Umbau E3D v6 500°C

[X4r3]

Bei meinem RF1000 hat das v2 Hotend jetzt auch den Geist aufgegeben. Unterbrechung der Heizwicklung.

Vor ein paar Wochen habe ich noch nach einem Umbau auf ein E3D v6 Hotend nachgedacht, aber wegen dem Preis des Hotends erstmal zurückgestellt. Jetzt bleibt nichts mehr anderes übrig.

Ich habe mich für den E3D entschieden:

- ähnliche Länge des v2 Hotend
- Ganzmetall Hotend, somit höhere Temperaturen möglich, 400° bzw. 500°
- modular aufgebaut, Ersatzteile einzeln erhältlich

Bestellt habe ich direkt aus UK eine 3mm, direct Variante mit dem Kupfer Heizblock (http://e3d-online.com/E3D-v6/Spares/Pla ... ater-Block), somit wären theoretisch 500°C möglich.


Todo Liste:

- Aufnahme für das Hotend anfertigen
- Hotend zusammenbauen
- Leitungen für Hotend Lüfter legen, an der Platine an X19 anschließen und in der Firmware EXT0_EXTRUDER_COOLER_PIN 25 // PINA.3, 75, OUT1 definieren (Lüfter läuft sobald Hotend geheizt wird)
- Heizpatrone und Thermistor anschließen
- Temperatursensortyp 'Semitec 104GT' in der Firmware definieren: EXT0_TEMPSENSOR_TYPE 8 //ATC Semitec 104GT-2
- neue PID Reglerparameter ermitteln (Gcode M303)

Wenn dann das Hotend erstmal soweit läuft wären noch folgende Sachen dran:

- Thermistor gegen PT100 (-70 - 500°C) tauschen, PT100 Verstärkerplatine 0-5V auf freien Analogeingang
- Hotend Lüfter gegen Wasserkühlung tauschen

[AtlonXP]

Hallo,

@ X4r3,

auch bei mir häufen sich die Probleme mit der Heizung am V2.

Ich fände es schade, wenn man am RF1000 den X19 für den Lüfter opfert.
Wäre es nicht günstiger, mit dem Heizungsstrom ein selbst haltendes Relais zu schalten?
Ich denke da so an eine Nachlaufzeit von 5 bis 10 min.
Die Zeitverzögerung könnte man selber bauen.
Ein Elko, ein Transistor, das wäre schon die halbe Miete.

Eine weitere Lösung wäre vielleicht (keine Ahnung), auf X 25 die Erweiterungsplatine zu basteln.
Wäre dies möglich?

Frohe Ostern,
wünscht euch AtlonXP

[rf1k_mjh11]

X4r3,

Natürlich muss man nach dem Thermistortausch (für 500°) nochmals die Firmware anpassen und die PID-Werte ermitteln.

Bist du sicher, dass man einen Signal-Verstärker benötigt? Auf der Webseite für mein Pico, wo man auch ein Thermistor für 500° anbietet, wird nirgends davon gesprochen, dass dies nötig sei (geworben wird mit "Plug & Play", mit der Einschränkung, dass man in die Firmware muss).

Beim Pico Hot End erübrigt sich übrigens der Hauptgrund für einen Heizblock aus Kupfer (angeblich sind mehr als 350° für das Alu schon zu viel). Der Heizblock beim Pico ist aus Niro. Bezüglich Alu schreibt E3D hier:

... (compared to aluminium blocks which begin to lose integrity beyond 350C) ...

Dafür ist Niro ein schlechter Wärmeleiter - Nachteil Pico.

Die E3D Leute haben übrigens einen Schreibfehler auf ihrer Seite. Ich zitiere:

The higher thermal conductivity will also slightly increase your heat-up times, and ...

Ich würde denken, dass das Kupfer, da es die Wärme besser leitet, schneller warm wird. Daher sollte es wohl "decrease" heißen, da die Aufheizzeit kürzer wird, oder im Zitat das Wort "times" durch "speed" ersetzen. ... Gedankenfehler, halt.

mjh11

[X4r3]

@AtlonXP:
X19 ist bei mir noch frei.

Man könnte den Hotendlüfter auch auf einen anderen Steckplatz X26, X27 (dauerhaft 24V) fahren.
Über freie Pins der X25 Option I/O Schnittstelle wäre es auch möglich, allerdings gehen diese direkt auf den Mikrocontroller. Ein Ausgang vom Mikrocontroller schafft nur ein paar mA. Da bräuchte man eine externe Verstärkerplatine mit Transistoren oder Mosfets um eine Last oder ein Relais anzuschließen.


@rf1k_mjh11:

Ein Thermistor mit einem Nominalwert von 100k Ohm (0°C) zu verwenden wäre einfacher und könnte man ohne weitere Schaltungstechnik direkt an den bisherigen Stecker anschließen. Man bräuchte evtl. nur die Temperaturtabelle in der Firmware zu definieren.
Allerdings habe ich keinen auf die Schnelle bei Conrad oder Reichelt in der Temperaturklasse > ~500°C gefunden. Die aufgelistet sind alles Platin PT100 oder PT1000 mit einem Nominalwiderstandswert von 100 bzw. 1000 Ohm bei 0°C.
Die PT100 werden mit einem Messstrom von 0,3 - 1 mA betrieben, über den PT100 liegt bei 0°C, 1mA eine Spannung von 0,1V.
Der AD (Analog/Digital) -Wandler im Mikrocontroller hat eine Auflösung von 10 Bit. Um eine höhere genauigkeit zu erzielen sollte man den ganzen Spannungeingangsbereich von 0-5V nutzen. Dazu muss man die Spannung die über den PT100 liegt verstärken. Mit entsprechender Schaltung kann man den Temperaturbereich skalieren z.b. 10°C = 0V, 500°C = 5V.
Bei E3D gibt es zwar eine PT100 Verstärkerplatine http://e3d-online.com/E3D-v6/Spares/PT1 ... fier-Board, die ist für 15 Pfund exkl. VAT allerdings im Preis etwas übertrieben.

[georg-AW]

Hi
So wie du dir das vorstellst, wird es nicht funktionieren.

1. Nominalwerte von Thermistoren werden bei einer Temperatur von +25 °C definiert ( R25 ), dh. ein Thermistor von 100 k hat diesen Wert bei +25 °C.
Die PT100 oder PT1000 Widerstände werden hingegen bei 0°C definiert. ( so wie du schreibst)
Thermistoren mit Nominalwert 100 kohm ( bei 0°C ) gibt es nicht.

2. Einen PT100 Widerstand mit einer Spannung von 5V zu betreiben ist eine schlechte Idee. Es würde ein Strom von 50mA bei 0°C oder 28.5mA bei + 200°C fliessen was den Widerstand schon durch den Messtrom alleine erhitzen würde und somit keine korrekte Messung möglich wäre.

Thermistoren sind nichtlinear, PT100 Widerstände sind fast linear. Thermistoren haben einen negativen Temperaturkoeffizient, PT100 Widerstände eine positiven !! D.h. grundlegend anders.
Ohne Anpasselektronik kann man einen PT100 Widerstand nicht im RF1000/2000 betreiben.

Es gibt derzeit noch Thermistoren für den Hochtemperaturbereich von Vishay ( NTCV101E4964HMB0 ), erhältlich bei Mouser. Sie können bis ca. + 900°C betrieben werden. Für den Einsatz im RF1000/2000 etc. müsste noch ein Widerstand von 110 Kohm parallel geschaltet werden. Die resultierende Kennlinie stimmt nicht ganz mit der derzeitigen Kennlinie des Standard Thermistors überein.
Der Hochtermperaturthermistor ist allerdings von Vishay abgekündigt, liegt aber noch in genügender Anzahl bei Mouser an Lager.

ciao Georg

[Nibbels]

Ich dachte mal kurz, ich hab versehentlich einen PT100 bestellt, statt dem Standard-E3D-V6 Thermistor.
Darum habe ich das Anschließen gedanklich durchgespielt:

RF2000:

Am Port (Ort auf Platine) des Temperatursensorsteckers ist dieser Spannungsteiler.

Screenshot_1.png

http://www.rf1000.de/viewtopic.php?f=73 ... h&start=10
http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... RF2000.pdf

Es gibt in der näheren Umgebung 5V und Analog-IN und Masse/VSS.

Screenshot_2.png

Diese 3 Anschlüsse braucht man für: http://e3d-online.com/PT100-Amplifier-Board

Code: Alles auswählen

https://wiki.e3d-online.com/wiki/File:PT100_Schematic_(v1).png

Damals kam ich zu dem Ergebnis, dass es am Besten wäre, wenn ich den anderen kleinen 4,7kOhm Widerstand des Spannungsteilers entfernen, einen 3-Pin-Stecker von der Platine wegführen und daran die Elektronik des e3d-v6 anschließen würde.

Sollte ich in diesem hypothetisch Fall mal wieder das V2-Hotend anschließen wollen, könnte ich am Gegenstück des 3-Pin-Steckers sowohl Thermistor als auch Spannungsteiler-Widerstand-4k7 direkt anstecken.
Man muss aber bereit und fähig sein, auf der teuren Platine zu löten ^^.

RF1000:

Dort gibts Infos über übrige Pins auf den Boards:

Danke an X4r3!
http://www.rf1000.de/viewtopic.php?f=24&p=11085#p11085

http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... MPLETT.pdf
http://www.rf1000.de/viewtopic.php?f=73 ... =20#p17565
Es gibt noch freie Ports, den man eigentlich als Analog-Eingang nutzen könnte, ohne löten.

LG

[Digibike]

Heiko/hliebscher,

Habe das Heatbreak gekürzt auf die Länge der org. Düsenhalterung. Teflon Röhrchen ist so lang geblieben.
Da das HB eine kleine Verjüngung hat und der Alu Block nicht über der Halterung geht wie beim V2, ist es laut Thermoscan 30 Grad Kühler.

Das erklärt alles.
Damit hast du, von der 'Kühlleistung' her, die beinahe gleichen Bedingungen wie das originale V2 Hot End. Und da das Messingteil fehlt, der sonst den unteren Rand des PEEK-Teils umfasst, könnte dieses eine Erklärung dafür sein, wieso der PEEK-Teil sich nicht so stark erwärmt, wie du schon bemerkt hast.

Durch die Kürzung wird die Schmelzkammer somit beinahe gleich groß sein wie im Original. Der geringe Unterschied, falls es einen gibt, wird nur mehr in der Düsenspitze liegen.

Übrigens, der kleine Einschnitt in dem Niro-Teil: dabei handelt es sich um den eigentlichen Heat Break, da es im Wärmefluss (=Heat) eine Unterbrechung (=Break) darstellt. Durch den geringen Querschnitt kann wenig Wärme entweichen, zusätzlich unterstützt durch die Tatsache, dass als Material Niro verwendet wird, was von den Metallen aus gesehen ein eher schlechter Wärmeleiter ist.

mjh11

Interessant sicherlich, aber nicht hierzu passend, daher habe ich es und die dazugehörigen nachfolgenden hierhinverschoben. Denke, daß ist um Themenorientiert zu beleiben und diesen sicherlich interessanten Ansatz auch für andere wieder findbar zu machen, einfach besser!

Danke für den Beitrag, aber ist besser in einem eigenen Thread aufgehoben...

Gruß, Christian

[X4r3]

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Status Update:

Es wurde eine Hülse M6 & M8 Aussengewinde, Durchgehnde Innenbohrung 3,5mm angefertigt.
Beim 3mm direct Kühlkörper wurde ein M6 Innengewinde gebohrt.
Bei der Alu Platte von der Befestigung des v2 Hotends wurden die Bohrungen von der Verbindung mit den Messzellen auf Langlöcher erweitert. Das E3D Hotend kollidiert sonst mit der Gleitschiene bzw. der X-Platte.
Hotend zusammengebaut und montiert.
X-Endschalter Platine auf die vordere Seite geschraubt.
Heizpatrone und Thermistor angeschlossen.
Der Hotend Lüfter wurde vorerst an die Bauteil Lüfter Leitung angeschlossen. Ein passendes zusätzliches Kabel muss noch organisiert und verlegt werden.
In der Firmware X-Verfahrweg, Pindefinitionen und Sensortyp angepasst
Erste Inbetriebnahme mit einer Temperatur von 120°C erfolgreich.
Automatische PID Parameter Ermittlung per M303 Gcode bei 250°C:

PID Parameter:

Kp: 7.28
Ki: 0.41
Kd: 31.97

PID drive min: 0
PID drive max: 255

2017-04-20 23_56_19-Greenshot.png

Temperaturstabilität bei Leerlauf ist für mich in Ordnung.


Als nächstes steht ein Test mit Filament an.


Umbau auf PT100 und 500°C folgt...

[Nibbels]

Sauber

[X4r3]

So, nach 2 Tage Entwicklungarbeit ist ein Prototyp PT100 Testsensor und Verstärkerplatine entstanden.
Die PT100 Verstärkerplatine gibt eine Spannung von 0 - 5V aus. Momentan ist es so eingestellt dass 23°C 0,5V und 550°C 4,5V entsprechen. Den Analogausgang der Verstärkerplatine habe ich am freien Pin PF4 (ADC4, Anschlussnummer 93) angeschlossen. Und in der Firmware diesen Pin für die Temperaturauswertung definiert. Für die Kennlinie wurde die User Thermistor Tabelle USER_THERMISTORTABLE1 mit Werten gefüllt. Der Sensortyp wurde auf 51 gesetzt (USER_THERMISTORTABLE1, PTC).

Erste vorsichtige Heiz Test, um zu sehen ob der PT100 Temperaturänderungen erkennt waren erfolgreich. In der Firmware wurde dann die max Extruder Temperatur auf 450°C hochgesetzt. Der Sollwert der Extrudertemperatur wurde auf 400°C gesetzt. Der Drucker kam aber nicht über 300°C hinaus, abbruch mit Meldung Temperatursensor defekt. Nach Ursachensuche wurde ich dann schließlich in der Firmware fündig: in der RF1000.h im Abschnitt Heizbett war noch eine Variable die die max. Sensor Defekt Temperatur auf 300°C begrenzt: MAX_DEFECT_TEMPERATURE.
Auf 450°C hochgesetzt und danach hat das Heizen auf 400°C funktioniert:

2017-04-23 00_29_48-Greenshot.png

Ich würd sagen 400°C mit PT100 möglich.

Problematisch ist allerdings bei der hohen Temperatur das verbliebene Filament im Hotend, es verbrennt mit leichter Rauchentwicklung.

Ich werde mich dann nach einem entsprechenden PT100 Sensor mit einer Hülse mit ~3mm Durchmesser umsehen, der Prototyp Testsensor ist auf die Dauer nix. Ein Filament fehlt auch noch.