Chciałem, ale są mocno drogie a ich średnica jest całkiem spora. V6 się mieści w tym większym stożku więc jest ok.
No i chcę mieć duży stożek tak czy inaczej. Nie wiadomo jakie wynalazki będę tam chciał montować w przyszłości.
Jeden już wiem: laser.

Coś się wymyśli. Zależy od tego jak się uda skonfigurować Klippera.
Opcja jest taka że można wyłączać grzanie nieużywanych hotendów.
Albo przed użyciem robić mały wyrzut filamentu, i przejeżdżać nad jakąś krawędzią (jak w Bambu "nozzle wiping pad").
Jeszcze inna opcja to taka że nieużywane hotendy cały czas robiłyby bardzo powolny wyrzut filamentu. Żeby filament się nie zwęglał w dyszy (stojąc tam nagrzany przez długi czas). Oczywiście wtedy też przejazd nad krawędzią przed użyciem.

A czy całość jest bardzo skomplikowana? No jest, jak każda drukarka 3D. Taka jest ogólna opinia o drukarkach w porównaniu do "normalnych" maszyn CNC.
U mnie jak już to jest sporo udziwnień, ale komplikacji jako takich to raczej nie.

Nie każdy musi być długi. Np. stożki do mocowania uchwytów tokarskich też są całkiem krótkie (długość mniejsza od średnicy).

Zapomniałem wymienić jeszcze jedną zaletę metody zmieniania narzędzi od góry:

• Zmienione narzędzie będzie wyjeżdżało do góry, czyli do strefy zimnej. Przy strefie odstawczej z boku wszystkie narzędzia cały czas są w komorze.

Holgin pisze: ↑25 lis 2023, 19:35 Home Appliance, HVAC.

Czyli w dużej części AGD.
A to nie opłaca się dawać gotowych driverów jakich dzisiaj jest na pęczki?
Albo stosować tych co się już opracowało? Twój tekst zabrzmiał jakbyś projektował cały czas nowe sterowniki.

Holgin pisze: ↑25 lis 2023, 19:35 To jak planujesz czujniki to widzę większe szanse powodzenia, tak czy inaczej, jestem ciekawy

Czujniki muszą być, bo to ma pracować od 0 RPM. A do tego w pierwszym rzucie ma wprost zastąpić silnik DC (czyli mieć tylko dwie końcówki, i cały czas pracować na PWMie 100% (tylko wtedy będzie miał charakterystyki prądowo-napięciowe zgodne z silnikiem DC)).
Później może to rozbuduję o jakieś bardziej inteligentne sterowanie.

Do karetki chcę dodać własną płytą rozszerzeń (pewnie na CANa), i mają na niej być takie rzeczy:

• Podstawowe czyli sterowanie wentylatorami (a raczej dmuchawami), grzałką, odczyt temperatur (będzie więcej niż tylko z hotendu).
• Sterowanie ekstruderem, bo będzie nietypowe na silniku DC/BLDC. W tym będzie odczyt enkodera z wału radełka (dla PIDa).
• Czujnik wysokości nad stołem (jakiś własny, nie BL).
• Akcelerometr, pewnie LIS3DH (jest bardzo lekki więc mogę go dać na stałe).
• Czujnik obecności a może też i średnicy filamentu.
• Wyjścia na 2...4 serwa, do ewentualnego sterowania jakimiś wynalazkami.
• Lidar. O ile się uda. Swoją drogą wątpię że w fabrycznych drukarkach jest LiDAR. Mi to raczej wygląda na system triangulacyjny.
• Może jeszcze kamera.

Sporo tego jest, ale elektronika się łatwo miniaturyzuje. Wyjdzie mała, i na pewno poniżej 10 g. Jak coś tam mogłoby ważyć więcej to złącza, więc będę raczej minimalizował ich ilość (większość rzeczy na kablach będzie lutowana wprost do PCB).

A wracając do mechaniki karetki.
Ma być jak najmniejsza i najlżejsza, więc pierwotnie powstał taki projekt: Wymiary kostki to 58 x 72 mm. Grubość 22 mm.
Gardziel wkręca się wprost w karetkę. Tam z tyłu widać dwa mosiężne króćce do podłączenia wężyków z cieczą chłodzącą.
Można też zrobić trochę mniejszą kostkę, i o grubości z 16 mm. Kosztem tego że nie wejdą do niej łożyska liniowe a jedynie tulejki ślizgowe.
Masa takiej kostki karetki po wybraniu materiału z niepotrzebnych miejsc schodzi poniżej 50 g.
Reszta masy to gardziel, blok grzejny, grzałka, dysza, łożyska, radełko, no i silnik napędu ekstrudera. Śrubki też dokładają sporo masy.
Na oko podliczyłem że jest szansa zmieścić się w 100 g. Nie jest to jakieś krytyczne założenie. Jak wyjdzie 150 czy nawet 200 g to nic się nie stanie.
Taka koncepcja ma jednak dużą wadę. Hotend jest na sztywno z karetką. Wymiana wymagałaby odkręcania go z wnętrza drukarki. Przy okazji naprężane były by tulejki i prowadnice liniowe (od klucza).

Jednak w międzyczasie koncepcja się zmieniła. Zachciało mi się dodać opcję drukowania wielokolorowego.
Wymyśliłem sobie obcinaczkę filamentu w ekstruderze, a potem się okazało że ameryki nie odkryłem bo coś takiego jest w drukarce X1CC.
Poczytałem też o problemach z szybką zmianą filamentu (niekoniecznie koloru, ale np. materiału), więc doszedł też plan zrobienia wersji dwugłowicowej.
To już mocno powiększa wymiarowo projekt karetki. Masa nie wzrasta aż tak bardzo, i całość się powinna wyrobić w 200 g.
No ale wymiarowo robi się to dość duże, i zmniejsza mi obszar roboczy drukarki.
Długo myślałem jak to sprytnie rozwiązać. Aż w końcu wyszło że najprostsze rozwiązania są najlepsze. Najnowszy trend jest chyba taki żeby robić po prostu wymienne głowice (wymiana narzędzia jak w obrabiarkach CNC).
To poza tym że jest najlepsze użytkowo, to przy okazji rozwiązuje problem wymiarów i masy: bo na karetce zawsze będzie jeździło tylko jedno narzędzie (nie będzie wożone to drugie/nieużywane). Odpadają też mechanizmy podnoszenia i opuszczania nieużywanej głowicy (żeby nie tarła o wydruk). Zaleta jest też taka że można zrobić karetkę bez jednoczesnego projektowania narzędzi (bo i tak będą osobne, nie będą jednolitą częścią z karetką). Same zalety.
No tylko jak to zaaplikować do mojej karetki?
Chciałem uzyskać maksymalną sztywność mocowania, więc nie użyłem standardowego mocowania kinematycznego Maxwella, tylko mocowanie jak w CNC: stożek.
Wyszło mi takie coś: Stożek musi być niesamohamowny. Nie ma to chyba polskiej nazwy. Po angielsku self-releasing taper. Chodzi o to żeby nie klinował się w karetce, bo go potem zmieniarka narzędzi nie wyjmie. Ma tylko oprzeć się o otwór, ale mocowanie ma być jakimś dodatkowym zaciskiem. Takie coś daje i tak sporą siłę trzymania (a precyzję tak samo dużą).
Stożek będzie miał kąt z 10...12° (każdy powyżej 8° jest niesamohamowny, przynajmniej dla stali).
Przy okazji wyszła niespodziewana zaleta mniejszej karetki. Wejdzie w nią większy stożek. Jakim cudem? Ano takim, że tulejki ślizgowe są mniejsze z każdej strony. Zajmują mniej miejsca na zewnątrz prowadnic, ale i wewnątrz prowadnic. Więc karetka może być mniejsza z zewnątrz, ale i ma więcej miejsca w środku pomiędzy prowadnicami: Obie wersje mają prowadnice w rozstawie 50 mm. W dużą wchodzi stożek 30 mm, w małą już prawie 40 mm.
Ostatecznie więc stanęło na tym że zrobię mniejszą wersję karetki. Czyli lżejszą.
Jeszcze nie wiem jak rozwiążę chłodzenie. Stożek miałby możliwość też przenosić ciepło (z narzędzia do karetki). Ale chyba nie będę tak robił, i chłodzenie będę doprowadzał wprost do stożka narzędzia.
Być może elektronikę trzeba będzie podzielić na dwie części. Cześć na stałe w karetce, a część wymienianą razem z narzędziami. To jednak szczegół. Pomyśli się na koniec.

Wymiana narzędzia będzie wymagała mechanizmu podajnika podającego od góry. Nie wystarczy dojazd do brzegu jak to zwykle się robi w drukarkach ze zmieniarką.
Ma to jednak pewne zalety:

• Komplikacja będzie w podajniku, a nie w karetce. Podajnik może sobie być dowolnie ciężki i skomplikowany, bo nie jeździ podczas drukowania.
• Podajnik będzie mógł podmieniać narzędzia nad obszarem wydruku. Nie zabierze mi obszaru roboczego. Podajnik (a raczej strefa odstawcza) w klasycznej podmianie od boku, zabiera dziesiątki mm obszaru roboczego.

Co bardziej obeznani w sprzęgach kinetycznych, pewnie zauważyli że stożek blokuje 5 osi swobody, a nie 6.
Tutaj to jednak nie przeszkadza. Niewielki obrót wokół osi Z nie przeszkadza jak to będzie wykonane precyzyjnie (dusza dokładnie w osi stożka).
Mocniej się nie obróci, bo zmieniarka narzędzi będzie to łapała za jakieś wypustki i przywracała mniej więcej stałe położenie. Ewentualne kilka stopni nieplanowanego obrotu przy mocowaniu nie będzie przeszkadzało.

Nie mówiłem że bezczujnikowo
Takie różne ciekawostki to zostawiam do opisania na później. I tak jak robię opis to wychodzi na pół strony. Bez opisów się w tym wypadku nie da, bo inaczej bym tylko słyszał że robię źle, i że na pewno się nie uda. Więc wyjaśniam każde rozwiązanie (udziwnienie ) dlaczego jest takie a nie inne.

Swoją drogą, gdzie się zajmujesz tym projektowaniem sterowników? (nie chodzi mi o nazwę firmy, tylko o branżę).
Bo ja też kiedyś robiłem różne cuda, ale praktycznie żadnego z nich się już od dawna nie opłaca robić (projektować). Wszystko już jest dostępne gotowe.

Garść obliczeń.
Przy jakimś większym przepływie wolumetrycznym rzędu 30 mm³/s (gdzieś tyle maksymalnie ma dysza Volcano 0.4 mm), mamy prędkość przesuwu filamentu 1.75 mm równą 9.8 mm/s ≈ 10 mm/s.
Zakładając siłę pchającą 100 N (≈ 10kg) wychodzi moc dokładnie 1 W. Przyjmijmy 2 W ze względu na sprawność radełka. To ciągle całkiem mało.
W praktyce siła pchająca będzie o wiele mniejsza. Jakby była duża to znaczy że dysza nie wyrabia, więc nie ma też co przesadzać z tą siłą. Ja przyjąłem że nie będę przekraczał 5 kg. W którymś odcinku CNC Kitchen było wyjaśnione dlaczego duże siły pchające nie mają specjalnie sensu.

Dlatego jakoś specjalnie nie martwię się o chłodzenie silnika. Większym problemem będzie szybkie przyspieszanie i zwalnianie.

Warto też dodać że z silnika DC można łatwo wyciągnąć sygnał momentu (prąd silnika zależy liniowo od momentu). Więc będzie można łatwo monitorować siłę pchającą filament, bez żadnych dodatkowych czujników. Przy silniku krokowym tak się nie da bo on ma niską sprawność, oraz przesunięcie fazowe pomiędzy prądem a napięciem.

Jest tak jak napisałeś, tylko że tak tak:
1. Jazda podczas druku jest na sporym momencie, ale prędkości są rzędu 5...10%. Stąd mała moc na silniku (o ile sprawność silnika będzie spora przy małych prędkościach).
2. Szybka retrakcja (i potem "trakcja"), gdzie musi przyspieszyć do dużych prędkości (100%). Ale za to moment obrotowy jest niski. Znów daje to całkiem małą moc na silniku.
Problemem jest tylko zakres prędkości z jakimi silnik musi pracować.
Silniki krokowe idealnie nadają się do takiej pracy, i pewnie dlatego tak dobrze się tutaj trzymają. No ale ta duża masa jest trochę problemem.
Stabilizator prędkości obrotowej ujarzmia silnik (BL)DC przy dowolnej prędkości (przy bardzo niskiej też).
Więc myślę że BLDC (outrunner) ma szansę. Są o wiele mocniejsze niż SB1605, ciągle o masie rzędu 20...30 g. Więc w najgorszym razie trzeba będzie go znacznie przewymiarować (i ewentualnie dodać chłodzenie). A i tak wyjdzie lżejszy od krokowego.

Chwilę mnie inne sprawy odciągnęły od drukarki. Ale wróciłem

Pora na opis ekstrudera. W największym skrócie, a i tak ściana tekstu :/
Od ekstrudera wszystko się zaczęło, bo to był dla mnie najmniej znany element (cała reszta występuje w CNC, a ekstruder nie).
Więc musiałem dopiero poszukać jak to wygląda. Oglądając ekstrudery od razu rzuciło mi się w oczy że jest tam spory silnik krokowy. Do tego duży wymiarowo wentylator i radiator chłodzący.
Naczytałem się też o problemach z chłodzeniem heartbreaka.
No to pomyślałem że skoro mam możliwości, to żeby pójść z grubej rury. Założenia były "proste" (to dla całej karetki):
- Ma być mały
- Ma być lekki
- Ma dzięki temu zapier***ać
- Ma być precyzyjnie wykonany i się nie klinować na prowadnicach, a więc najlepiej aby był wykonany z aluminium
- Ma nie mieć problemów z chłodzeniem heatbreaka
- Oczywiście ma być typu Direct
- Ma nie ustępować parametrami klasycznym silnym ekstruderom (siła pchająca około 5 kg, retrakcja co najmniej 50 mm/s)
Ostatni punkt jest dość istotny, bo ekstrudery o standardowej konstrukcji używając małych silników krokowych zawsze idą na jakiś kompromis pod względem wydajności napędu.

Samo się nasunęło że karetka z aluminium automatycznie załatwia chłodzenie, pod warunkiem że będzie to chłodzenie wodne.
A dla zmniejszenia masy postanowiłem też zamienić silnik krokowy na inny (serwomotor).
Zacząłem szukać gotowych rozwiązań, żeby zobaczyć czy ktoś już tego próbował.
Ciężko było cokolwiek znaleźć, więc narysowałem swoją wersję zanim cokolwiek znalazłem.
Po jakimś czasie znalazłem chłodzenie wodne hotendu (to tylko jeden przykład z tych co znalazłem):
https://www.instructables.com/Water-Coo ... ap-and-Ea/
W takich wynalazkach jest taki problem, że ludzie dodają chłodzenie wodne do wcześniejszego powietrznego radiatora.
No i pojawiają się wnioski, że chłodzenie wodne jest mało praktyczne, bo zwiększa masę ekstrudera.
No jak zwiększa?!! Dokładasz elementy, to masa musi wzrastać! Nie dokładaj to nie wzrośnie
Dlatego ja chcę zrobić zupełnie inaczej.
Aluminiową karetkę i tak już będę miał, i będzie ona całkiem lekka. Nie będzie radiatora, tylko gardziel będzie wkręcany wprost w karetkę. Jedynie trzeba w tej karetce zrobić kanaliki na wodę (co w sumie jeszcze bardziej obniży jej masę). I już mam chłodzenie wodne, bez dokładania masy. Oczywiście jest spora trudność w wykonaniu, ale sama idea jest ok (w sensie że to na pewno będzie lekkie).

A wracając do napędu.
Chcę użyć silnik DC (BLDC) z przekładnią, zamiast silnika krokowego.
Chyba z tydzień mi zajęło znalezienie takiego rozwiązania w czymś innym wykonaniu. Już myślałem że takiego nigdy nie było, i że będę pierwszy.
No ale ostatecznie znalazłem, i to nie byle gdzie (tylko nie spodziewałem się że tam mogę to znaleźć).
Mianowicie pierwsza (czy druga) drukarka Prusa miała ekstruder z silnikiem DC:
https://reprap.org/wiki/RepRapOneDarwin
Znalazłem też nowszy wynalazek, z napędem za pomocą przerobionego serwomechanizmu:
https://www.instructables.com/RCServo-E ... ect-Drive/
Zastanawiam się dlaczego się to nie przyjęło. Silniki krokowe już dawno praktycznie zostały wyparte przez serwonapędy w wielu dziedzinach CNC.
A tu nie. Może chodzi o trwałość silników DC (szczotki). A może o problemy z utrzymaniem stabilnej prędkości, szczególnie przy małych prędkościach obrotowych. Ja jednak wiedziałem że się da, bo już takie coś robiłem (tylko nie do drukarek).

Pierwsze testy mam już za sobą. Użyłem takiego typu silnika z przekładnią, bo akurat kupiłem kiedyś przy okazji różne wersje do późniejszego pobawienia się nimi. No i tak przeleżały nieruszane aż do teraz
https://www.pololu.com/product/3043/specs
Jak widać masa jest całkiem rokująca (ten ma 10 g, ja mam trochę większą wersję co waży 23 g).
A ujarzmić silnik da się za pomocą stabilizatora obrotów silnika DC. Dzisiaj to już zapomniany układ.
I nie chodzi tu o enkoder na wale i PIDa.
Chodzi o elektroniczny stabilizator samego silnika.
Silnik DC nie ma jednej charakterystyki. Inną ma dla zasilania stałym napięciem, inną dla zasilania stałym prądem, inną dla zasilania stałą mocą. I jeszcze inne będzie miał dla określonych charakterystyk prądowo-napięciowych źródła zasilania. Da się wygenerować elektronicznie taką charakterystykę, przy której silnik DC będzie miał charakterystykę stałoprędkościową. Czyli będzie się chciał kręcić ze stałą prędkością, jak silnik krokowy (czy z pewnym przybliżeniem indukcyjny).
Da to bardzo dobrą jednorodność ruchu.
Nie jak w PIDzie, gdzie błąd prędkości musi się skumulować aby PID zareagował.
Nie będę tu zanudzał szczegółami technicznymi. Jak ktoś chce to może poczytać tutaj:
3. Stabilizator obrotów silnika DC (czyli stabilizator napięcia BEMF silnika).
Tu oczywiście potrzeba zrobić o wiele mniejszą wersję. Na jakiejś malutkiej przetwornicy Step-Down. Prototyp zrobiłem w ogóle bez przetwornicy, tzn. z zasilaczem liniowym.
Wszystko ładnie działa, i taki silniczek z przekładnią daje podobne obroty i moment obrotowy od dużo większego silnika krokowego.
Poza tym ma o wiele mniejsze wymiary. Radełko można dać wprost na wał wyjściowy.
No ale prototyp to jedno, a wersja docelowa to drugie.
Takie silniczki występują w kilku wersjach wymiarowych, i masa wzrasta szybciej niż moc. No i pozostaje problem z trwałością szczotek.
Dlatego docelowo chcę użyć silnika BLDC (charakterystyki ma takie same jak silnik DC, więc mogę je tu zaaplikować prawie zamiennie).
Są wersje silników BLDC z przekładniami, ale masa i wymiary nie powalają. Ostatecznie więc zdecydowałem się na taki silniczek:
SB1605
Nie musi być konkretnie taki, ale SB1605 ma taką zaletę że ma bardzo niski współczynnik KV. Czyli jest niskoobrotowy.
Inny też bym sobie przewinął, ale co przewijać jak od razu można kupić odpowiedni.
Moc takiego silniczka to podobno ponad 20W, a więc porównywalnie do dużego silnika NEMA17 (i więcej niż silniczka DC jaki testowałem, on ma ze 2...3W).
Wybór silniczków modelarskich (outrunnerów) jest o wiele większy niż silniczków uniwersalnych (inrunnerów), więc jak ten się nie sprawdzi to sprawdzę inne.
Pozostaje problem przekładki. Będzie musiała dać redukcję około 1:100. Na szczęście da się to zrobić na dwóch stopniach, i w małej masie.

I właśnie to sprawia że ten ekstruder będzie inny niż wszystkie.
Dobra, na razie tyle.

Chętnie bym się dowiedział dlaczego dawno temu stosowanie silników DC w ekstruderach zostało porzucone. Może ktoś kto od lat siedzi w temacie drukarek DIY pamięta jakieś dyskusje o tym z nieistniejących już dzisiaj forów?

No tak. Trochę kompromisów będzie musiało być.
Ale jakoś się daje drukować PLA na obudowanych drukarkach. To i ja jakoś to przemęczę
Myślę że większość wydruków będę robił z bardziej wymagających tworzyw. ABS (on wymaga grzania co wymusza komorę), nylon, i inne techniczne.
No i może uda się jakoś sprytnie zrobić otwieranie komory od góry.
Od góry ma być tak: Zaznaczyłem taką małą pionową ściankę działową.
Po płaskiej powierzchni górnej blachy (żółta) ma jeździć mieszek: Ścianka działowa ma być barierą dla uciekania powietrza spomiędzy daszków mieszka. Mieszek będzie pewnie zakończony kątowo (90°) aby ograniczyć uciekanie ciepła, no ale ścianka działowa nie zaszkodzi.
Oczywiście to tylko prowizoryczny rysunek. Mieszek naprawdę będzie dłuższy (całą długość osi X), i będzie szedł do końca. Końcami będzie szczelnie zamontowany do obudowy oraz do wózków XY (tu już mniej szczelnie ).
Drugi mieszek będzie pomiędzy wózkami XY a karetką: On nie ma po czym jeździć, więc będzie wsparty na prowadnicach osi X (szczyty daszków będą miały podoczepiane obejmy (też wykonane z folii)).
I tu się pojawia trochę problemów, ale i możliwości.
Możliwości są takie że ten mieszek można zdjąć. I wtedy będę miał otwartą od góry komorę. Można będzie dać nadmuch, albo po prostu zostawić jako naturalną wentylację. Czyli wydruk PLA powinien wychodzić nie tak najgorzej.
A do wydruków z grzaniem, był by założony. Tylko czuję że nie będzie za dobrą barierą dla ucieczki ciepła. Ale coś lepszego ciężko wymyślić.

Taka budowa ma też pewne konsekwencje: Karetka będzie jedną stroną po stronie ciepłej a drugą po zimnej. Żeby zrobić nadmuch na wydruk ciepłym powietrzem, trzeba będzie pobierać powietrze z pod karetki. A nie z bylekąd, jak to jest w przypadku gdy cała karetka jest w ciepłej komorze.

Musiałbym dać 4 miejsca na silniki. Bo obecne 2 są w miejscu nieodpowiednim dla AWD.
Dodanie miejsca z przodu to trochę problem ze względu na wymagane duże koło/idlera, no ale pomyślę o tym. Dzięki.
Do tej pory najcieńszy pasek jaki stosowałem w maszynie CNC to T10 o szerokości 25 mm

A jeszcze co do grzania. Nie wiem jeszcze jak rozwiązać chłodzenie wydruku. Przy chłodzeniu nie grzanej komory jest to oczywiste: chłodzi się powietrzem z otoczenia a więc o temperaturze otoczenia.
Natomiast przy chłodzeniu grzanej komory, pasowało by pobierać powietrze z komory. Czyli chłodzić do temperatury komory.
Są jakieś wentylatory o podwyższonej temperaturze pracy, ale nawet takie to raczej ciągle do poniżej 100°C.