RF2000/RF1000 - Alternative Stepper-Motoren für Extruder.

[mhier]

Ich schließe mich meinen Vorrednern an: jeder NEMA17 Motor passt grundsätzlich. Er sollte aber ausreichend stark sein (Haltemoment in Nm), was einigermaßen proportional zum maximalen Strom ist. Beim Extruder genügt ein deutlich kleinerer Motor als im Original, auch würde ich über einen 0.9 Grad Stepper nachdenken - in dem Fall muss man aber eben noch die Extruder-Steps anpassen, denn dann sind doppelt so viele nötig, was sich aber auch positiv auf die Genauigkeit auswirkt.

Die Original-Motoren sind nicht gut. Zumindest meine Exemplare sind sehr ungenau. Ich hab meine durch Usongshine 17HS4401S getauscht (jedenfalls am Extruder) und bin damit zufrieden. Die können nur 1.7A, aber am Extruder sollte man den Strom eh niedriger einstellen wegen der Wärmeentwicklung. Ich habe die 1.8 Grad Version, aber es gibt ihn auch als 0.9 Grad.

[Dreieck]

Vielen Dank für die ganzen Antworten.
Das ein Ersatzmotor nicht so viel Kraft hat, ist nicht schlimm denn ich habe vor, den bisherigen Antrieb durch einen Titan zu ersetzen.
Der Motor muss nicht mehr so ackern und die Hauptlast liegt auf den Lagern des Extruders, nicht mehr auf der armen Motorwelle ^^.

Ich danke euch auf jeden Fall für den Input.

PS: vom Umbau gibt's auch Bilder dann, samt Kühlung.

LG Dreieck

[mhier]

Naja, dafür bekommst du zusätzliche Ungenauigkeiten durch die Zahnräder, außerdem scheinen mir die aus Kunststoff zu sein? Probleme, dass der Motor zu schwach wäre, habe ich eigentlich nicht (jedenfalls nicht mit 1.75mm Filament, mit 3mm war das etwas knapp).

[AtlonXP]

Naja, dafür bekommst du zusätzliche Ungenauigkeiten durch die Zahnräder, außerdem scheinen mir die aus Kunststoff zu sein? Probleme, dass der Motor zu schwach wäre, habe ich eigentlich nicht (jedenfalls nicht mit 1.75mm Filament, mit 3mm war das etwas knapp).

Warum soll die Ungenauigkeit der Zahnräder etwas ausmachen?
Wenn ich an ein Bowden System denke, ist hier das Spiel wesentlich geringer.
Kunststoffzahnräder zeichnen sich aus, durch einen wesentlichen ruhigeren Lauf.
Auch ist das Flankenspiel und Umkehrspiel geringer.

In diesem Fall ist die Ideale Getriebekonstruktion wie folgt:
Das treibende kleine Zahnrad aus Metall.
Das Angetrieben Zahnrad aus Kunststoff

Ich habe keine Erfahrung mit dem Titan Extruder.
Der soll jedoch ein Übersetzungsverhältnis von 3:1 haben.

Rechnen wir mal kurz nach am Übersetzungsverhältnis:
Schmelzdrahtdurchmesser 3,0 mm zu 1,75 mm entspricht eine Übersetzung (Volumen mäßig) von 3:1.
Titan Extruder Übersetzung von 3:1
Übersetzungsverhältnis Gesamt 3:1 x 3:1 = 9:1
Und am Orbiter ist dieses Verhältnis noch höher!

Somit reicht ein halb so großer Motor weit aus, wegen dem Übersetzungsverhältnis.
Das erspart am Motor Gewicht.
Nach dem was ich so im Internet gelesen habe, bringt ein Motor mit 0,9° keine Vorteile mehr.
Im Gegenteil, es wird noch mehr Rechenlast und Kraftverlust erzeugt.

Man bedenke:

Das Förderritzel ist etwa wie unsere originale Konstruktion am RF1000 aufgebaut.
Der Vorteil ist hier, das 1,75 mm sowie 3,0 mm Material ohne Umbau mit diesem Teil zu verarbeiten möglich ist.
Der Nachteil ist halt der einseitige Eingriff auf den Schmelzdraht.
Ein Raspeln ist dadurch wahrscheinlicher als bei einem all Rad Vorschub.

Wer einen der besten Extruder verbauen möchte, der sollte sich nach einem Orbiter Extruder umschauen.
Dieser hat eine sehr kompakte Bauweise mit einem Planeten Getriebe.
Dort ist das Übersetzungsverhältnis noch feiner und mit all Rad Antrieb!
Man ist jedoch dann an einen Drahtdurchmesser von 1,75 mm gebunden.

LG AtlonXP

[zero K]

Guten Morgen

Dann werfe ich mal den Bondtech BMG-Extruder in den Raum - der ist auch heute noch verfügbar.
In Kombination mit e3Ds "Compact but Powerful 0,9° Stepper" habe ich zwei sehr zuverlässige Extruder.

Auch dort steht eine Untersetzung von 3:1 an.
Zusätzlich treibt das untersetzte Filamentritzel das federbelastete Andruckritzel über eine Verzahnung an.
Trotz exzessiver Retracts bei PETG-Druck mit Volcanos habe keine Probleme am Extruder ausmachen können.

Ich glaube da wird nur bei zu kaltem Hotend ins Filament gefräst.

Gruß, zero K

[mhier]

Warum soll die Ungenauigkeit der Zahnräder etwas ausmachen?

Warum nicht? Ein Winkelfehler übersetzt sich in eine Abweichung in der extrudierten Materialmenge. Die Frage ist, ob Zahnräder im allgemeinen so genau hergestellt werden, dass der Fehler vernachlässigbar ist. Die Fehler des Original-Motors innerhalb der Vollschritte sind es jedenfalls recht an der Grenze, je nachdem welche Qualität man erreichen möchte. Es kommt also auf Genauigkeiten im Bereich unter einem Grad an.

Wenn ich an ein Bowden System denke, ist hier das Spiel wesentlich geringer.

Ich spreche nicht vom Spiel, das ist was ganz anderes.

Kunststoffzahnräder zeichnen sich aus, durch einen wesentlichen ruhigeren Lauf.

Laufruhe ist jedenfalls nicht relevant bei den niedrigen Geschwindigkeiten - sofern sie kein Anzeichen für handfeste Winkelfehler sind.

Auch ist das Flankenspiel und Umkehrspiel geringer.

Das hängt meinem Verständnis nach allein von der Zahnform ab. Die kann bei Kunststoffzahnrädern enger gewählt werden wegen der Laufruhe, aber für niedrige Geschwindigkeiten halte ich das wie gesagt nicht für relevant.

Somit reicht ein halb so großer Motor weit aus, wegen dem Übersetzungsverhältnis.

Ok, aber es genügt ohnehin ein halb so großer Motor wie im Original beim RF1000 Dann geht vielleicht ein Pancake, aber was bringt uns das?

Das erspart am Motor Gewicht.

Ok, aber Gewicht ist hier nicht das Problem.

Nach dem was ich so im Internet gelesen habe, bringt ein Motor mit 0,9° keine Vorteile mehr.
Im Gegenteil, es wird noch mehr Rechenlast und Kraftverlust erzeugt.

Das ist schlicht falsch. Ein 0.9 Grad Motor ist genauso stark wie ein 1.8 Grad Motor. Rechenlast ist vernachlässigbar bei den Geschwindigkeiten. Die Frage ist allein, ob ein 0.9 Grad Motor wirklich genauer ist, da hilft ein Blick ins Datenblatt. Ich habe es wie gesagt nicht ausprobiert, es ist nur eine Idee. Schlechter wird es damit sicher nicht.

Der Nachteil ist halt der einseitige Eingriff auf den Schmelzdraht.
Ein Raspeln ist dadurch wahrscheinlicher als bei einem all Rad Vorschub.

Das scheint mir beim Titan genauso zu sein?


Mein Kommentar bzgl. des Plastik-Zahnrades bezog sich übrigens im Wesentlichen auf die wirkende Kraft. "Der Motor muss nicht mehr so ackern und die Hauptlast liegt auf den Lagern des Extruders" - Naja, die Last liegt dann auf dem Plastik-Zahnrad. Das wird sich zwangsläufig auf Dauer abnuzten und wird dann ungenauer. Ich glaube nicht daran, dass durch ein derart einfaches Getriebe eine verbesserte Genauigkeit erreicht wird. Gewichtserparnis ja, aber davon haben wir nichts. Der Extruder bringt bei unserem Drucker also keine Vorteile, außer dass man vielleicht das Filament leichter einlegen kann.

[AtlonXP]

Das scheint mir beim Titan genauso zu sein?

Es war von meiner Seite auch nicht anders gemeint.

Da die Zahnräder aus der Spritzgussmaschine sind und auch aus einem Speziellen Kunststoff (vermutlich aus POM) gefertigt,
sind diese schon ziemlich genau und abriebfest.

Im übrigen Kunststoff drückt sich und das Zahnspiel geht somit gegen null.
Das kleine Zahnrad sollte aus Metall sein, dort tritt wegen dem kleine Durchmesser die meiste Kraft auf.
Auch wird dieses den Modul (Winkelversatz) stabil halten.

So gehen die Meinungen halt auseinander…

LG AtlonXP

[mhier]

So gehen die Meinungen halt auseinander…

Nicht wirklich. Du bestreitest ja nicht ernsthaft, dass es Ungenauigkeiten gibt, sagst nur, dass diese klein genug sind, was ich wiederum nicht wirklich bestritten habe. Letzlich ist unklar, ob ein Getriebe der Genauigkeit förderlich ist - ich habe weiterhin meine Zweifel. Klar ist, dass es kein großes Problem sein kann, denn die Extruder werden ja erfolgreich eingesetzt.

Es bleibt aber die Frage nach dem Gewinn einer solchen Lösung gegenüber dem Ist-Zustand. Ich habe mir selbst die Frage schon oft gestellt, weil ich den Original-Extruder nicht besonders befriedigend finde. Die meisten käuflichen Bauweisen finde ich aber ebenfalls nicht überzeugend. Meiner Beobachtung nach ist das Hauptproblem ja gar nicht, dass der Extruder nicht die nötige Kraft aufbringen kann, sondern dass das Filament dann gerne mal seitlich ausbricht. Ich habe schon bei ABS "Filamentsalat" gehabt, weil das Filament nicht weiter ins Hotend wollte aber auch nicht aus dem Ritzel gesprungen ist (in dem Fall war aber ohnehin natürlich das Grundproblem ein anderes). Das Problem ist aber natürlich primär eines von weichen Filamenten (also TPU z.B.).

Abgesehen davon ist meine Erfahrung, dass ein Durchrutschen bzw. Fressen am Ritzel eigentlich andere Ursachen hat und lediglich ein Symptom ist. Vielleicht gibt es einige Grenzfälle, in denen ein stärkerer Extruder das gerade noch geschafft hätte, vermutlich nicht aber ohne sichtbare Spuren im Druckergebnis. Wer also Probleme mit durchrutschendem Extruder hat, sollte eher mal schauen, ob im Hotend was falsch läuft. (Diese Aussage ist auf 1.75mm Filament bezogen, bei 3mm war das anders!)

Btw: Bei PLA bin ich typischerweise am "sweet spot", wo Durchrutschen und Schrittverluste ziemlich gleichzeitig passieren. Ich drehe die 4 Schrauben mit den Federn immer so weit rein, bis die Federn fast komplett zusammengedrückt sind. Dann kann der Motor überspringen z.B. bei kaltem Hotend, gleichzeitig dreht das Ritzel aber noch etwas und gräbt sich ins Filament ein. Um hier was zu verbessen, müsste ich also definitiv an beiden Dingen was machen! Aber wie gesagt: für mich ist das ein Symptom, das ich an der Wurzel löse.

[Dreieck]

Genauigkeit ist mir hier nicht so wichtig, je nach Filament wird dieses ja auch gestaucht beim fördern und erzeugt weitaus mehr Ungenauigkeit als das die Zahnräder und der Motor je könnten *g* .. naja es sei denn die Rädchen haben Karies
Mein Gedanke war eher die Entlastung der Motorwelle, den Druck der Andruckrolle auf eine gesonderte, zweiseitig gelagerte Welle auszulagern, der Motor hat zwar auch zwei Lager, aber vom Druckpunkt her gesehen ist eines der beiden Lager auf der falschen Seite.
Ich würde im Optimalfall einen Zahnriemenextruder bevorzugen, wo das Filament zwischen zwei Zahnriemen läuft, also gar keine Einschnitte bekommt sondern nur gleichmäßigen Druck mit viel Reibungswiderstand.
Seis drum, erst mal alles umbauen und dann weiterschauen.
Eure Antworten helfen enorm weiter, vielen Dank dafür.
Erst mal eine Lösung für kleines Budget, wenn die Karre wieder läuft kann man weiter schauen.

Danach stehen noch so einige andere Problemlösungen an, der Innendruck im Hotend der stetig steigt selbst beim PLA und all son Krams.

LG Sven

[Dreieck]

Sodele,

Motor ist verbaut.
Laut Datenblatt konnte ich die Farben der Kabel 1:1 übernehmen A+ A- B+ B- ... Problem, er dreht falsch rum.
Der Original hat : Schwarz A+, Grün A-, Rot B+, Blau B-
Der 17HS4401S : Schwarz A+, Grün A-, Rot B+, Blau B-

Reicht es wenn ich schwarz und grün vertausche?

LG Sven