OK, samt der Beschreibung in Thingiverse bin ich mir nicht völlig sicher, die Funktionsweise des im verlinkten Beitrag dargestellten Filamentantriebs zu verstehen. Falls ich es verstanden habe, darf man die Idee, auf den dieser Beitrag beruht, als Copyright 'iwillbuildit', bzw. 'David Leitner' betrachten.
Falls ich das Prinzip doch nicht erfasst habe, möchte ich hiermit eine weitere Idee für einen alternativen Filamentantrieb vorstellen. Diese ist weitläufig verwandt mit der Lösung in diesem Beitrag (das ist leider wieder in der 'Entwicklerecke').
Etwas später im Beitrag zeige ich zum besseren Verständnis nur das Filament und eine von mehreren Rollen.
Rollenanzahl
Der Abstand der Rollen wird konstruktiv so gewählt, dass etwas weniger Platz bleibt, als der Durchmesser des Filaments einnimmt.Hier eine Ansicht von oben, mit 3 Rollen: Hier sieht man, dass die Rollen sich beinahe gegenseitig im Weg sind. Der Außendurchmesser der Rollen in der Darstellung ist 10mm, beinahe das theoretische Maximum. Bei 4 Rollen sinkt der maximale Rollendurchmesser auf knapp 4.5mm, was schon verdammt klein ist, bedenkt man, dass ich die Rollen synchron um das Filament rollen lassen möchte (und das Zahnräder oder ähnliches verlangen würde). Hier die Darstellung der maximalen Rollengröße: OK, damit ist eine weitere Katze aus dem Sack: Die Rollen sollen auf der Oberfläche des Filaments abrollen. Das ist wichtig, damit ein unnötiger Schlupf vermieden wird (Schlupf=Reibung=Hitze=weiches/geschmolzenes Filament und Schlupf=Abrieb). Die Rollen sollten, analog der Planetenräder um das Sonnenrad in einem Planentengetriebe, um das Filament kreisen und sich exakt so schnell drehen, dass ein Abrollen auf der Filamentoberfläche stattfindet. Dabei muss ich gestehen, dass das noch nicht ausgetüftelt ist. Würde ich es wie ein Planetengetriebe ausführen, müsste das Sonnenrad einen Teilkreisdurchmesser haben, der dem Durchmesser des Filaments entspricht (für die, die den Begriff Teilkreis nicht kennen: der Teilkreis befindet sich in etwa auf der halben Zahnhöhe). Folglich wäre das Sonnenrad gerade eine Spur größer als das Filament. Dummerweise würde das Sonnenrad aber genau dort sitzen, wo das Filament durch muss --> Damit klappt die Sonnenrad/Planetenrad-Lösung nicht so einfach, leider. Lässt sich aber lösen (dann kommen halt mehr Zahnräder zum Zug - nicht optimal, aber was solls. Vielleicht gibt es eine einfachere Lösung, die mir unbekannt ist, oder nicht einfällt.).
Die Rollen haben eine wendelförmige Nut, wie eine Schraube. Hier im Beispiel ist diese sogar zwei-gängig. Die Rollen sitzen schräg zur Filamentachse, und zwar um exakt den Steigungswinkel der Wendel. Damit sieht die Rolle, aus der Sicht des Filaments, so aus: Die 'Rillen' in der Rolle erscheinen für das Filament exakt waagrecht. Und da die Rollen auf dem Filament abrollen, entstehen dadurch regelmäßige Rillen im gesamten Umfang des Filaments, wie hier: Wenn sich die Rollen am Filament abrollen, geschieht was erstaunliches: das Filament wird nach unten gefördert. Das kann man in einem statischen Bild nicht darstellen, man muss das Vorstellungsvermögen bemühen. Obwohl die Rillen im Filament parallel sind, wandern diese fortwährend nach unten, solange die Rollen kreisen.
Man kann sich das folgende Video ansehen, um das Prinzip besser verstehen zu können. Dabei wird es von 1:08 - 1:32 besonders spannend. Beobachtet man die Rollen genau, sieht man wie sich diese langsam nach rechts bewegen und mittels einer Rampe wieder um eine Steigung nach links zurückversetzt werden müssen (im Bereich der Rampe darf die Rolle nicht mehr im Eingriff mit der Welle sein!). Ohne Rampe würden die Rollen (die in meinem Beispiel dem Filament entsprechen) langsam aus der 'Mutter' herausbewegt werden, bis sie ganz herausfallen. Im Prinzip wird so das Filament, wie die Rolle gefördert, nur wird das Filament nie 'zurückgesetzt'.
Und so stelle ich mir vor, funktioniert das Beispiel im Video aus dem oben genannten Thread.
In der Beschreibung in Thingiverse bemerkt der User, es ginge auch ohne Gewinde, bloß feine Rillen würden reichen ('M8x0.5 thread works fine, but no thread, just fine grooves works too.'). Damit glaube ich sogar, es ginge mit einer völlig glatten Rolle, solange genügend Reibung vorhanden ist. Beispielsweise wenn man einen recht festen Gummi nehmen würde (so um die 95A Shore Härte). Die Rolle dürfte nicht völlig aus Gummi sein, nur eine dünne Schicht am Zylindermantel (so 0.5 bis 1.5mm Dicke). Damit gäbe es keine Nuten im Filament und trotzdem (vermute ich) eine höhere Vortriebskraft, da das Filament mittels einer großen Kontaktfläche angetrieben werden würde. Der Vorteil von Gummi wäre eine größere Toleranz gegenüber maßliche Schwankungen des Filamentdurchmessers.
Als letztes Bild sieht man noch die Ansicht, wie man die Rolle als User sehen würde (nicht, weil es nötig ist, sondern bloß weil ich es schon vorbereitet habe und die Arbeit nicht umsonst gemacht haben möchte)
:
Man sieht die Schrägstellung der Rollenachse, hervorgehoben.Ich hoffe, damit die Funktionsweise erklärt zu haben.
Vorteile:
Sieht geil aus
Funktioniert nach einem geilen Prinzip
Erhoffte erhöhte Förderkraft (nicht bestätigt)
Nachteile:
Bei starr montierten Rollen keine Kompensation etwaiger Schwankungen im Filamentdurchmesser möglich (Gummirollen würden das ausgleichen)
Kein Cold-Pull möglich
Zugänglichkeit bei Düsenverstopfung miserabel
Deutlich komplexer als übliche Systeme
Antrieb/Synchronisierung der Rollen noch ausständig
EDIT (zum Beitrag in der Entwicklerecke): Weiterer Nachteil:
Während dem Abrollen deformieren die Rollen das Filament etwas (das Filament wird 'gewalkt'). Diese Verformung findet statt, egal ob es sich um Rollen mit Rille oder Gummibeschichtung handelt. Und diese Verformung entspricht Arbeit, was wiederum Wärme erzeugt. Ich rufe hiermit (für die älteren Jahrgänge) die 'Wetten Dass...?' Sendung in Erinnerung, wo ein Schmied mit wenigen Hammerschlägen ein Stück Eisen zum glühen brachte. Das Abrollen um das Filament findet kontinuierlich statt, hat aber den gleichen Effekt wie seinerzeit die Hammerschläge. Fragt sich nur, wie stark sich das auswirkt. (Kunststoff ist ein bedeutend schlechterer Wärmeleiter als Eisen.) Dazu kommt, dass dieser Effekt, je nach Filamentdurchmesser, stärker oder schwächer ausfällt und damit nicht vorhersehbar wird. Ist das Filament etwas dicker, und sei es nur wenige hundertstel Millimeter, wird es durch die Rollen stärker umgeformt und erwärmt. Ebenso ist der Effekt vermutlich Materialabhängig.
Ein ähnlicher Erwärmungseffekt findet übrigens beim Autoreifen statt.
Ein letzter Gedanke: Vielleicht ist eine zwingende Synchronisierung der Rollen gar nicht notwendig (per Verzahnung, oder ähnliches). Eventuell reicht (vor allem bei Gummirollen) einfach der Kontakt zum Filament, um ein Abrollen zu erzwingen. Damit würden sich die Rollen wie die Planetenräder verhalten und sich ohne Verzahnung am Filament abrollen. Das würde zumindest den mechanischen Aufwand deutlich reduzieren.
Nieder mit allen Varianten von COVID-19!
mjh11
Irgendwann einmal ...
Retract dient dazu, den Druck in der Schmelzkammer auf 0 zu bringen, der andernfalls wegen der Stauchung des Filaments zwischen Extruder und Hotend nicht sofort auf 0 geht, obwohl der Extruder kein Filament mehr fördert. Advance bewirkt im Grunde genau das selbe, nur dass es bereits beim Abbremsen eingreift und nicht erst im Moment des Stillstandes. (Analog beim Beschleunigen)