Effekt. Auch wenn ein Drucker keine DMS hat, heiß es nicht, dass da nichts nachgeben kann.

Ich halte den Effekt weiterhin für vernachlässigbar. Bei 0.01mm pro 1000 Digits muss man noch bedenken, dass es nur um Differenzen geht. Wenn die Digits zwischen 2000 und 4000 Digits schwanken, hast du also einen Fehler von +- 1/100mm. Das ist in einer ähnlichen Größenordnung wie die thermische Schrumpfung (nur so zum Vergleich). Weiterhin wird der Effekt de-facto schwächer, wenn du bedenkst, dass übereinanderliegende Würmer i.d.R. mit gleicher Geschwindigkeit gedruckt werden. D.h. dein Infill mag eine leicht andere Z-Position als deine Wall haben, aber das ist im nächsten Layer genauso. Solange also alle außen liegenden Bereiche mit der selben Geschwindigkeit gedruckt werden, dürfte das gar keine Rolle spielen.

[rf1k_mjh11]

Wenn man einmal so ein Thema angeschnitten hat, kommt man mit dem Antworten nicht mehr nach....

Die DMS wird sich nicht grob auf einer Kreisbahn bewegen, durch die speziellen Bohrungen in der DMS entsteht eine annähernd lineare Hebe und Senkbewegung.

Hier meine Vorstellung, in der Seitenansicht, simuliert und übertrieben:

DMS_Bending_simulated.jpg

Bei 'A' gibt die Führungswagenplatte (& die Schraubverbindung) etwas nach. Bei 'B' wird der obere, dünne Bereich der DMS gedehnt, bei 'C' gestaucht. Insgesamt bewegt sich das Ende des DMS-Balkens ungefähr entlang eines Kreisbogens.

Würde sich die DMS wie eine 'S' verbiegen, sähe es in etwa so aus:

DMS_S-Bending_simulated.jpg

Das Nachgeben bei Punkt 'A' bleibt uns erhalten. Bei der DMS gäbe es oben und unten jeweils ein Dehnungs- und Stauchungsbereich an den Enden der verjüngten Stelle.
Um ordentlich die Last zu bestimmen, müssten 4 Dehnmessstreifen angebracht sein, ähnlich wie im Bild aus Wikipedia, hier, oder an den Stellen 1 bis 4 im Bild hier:

DMS_Bending_simulated_4sensors_1.jpg

Irgendwer hat einmal die DMS geschrottet und das Silikon abgekratzt. Der könnte uns sagen, wie viele Sensoren vorhanden sind und deren Position.

Betrachtet man unsere DMS, sieht man, dass die Silikon-Abdeckung praktisch nur bis ans Ende der ovalen Öffnung reicht. Da bliebe darunter kaum Platz für einen Sensor an der Position '1'. Auf der Unterseite einer meiner DMS geht das Silikon noch weniger weit.
Ich könnte falsch liegen, aber mein Gefühl sagt mir, es ist nur ein Sensor auf der Ober- und Unterseite vorhanden, mittig, an den Positionen 'x'. Aber abgesehen davon kann ich mir nicht vorstellen, dass es zu einer 'S'-förmigen verbiegung der DMS kommt. Und auch trotz der S-förmigen Verbiegung käme es, durch das Nachgeben an Punkt 'A', zu einer leichten Bewegung entlang einer Kreisbahn.

Dein Argument, dass alle FFF Drucker betroffen sind, stimmt aber im Grunde auch für den anderen Effekt. Auch wenn ein Drucker keine DMS hat, heiß es nicht, dass da nichts nachgeben kann.

Hier stimme ich mit einem deutlichen Jein bei. Ja die Düsenspitze ist bei allen FFF Drucker ähnlichen Problemen ausgesetzt. Nur, dass das Hot End extra auf (absichtlich nachgebende) DMS montiert sind, das hat sonst keiner.

Weiterhin wird der Effekt de-facto schwächer, wenn du bedenkst, dass übereinanderliegende Würmer i.d.R. mit gleicher Geschwindigkeit gedruckt werden. D.h. dein Infill mag eine leicht andere Z-Position als deine Wall haben, aber das ist im nächsten Layer genauso. Solange also alle außen liegenden Bereiche mit der selben Geschwindigkeit gedruckt werden, dürfte das gar keine Rolle spielen.

Ja, sagte ich doch, hier:

OK, könnte man sich denken, vermutlich wird im nächsten Layer derselbe Digit-Wert herrschen und dann gleicht es sich wieder aus.

Stimmt auch zum großen Teil. Unterschiede wird es im selben Layer jedoch geben, da die Füllung und die Umrisse unterschiedlich schnell gedruckt werden und daher die Digits wahrscheinlich unterschiedlich ausfallen werden (siehe dazu ebenfalls den zweiten Beitrag zu ExtrusionSense (link weiter oben), wo solche Werte aufgezeichnet wurden). Ebenso kann es von Layer zu Layer zu unterschiedlichen Layerzeiten kommen, wenn Teile vom Druckobjekt, oder andere Druckobjekte im verhergehenden Layer fertig wurden. Sinken die Layerzeiten wird oft die Geschwindigkeit heruntergesetzt, um die Abkühlzeit zu gewährleisten. Und wie eben festgestellt: ändert sich die Geschwindigkeit, ändert sich der Digit-Wert.

Das kam vielleicht nicht so deutlich hervor. Aber deine Aussage ist richtig, solange die Druckgeschwindigkeit von einem Layer zum nächsten annähernd gleich bleibt, hebt sich der Effekt großteils auf. Insgesamt wird der Effekt aber nur ein paar Tausendstel sein. Da spielt allein schon der 'Die Swell' fast so eine große Rolle (Die Swell: siehe hier und hier).

Allseits Gesundheit!

mjh11

[af0815]

Die Befestigung ist keinesfalls so wie in den Bildern gezeigt mit A. Sowohl die Traverse als auch die Befestigung auf der Wagenzwischenplatte ist ausreichend Vollflächig ausgeführt am jeweiligen Schenkel der DMS. Da gibt es kein kippen, falls sich wer eine wie gezeichnete schwachbrüstigte Befestigung gemacht hat, ist selbst Schuld

Die Matrialänderung wird an den Stellen 1-4 gleich sein, das hat sich aber der Hersteller schon sehr genau überlegt. Das Bild mit dem S kommt von dem Thema her hin. Die Frage wie man es definiert. Ich habe es als paralellogramm Verschiebung bei Videokopfdrehautomaten kennengelernt. Deswegen verwendet ich den Begriff heute noch.

[rf1k_mjh11]

Hallo af0815,

Sowohl die Traverse als auch die Befestigung auf der Wagenzwischenplatte ist ausreichend Vollflächig ausgeführt am jeweiligen Schenkel der DMS. Da gibt es kein kippen, falls sich wer eine wie gezeichnete schwachbrüstigte Befestigung gemacht hat, ist selbst Schuld

Die Extruderhalterung (die 'Traverse'), da sie mit sonst keinem befestigten Teil verbunden ist trägt keinesfalls zur 'S-förmigen Verbiegung' bei (das Hot End zählt nicht, es hängt frei, und die zweite DMS zählt auch nicht (höchstens was das Fluchten der Oberseiten zueinander betrifft)). Die 'Traverse' wird einfach dorthin gehen, bzw. dorthin zeigen, wo das Ende der DMS hin zeigt.
Die vollflächige Verschraubung zur Führungswagenplatte wird auch so eine sein. Trotzdem wird sich die Führungswagenplatte dort, bei 'A', ein wenig durchbiegen.(Es sollte eigentlich kein 'Kippen' dargestellt werden - versuch du 'mal schnell so was zu zeichnen - schließlich betonte ich, dass es sich um eine Simulation handelt. Ich hätte vielleicht noch 'vereinfacht' dazu schreiben sollen.)
Da der Punkt 'A' auch am weitesten von der Düsenspitze entfernt ist, hat jeder kleinste Fehler dort auch den größten Effekt auf die Position der Düsenspitze da der Hebelarm am größten ist. Bei einer unendlich starren DMS-Einheit wird es trotzdem bei 'A' zu einer Durchbiegung kommen.

Die Matrialänderung wird an den Stellen 1-4 gleich sein

Nehme ich auch an, zwei Punkte werden gestaucht, zwei gedehnt, kreuzweise gegenüberliegend.

paralellogramm Verschiebung bei Videokopfdrehautomaten

Ich nehme an, dieses Parallelogram hatte an den Punkten 1-4 explizite Drehpunkte (leicht drehbar - Kugel- oder Gleitlager). Ich bin mir nicht sicher, ob das gleiche hier bei der DMS zutrifft, schließlich wehren sich alle 4 Punkte, bewegt zu werden.

Möge COVID-19 uns alle verschonen!

mjh11

[af0815]

Nein, das waren keine explizite Drehpunkte, sondern funktioniert nur durch die Materialverformung wie bei der DMS. Exakt gleiches Prinzip. Deswegen weis ich auch, das es nur eine Bewegung in Z gibt und keine in X und Y. Das mit der Stauchung und Dehnung ist genau genommen nicht korrekt, es handelt sich hier um eine elastische (nicht plastische !) Verformung des DMS Grundkörpers, der eine Stauchung bzw. Dehnung des aufgebrachten Messkörpers auslöst.

[AtlonXP]

Hallo af0815,

Nein, das waren keine explizite Drehpunkte, sondern funktioniert nur durch die Materialverformung wie bei der DMS. Exakt gleiches Prinzip. Deswegen weis ich auch, das es nur eine Bewegung in Z gibt und keine in X und Y. Das mit der Stauchung und Dehnung ist genau genommen nicht korrekt, es handelt sich hier um eine elastische (nicht plastische !) Verformung des DMS Grundkörpers, der eine Stauchung bzw. Dehnung des aufgebrachten Messkörpers auslöst.

Du hast nicht ganz Recht.
Lese dir das hier mal durch.
viewtopic.php?p=32525#p32525

LG AtlonXP

[rf1k_mjh11]

Hallo af0815,

Nein, das waren keine explizite Drehpunkte, sondern funktioniert nur durch die Materialverformung wie bei der DMS. Exakt gleiches Prinzip. Deswegen weis ich auch, das es nur eine Bewegung in Z gibt und keine in X und Y.

Ich muss dir glauben. Ich habe zu wenig Erfahrung auf dem Gebiet.
Ebenso fehlt mir eine zweite Messuhr, mit der ich das genauer prüfen könnte.

Das mit der Stauchung und Dehnung ist genau genommen nicht korrekt, es handelt sich hier um eine elastische (nicht plastische !) Verformung des DMS Grundkörpers, der eine Stauchung bzw. Dehnung des aufgebrachten Messkörpers auslöst.

Die Begriffe 'Dehnung' und 'Stauchung' setzen keinesfalls eine plastische Verformung voraus. (Eine Feder kann gedehnt oder gestaucht werden, solange die Streckgrenze nicht überschritten wird, hat sie nach Entfernung der Last wieder die ursprüngliche Länge.) Ich hatte natürlich nur elastische Verformungen im Sinn, alles andere schrottet die DMS.

Impfung für Alle! COVID-19 für keinen!

mjh11