So. Jetzt habe ich mich endlich getraut. Anfang November 2014!! habe ich mir ein Pico Hot End bestellt. Als verfrühtes Weihnachtsgeschenk. Es handelt sich dabei um eine der in jüngerer Zeit immer beliebteren Vollmetallextruder. Das Hot End, dass im RF1000 und RF2000 zum Einsatz kommt, enthält Kunststoffteile (außen der beige PEEK-Teil, innen ein Teflonröhrchen). Der Pico, wie auch der E3DV6, der hier von einigen Forumsmitgliedern verwendet wird, besteht nur aus Nirosta und der Messingdüse. Der Pico ist so klein wie eine AA Batterie und damit im Volumen um ca. 25% kleiner als das V1/V2 Hot End (und um 20% kleiner als die V0 Version). Wenn man die Heizung und den Thermofühler weg rechnet, besteht der Pico aus 2 Teilen, die Düse und das Hot End selbst.

Ich bekam das gute Stück schon Ende November und seither gammelte (=lümmelte) es bei mir herum. Ich traute mich einfach nicht, den in Betrieb zu nehmen - getreu dem Leitsatz "Never mess (=f..k) with a running system. Den RF1000 hatte ich schon recht brauchbar hin bekommen, was Zuverlässigkeit und Qualität betraf. Ich wollte da nicht vom 'Sonnenschein in die Traufe' kommen, denn geregnet hat es ja nicht.
Außerdem war ein wenig an Umbauarbeit zu tun. Das Hot End benötigte einen speziellen Adapter, damit es in den Drucker eingebaut werden konnte. Zusätzlich, da es sich um ein Vollmetal-Hot-End handelt, ist ein eigener Lüfter zwingend notwendig. Dieser Lüfter benötigt einen Stromanschluss (12V). Ein eigener Lüfteradapter galt es zu konstruieren, der in dem vorhandenen Platz untergebracht werden konnte, und diesen Adapter auszudrucken.
Das alles musste reiflich überlegt werden.
(Ich hatte lange 'Null-Bock-Phasen', aber vor Allem die Sorge, es schlimmer zu machen, hielt mich zurück (siehe Leitsatz). Das ist auch der Grund, weshalb ich noch immer nicht die Z-Führung implementiert habe. Alle Teile liegen schon bei mir auf, zum Teil schon eingebaut (so lange die Teile keinen Einfluss nehmen können) - aber ich traue mich einfach nicht die Z-Führung fertig einzubauen.)

Am Freitag habe ich endlich das Pico Hot End in Betrieb genommen. Es dauerte 4-5 Probedrucke, bis ich die Parameter und das Profil so ziemlich hin bekam. Heute habe ich als 'endgültigen Test' nochmals meine Weihnachtskugel ausgedruckt, da hier Maßhaltigkeit wichtig ist. Man würde denken, so ein zierliches Hot End wäre leicht unterzubringen. Es ist aber sehr eng in dem Bereich. Zur Führungswagenplatte, z.B., ist weniger als 1mm Luft. Zur linken Wägezelle ist noch weniger Platz. Von unten aus gesehen, ist etwas mehr Platz zum Führungswagen, selbst. Sorge machte mir der Umstand, dass der Lüfter, der das heiße Hot End kühlt, die warme/heiße Abluft direkt zum Führungswagen hin blasen muss. Die endgültige Lösung war ein Luftleitblech aus 1mm Alu, der die Abluft um ca. 90° umlenkt, und so den Führungswagen thermisch schont. Ursprünglich wollte ich ohne Blech auskommen und habe so ein Lüfteradapter ausgedruckt. Da so wenig Platz ist, wird zwangsläufig die Wandstärke sehr gering. Damit wird die mögliche 'Klemmkraft' des Lüfteradapters, mit dem er sich am Hot End festhält, auch recht klein. Es stellte sich heraus, dass es einfach zu filigran wurde in dem Bereich. Da bin ich auf die 2-Teilige Lösung gekommen. Ich habe mir sogar kleine Formwerkzeuge gedruckt, damit ich das Alublech besser in Form bringen konnte - das klappte erstaunlich gut. Ein Überbleibsel der einteiligen Lösung war die Spannschnur samt Spannfeder. Damit wollte ich den filigranen Kunststoffteil unterstützen und die Haltekraft erhöhen. Ich habe das auch bei der Lösung mit dem Alu-Luftleitblech weiterverwendet, im Sinne von 'schaden tut's net'. Hier eine Nahaufnahme der Spannfeder (ich musste eine Druckfeder von einem Kugelschreiber in eine Zugfeder 'umfunktionieren'):.
Trotz der erhöhten Haltekraft des Alublechs samt der Spanfeder, glaube ich nicht an eine zuverlässige Fixierung des Lüfteradapters am Hot End, da dieses zylindrisch ist. Daher habe ich ganz zum Schluss eine Drehmomentstütze 'hineingedoktort'. Die Stütze liegt zwischen den Lüfter und einer der Zylinderkopfschraubenköpfe der Wägezellen, wie hier dargestellt (würde ohne CAD 'entwickelt'). Den Adapter, damit das Hot End an den Extruder montiert werden kann, habe ich ohne Drehbank, nur mit Bohrmaschine und -ständer, Lötbrenner, Gewindeschneider und Feilen hin bekommen. Mit dem Adapter hätte die Länge exakt gleich sein sollen, zwischen dem bestehenden Hot End und dem Pico (um den Umbau und das Hin- und Zurück-wechseln zu vereinfachen). Leider hat sich irgendwo an die 0.8mm Fehler eingeschlichen (folglich musste ich meinen Endanschlag neu justieren).

Hier noch eine Explosionszeichnung: Zum Druckperformance des Picos:
Die Düse, die ich mitbestellt hatte ist mit 0.35mm recht fein. Das Ergebnis entsprechend Detailreich. Meine ersten Tests ließen sofort erkennen, dass die (bisherigen RF1000-) Temperaturen viel zu hoch waren. Ansonsten ist das Druckergebnis ansprechend. Ich glaube, es wäre sogar etwas mehr Tempo möglich (+15-25%). Ich habe bisher nur PLA damit gedruckt. ABS kann ich noch nicht beurteilen.
Meinen ein-gelernten Trick, das Filament vollständig aus dem Hot End 'heraus zu ziehen' muss ich neu ein-lernen, denn es will nicht richtig klappen (das Hot End ist für 1.75mm Filament).
Retract habe ich auf unter 1mm eingestellt (0.8mm) und habe gar keine Anzeichen von Fäden bisher gesehen. Ich werde wahrscheinlich bald noch weniger einstellen. Der Lüfter, da ordentlich groß dimensioniert, ist relativ leise (da hört man eher das Netzteil).
Leider, wie man im ersten Bild schon erkennen kann - für den Bauteillüfter ist zur Zeit kein Platz. Das schränkt ein wenig ein, was die möglichen Druckobjekte betrifft.
Zum Glück brauche ich ja ein neues Projekt! "Bauteillüfter unterbringen".

Bis auf die Drehmomentstütze ist alles in CAD. Falls Bedarf besteht, kann ich die CAD-Daten zur Verfügung stellen (oder die eine STL-Datei).

mjh11

Hi,

und Glückwunsch! Kann ich gut nachvollziehen, deine Bremsgedanken....
Mein DGlass-Implantat hat auch ´ne ganze Weile warten müssen, bis ich den Einbau in Angriff nahm - nämlich genau, bis mein
Orginal V1 anfing sich aufzulösen (Messingring um Zement löste sich auf und Druck entwich...)
Da hatte ich dann den ultimativen tritt in den "Arsch" - die Initialzündung...
Selbes Problem wie du: wohin mit dem Bauteillüfter... 2 riesen Oschis und der zwerg will niergends mehr rein paßen...
Aber bin dran und Lösung ist nicht mehr unmöglich...
Aber erste Druckversuche (mit bekannten Einschränkungen...) funzten sogar besser als erwartet. Sowas motiviert - ist ja
schließlich Neuland un man ist ein kleiner Pionier...
Also nur Mut! Übrigens, die Lüfter bekommst auch in 24 V - sparst einiges an Tüfteln... Aber die Heizpatrone kannst gegen ´ne
12 V auswechseln, dann hast 60 W Leistung auf 24 V Leitung... Heizt schneller und kontinuierlicher (kürzere heizintervalle...).

Gruß, Christian

mjh11, auch von mir Glückwunsch zu diesem interessanten Projekt. Offenbar hat "Eile mit Weile" auch seine Vorteile:

rf1k_mjh11 hat geschrieben:Ich habe mir sogar kleine Formwerkzeuge gedruckt, damit ich das Alublech besser in Form bringen konnte - das klappte erstaunlich gut.

Soviel Geduld müsste ich auch mal aufbringen. Ich bin da eher schnellentschlossen und säge z.B. einfach mal die vordere Führungsstrebe der X-Platte heraus.

Was ich besonders Interessant finde, ist die thermische Auslegung, die ich ja selbst mit der Wasserkühlung radikal angegangen bin (und reichlich überdimensioniert habe, was nicht schadet aber wesentlich eleganter gegangen wäre). Daher habe ich mir diesen Punkt mal genauer angeschaut. Hier nur ein paar Gedanken dazu.

rf1k_mjh11 hat geschrieben:Zusätzlich, da es sich um ein Vollmetal-Hot-End handelt, ist ein eigener Lüfter zwingend notwendig.

So hätte ich das auch immer geschrieben. Nur ausgerechnet auf der Pico-Seite steht es eigentlich anders. Die wollen den Extruder wirklich ohne Lüfter betreiben und simulieren Temperaturen von unter 50°C bei 260°C an der Spitze. Unter "More Info - Gallery" gibt es noch mehr Simulationsbilder. Entscheident ist die geringere Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl. Auch beim E3DV6 besteht das Heatbreak daraus. Beim Pico ist es der ganze Extruder. Die parallele Anordnung von Düse und Heizpatrone sorgt dabei trotzdem für einen ausreichenden Wärmeübergang dazwischen. Damit würde der Pico dem Contrad Extruder diesbezüglich (!) sehr nahe kommen, es wäre praktisch die Vollmetall-Umsetzung dieses Konzeptes.

Jetzt muss man sich fragen, bei welcher Umgebungstemperatur das noch funktioniert. Mein Ziel ist es, zwischen 40 und 50°C zu drucken, da wird die Simulation ganz sicher nicht mehr gültig sein, eine größere Temperaturdifferenz zur Umgebung wird es immer geben. Das selbe Problem besteht auch mit den Originalextrudern. Letztendlich bist du mit der Kühlung wohl auf der sicheren Seite.

Was mir sonst noch auffiel:
Das Lüftergehäuse scheint auch den heißen Teil des Extruders noch zu berühren (zweites/drittes Bild). Geht das gut?

Da dein Kühler komplett über der X-Platte liegt, passt da denn der Bauteillüfter nicht doch noch unter die Platte? Möglicherweise kannst du mit den Schrauben für das "Luftleitblech" noch ein zweites Blech befestigen, das erstmal nach unten geht und dort abknickt um den Lüfter zu halten.

Seit ich den E3DV6 habe, habe ich mir abgewöhnt, das Material immer wieder oben rauszuziehen. Ich schneide es nur ab und führe neues nach. Ich muss natürlich etwas nachhelfen, das Reststück in den heißen Extruder zu schieben bevor das neue in die Führung hineinläuft. Berichte über klebendes Material an den Metallwänden haben mich dazu veranlasst. Chritian hat mir das mal erklärt . Soll wohl hauptsächlich PLA betreffen, das ich im Moment nicht drucke, aber Vorsicht ...

Christian, nochmal Vorsicht! Der Pico hat bereits 40W Heizpatronen und das ist eigentlich genug.
P=U*I
U=R*I
=> R=U²/P
=> R(12V) = 3.6Ohm und R(24V) = 14.4Ohm
mit 12V-Patrone an 24V:
P = U²/R = (24V)²/3.6Ohm = 160W
Ich weiß natürlich nicht, wo genau die Grenze ist, aber irgendwo ist eine. Nämlich dort, wo die Wärme nicht mehr schnell genug in Richtung Thermistor fließt und deshalb die Drähte überhitzen. Außerdem haben Ausgangstreiber, Kabel und Stecker auch irgendwo ihre Belastungsgrenzen.

RAU,

Die Idee mit dem Bauteillüfter, unter dem Hot-End-Lüfter, werde ich mir zur Gemüte führen. Ich verwende den Bauteillüfter schon länger nicht. In irgendeinem Beitrag sieht man in einem Foto, dass ich mit dem Lüfter (schon länger) den PEEK-Teil des V2-Hot-Ends kühle, nicht das Bauteil. Daher habe ich keine Eile, den Lüfter unterzubringen.

Das mit dem "Lüfter zwingend notwendig" habe ich zugegeben, aus dem Internet. Allerdings schreibt auch Pico einen Lüfter vor. Hier ein Zitat aus der Bedienungsanleitung:

Bedienungsanleitung Pico hat geschrieben:Fan Position / Specs / Shroud:

• Recommended fan size is 40mm with a range of 5 CFM to 8 CFM. (You
  may need to limit fan speed with a 6+ CFM fan to prevent over cooling).
• Position the fan 30-50mm away from Pico. It is best to use a non-restrictive
  shroud/deflector to direct air flow only at the cooling fins and not the melt
  zone.

PLA - Fan is necessary · ABS & Nylon - Fan is recommended · PC - Fan not required

Demnach wäre nur beim Drucken von Polycarbonat der Lüfter nicht notwendig.

RAU hat geschrieben:Das Lüftergehäuse scheint auch den heißen Teil des Extruders noch zu berühren (zweites/drittes Bild). Geht das gut?

Ja, das Gehüse berührt das Hot End entlang zweier Rippen. Irgendwo muss es berühren, falls man es, wie ich es vor hatte, am Hot End befestigen will. Ob das PLA, aus dem das Gehäuse besteht, diese Berührung übersteht, wird sich zeigen.

Ich war erstaunt wie kühl sich das Luftleitblech anfühlte (geschätzt: unter 30°). Daher hoffe ich, dass das PLA den Kontakt überstehen wird.

In der Betriebsanleitung vom Pico, unmittelbar nach dem oben zitierten Absatz, ist ein Montagevorschlag für ein Lüfter - der hat gar kein Gehäuse, bloß ein Leitblech, das verhindert, dass zu viel Luft an die Schmelzzone des Hot Ends gelangt.

Was die Heizleistung betrifft: die war absolut ausreichend. Bei niedrigeren Temperaturen heizt es so schnell auf, dass, bevor die PID Regelung eingreifen kann, die Temperatur um 10° überschritten wird. Ich habe mittels M303 neue PID-Werte ermittelt (allerdings bei ca. 20° zu hoher Temperatur - siehe Spoiler im ersten Beitrag). Mit dieser PID-Regelung kommt er schön zur Solltemperatur hin, ohne übermäßige Abweichungen.

mjh11

rf1k_mjh11 hat geschrieben:

RAU hat geschrieben:Das Lüftergehäuse scheint auch den heißen Teil des Extruders noch zu berühren (zweites/drittes Bild). Geht das gut?

Ja, das Gehüse berührt das Hot End entlang zweier Rippen. Irgendwo muss es berühren, falls man es, wie ich es vor hatte, am Hot End befestigen will.

Mit "heißen Teil des Extruders" meinte ich den unteren massiven Teil, also nicht die Kühlrippen. Dieser soll ja gerade die Drucktemperatur aufweisen, erst die Kühlrippen werden nach oben hin allmählich kühler. Die Auflagefläche müsste also unten etwas gekürzt werden.

RAU,

Dort wo es richtig heiß wird, habe ich eine Freistellung vorgesehen. Kann sein, dass die Strahlungswärme trotzdem ein Problem wird. Das wird man noch sehen.

Zur Not könnte ich ein Stück des ebenen Bodens durch ein Alublech ersetzen, der die Temperatur (und eventuellen Kontakt) besser standhalten würde.
Was die 'Dauerfestigkeit betrifft: Bisher habe ich nur einen einzigen 2-stündigen Druck hinter mir - ohne offensichtliche Probleme (die gemeinen, versteckten Probleme werden sich später melden...). Die anderen Drucke waren alle unter 40 Minuten (zum Profil ermitteln).

Inzwischen habe ich die Dremomentstütze auch in CAD eingepflegt. Die Daten stünden auch bereit.

mjh11

Hi Rau,

danke für das anfügen des Warnhinweises. Bei dem Kollegen, bei dem ich das sah, war es so, aber hat auch gesagt, man muß
wissen, was man tut... Allerdings kamen da "nur" 60 Watt an - aber bei 200 mm Druckgeschwindigkeit und 1 mm Düse wirds
mit 40 Watt schon happig mit dem Aufschmelzen...
Aber macht wie gesagt nur Sinn bei entsprechendem Durchsatz. Zum köcheln ist das "Übertakten" etwas Überdimensioniert - aber
die heizphasen werden exrem kurz...

Gruß, Christian

@mjh11, wie warm wird denn die Oberfläche des Hot Ends (ohne/mit Kühlung)? Da sagt mir mein Bauchgefühl, statt PLA fürs Lüftergehäuse wäre ABS oder HIPS besser, oder gar Nylon... Habe selbst ja mein PLA-Doppellüftergehäuse ersetzt durch ein HIPS-Exemplar, da die PLA-Ausführung trotz Alu-Hitzeabweiser angeschmolzen ist...

So! Eben habe ich endlich eine Heimat für den Bauteilelüfter gefunden, nachdem der Hot-End-Lüfter vom Pico dessen ursprünglichen Platz beansprucht hat.

Die Zuversicht RAUs, ich würde schon Platz dafür finden, hat mich motiviert. Meine ersten Versuche zielten auf eine Position unter dem Hot-End-Lüfter, und damit groß teils unter der X-Platte, wie es RAU vorschlug. Der Luftstrom hätte einen guten Teil des Hot Ends erreicht. Also musste eine Luftdüse her. Damit musste sich der Winkel ändern, damit Platz für die Schraubenköpfe bleibt.Das ganze Gebilde, am Hot-End-Lüfter hängend, und damit am Hot End selbst (und in letzter Folge an den Wägemesszellen), war mir einfach zu krass. Aus Platzgründen müsste ich dort mit einer Blechaufhängung arbeiten. Alu, in einer Stärke von 1mm ist noch, was die Verarbeitung angeht, ohne Spezialwerkzeuge machbar, aber ob es so aussieht wie auf der Zeichnung ? .....

Beim herumspielen mit dem Hochladen einiger Zeichnungen auf OnShape ist mir aufgefallen, dass links vom Extruderwagen evtl. noch Platz wäre.
In einem guten CAD Programm, unter Zuhilfenahme des Endschalters und der Endschalterbetätigung ist es kein Problem, X=0 zu simulieren (um den vorhandenen Platz zu eruieren). Also frisch drauf los und eine tolle Variante konstruiert, sicherheitshalber an allen kritischen Punkten mit 2mm Luft, und gleich ausgedruckt. Sah verdammt gut aus, Wandstärke 0.96mm, kein Support nötig, einfach toll. Bloß, das Ding passte nicht! Bei 'weitem' nicht. Ich kam nicht mal bis auf 5 oder 6mm an den Endschalter ran. Nach einigen Minuten des Ärgers, der Verzweiflung und der Beruhigung fiel mir auf - ich hatte den Endschalter im CAD auf die falsche Seite des Haltewinkels gesetzt! Damit war mein Platz um die Dicke des Winkels kleiner als ursprünglich gedacht. (Man beachte hierzu bitte meinen zweiten Spruch! )
Damit begann Runde 2:
Nochmals eine Variante konstruiert. Durch den geringeren Platzbedarf musste ich noch mehr fummeln. Heute morgen ausgedruckt, Wandstärke 0.96mm, kein Support nötig. Sah auch gut aus. Und passte! Platzverhältnisse genau wie gezeichnet (wie es sich halt einfach gehört).
Ein paar Stunden Überlegung waren nötig, bis ich mich auf eine ordentliche Befestigung festlegen konnte. Konstruiert und ausgedruckt - hier war Support nötig. Montiert, angeschlossen und los geht es!. Ich habe wieder einen Bauteilelüfter. Dieser hängt nicht am Hot End, sondern am "Vorschub-Basisteil" und vermeidet somit eine unnötige Beeinflussung der Wägemesszellen.
Von unten, Richtung Düse geguckt, sieht der Luftauslass so aus: Der Abstand zur Düse ist ausreichend. Im Bild sieht es schlimmer aus als es ist. Zur Not kann man eine Schicht Alufolie drauf kleben.Im Foto sieht man den Hot-End-Lüfter und den Bauteilelüfter samt Halterung.Die Engstellen waren die Wägemesszellen, der Ausschnitt in der X-Platte und die Linke Seitenwand. Der Bauteilelüfter samt Halterung könnte mit nur einer kleinen Änderung auch für den V0, V1 und V2 Hot End verwendet werden. (Mein Pico ist ca. 0.8mm lnger als die originalen Hot Ends).

Ausgedruckt habe ich alles in PLA. Die Dateien kann ich zur Verfügung stellen

Ich werde den Bauteillüfter ein, zwei Monate im Betrieb prüfen. Zur Not konstruiere ich es um für einen 40mm Lüfter, falls der Luftstrom nicht ausreicht.
Jetzt kommt endlich das NinjaFlex dran, dass seit 5 Tagen bei mir auf einen allerersten Einsatz wartet....

mjh11

Glückwunsch, nicht schlecht, was du da auf engstem Raum noch hinkonstruierst! Freut mich, wenn ich dich dazu motivieren konnte!

Du kanns das ja glatt beruflich machen

Die erste Lösung (erstes Bild) würde halt der originalen Lüfteranordnung entsprechen. Aber dein dann gebautes Teil geht ja weit darüber hinaus. Der Extruder dürfte kein Lüftchen mehr abbekommen.

Ich habe selbst einige Probleme mit komplexen CAD designs. Ich habe mich eine kurze Zeit mit FreeCAD versucht und komme nicht wirklich gut zurecht. Für mich ist das nicht intuitiv. Alles ist parametrisch, aber die Parameter so zu definieren, dass ich damit mehr anfangen kann als einfach alles neuzuzeichnen, gelingt mir nicht. Bei OpenSCAD schon. Aber damit ist bei der Gesamtkomplexität sehr schnell Schluss. Ein Teil in das fertige Druckermodell hineinzuzeichnen ist mit OpenSCAD schlicht unmöglich.

Hast du das alles mit OneShape gemacht? Oder doch Solidworks?
Auf Solidworks schiele ich schon einige Zeit. Aber wenn ich nur das Geld für die einfachste Lizenz in das Hobby stecken dürfte, würde ich doch eher sowas http://sintratec.com/kit kaufen. Und für den Rest ein paar Kilo Druckmaterial.