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Prusa i3 MK3S Mod: 3D-Drucker selber bauen


Die Elektronik

LDO Schrittmotoren

Die Elektronik kann vom Original Prusa MK3S ├╝bernommen werden. Lediglich die Schrittmotoren von der Firma LDO Motors sind schwer aufzutreiben, da diese direkt beim Hersteller eingekauft werden und es nur wenige Reseller gibt. Zudem herrscht hinsichtlich der Spezifikationen immer noch Unklarheit im Netz. Deshalb haben wir alle Informationen zu den Prusa MK3S Schrittmotoren zusammengetragen. F├╝r den Extruder kann auch ein Pencake Motor (z.B. MT-1701HS140A: Nema 17, 0.9┬░, 400 steps/rev., 1.4A, 18N/cm Holding Torque, 26 mm Body, 27 mm Output Shaft (5mm diameter)(24mm D-Shaped)) verwendet werden. Wer nicht unbedingt hochaufl├Âsend drucken m├Âchte, der wird zwischen 1.8┬░ und 0.9┬░ keinen gro├čen Unterschied feststellen. Dieser kompakte Motor eignet sich unter anderem f├╝r ein sp├Ąteres Upgrade mit einem Titan oder Titan Aero Extruder. Als Alternative f├╝r die LDO-Motoren k├Ânnen auch die Motech-Motoren verwendet werden wie z.B. die Modelnummer MT-1703HSM168RE sowie das Model MT-1702E133G6-365T mit integrierter Spindel. Aber Vorsicht: F├╝r bestimmte Schrittmotoren ist die Anpassung der Firmware erforderlich.

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Original LDO Schrittmotoren von Zaribo

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Original Prusa i3 MK3 Schrittmotoren von LDO Motors

Die beste Bezugsquelle in Europa ist der Zaribo-Shop. Dieser bietet neben zahlreichen hochwertigen Komponenten f├╝r 3D-Drucker auch die LDO-Motoren in diversen Ausf├╝hrungen (Einzeln oder als Kit) an und hat zus├Ątzlich einen optimierten Extruder im Programm, der im Vergleich zum Prusa3D-Extruder im Druckbetrieb wesentlich weniger aufheizt. Wer jedoch eine Druckraum nutzt, bekommt m├Âglicherweise aufgrund der Hitzeentwicklung Probleme mit PLA-Filament, da vom Motor erzeugte W├Ąrme auf das Extruder Antriebsrad ├╝bertragen wird und das wiederum das PLA-Material erweichen l├Ąsst. Aluk├╝hlk├Ârper (40 x 40 x 11 mm) w├Ąren eine M├Âglichkeit, dem entgegenzuwirken.

  Trapezgewinde-Motoren (365 mm lead screw; Tr8x2) Motoren
Modellnummer LDO-42STH40-1004A LDO-42STH38-1004A
Step Angle 1.8┬░ (200steps/rev) 1.8┬░ (200steps/rev) 
Step Angle Accuracy ┬▒5% (full step, no load) ┬▒5%
Resistance Accuracy ┬▒10%
Inductance Accuracy ┬▒20%
Temperature Rise 80DegreeC Max. (rated current,2 phase on)
Ambient Temperature -20~+50DegreeC
Insulation Resistance 100M(Ohms) Min. ,500VDC
Dielectric Strength 500VDC for one minute
Shaft Radial Play 0.02Max. (450 g-load)
Shaft Axial Play 0.08Max. (450 g-load)
Max. radial force 28N (20mm from the flange)
Max. axial force 10N
Holding Torque 1.7~6.5 Kg.cm
Phases 2 2
Rated Voltage 6.5 V 6.5 V 
Current/Phase 1.0A 1.0A
Resistance/Phase 6.5 ohms 6.5 ohms 
Inductance/Phase 13 mH 13 mH
Holding Torque 4.8 Kg.cm 4.8 Kg.cm
Rotor Inertia 63.7g.cm┬▓ 63.7g.cm┬▓
Diameter 5 mm 5 mm
Frame Size[HxWxL] 42 x 42 x 40 mm 42 x 42 x 38 mm

Theoretisch k├Ânnten auch alternative Schrittmotoren mit einem Phasenstrom von 1.5 A verwendet werden, da sich darauf lediglich das Nennmoment des Motors bezieht. Um Motoren nicht unn├Âtigen thermischen Belastungen auszusetzen, wird normalerweise im Motorstillstand eine Stromabsenkung vorgenommen. Im Dauerbetrieb wird der Motor erst dann thermisch ├╝berlastet, wenn der Stromwert ├╝berschritten wird. Deshalb sollte die Spannung an den Schrittmotor-Treibern von 3D-Druckern f├╝r die x-, y- und z-Achse maximal 0,9 A betragen und f├╝r den Extruder maximal 1,2 A (Richtwert). Wer bereits Motortreiber getauscht hat und einen wesentlich h├Âheren Wert ├╝ber das integrierte Potentiometer eingestellt hat, d├╝rfte einen Temperaturanstieg am Motorblock wahrgenommen haben. Das Rambo Einsy 1.1 Mainboard vom Prusa i3 MK3S hat jedoch integrierte Motortreiber, deren Spannung ├╝ber die Firmware geregelt wird. Deshalb k├Ânnen auch gr├Â├čer dimensionierte Schrittmotoren verwendet werden. Bei h├Âheren Druckgeschwindigkeiten (> 150 mm/s) k├Ânnen jedoch unn├Âtige Pausen beim Druck entstehen, weswegen der 3D-Drucker nicht komplett ausgereizt werden sollte. Wir haben teilweise mit bis zu 250 mm/s gute Druckergebnisse bei PLA erzielen k├Ânnen. K├╝hlen des Extruders vorausgesetzt. Hierbei spielen jedoch viele Faktoren eine Rolle wie der Infill und die Drucktemperatur.  

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Schrittmotoren von LDO Motors f├╝r den Prusa i3 MK3S und Zaribo 220

Wenn ein Schrittmotor an einem Schrittmotorentreiber angeschlossene werden soll, m├╝ssen die vier Feindrahtlitzen in korrekter Reihenfolge angeschlossen werden. In unserem Kit sind die Kabel der LDO-Motoren bereits mit passendem DuPont-Stecker in korrekter Reihenfolge gecrimpt. Wer ├╝ber ein Multimeter verf├╝gt, kann dieses auf die kleinste Stelle einer Widerstandsmessung setzen. Der Widerstand sollte dabei unendlich hoch sein (Wert = 1    .). Werden die beiden Kontakte zusammengeschlossen (Durchgangspr├╝fung), geht der Widerstand logischerweise gegen Null. Jetzt kann man daher gehen und den Widerstand zwischen dem roten Draht und den drei anderen Dr├Ąhten nacheinander messen. Wird ein Widerstandwert gemessen, h├Ąngen die beiden entsprechenden Dr├Ąhte an der selben Wicklung (z.B. Blau und Rot sowie Gr├╝n und Schwarz). 

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Zaribo 320 Schrittmotoren von LDO Motors

Heizbett und Druckplatte

F├╝r das Heizbett gibt es diverse Bezugsquellen. F├╝r unseren DIY-Projekt viel zun├Ąchst die Wahl auf den chinesischen Hersteller Lankeda, der ├╝ber 10 Jahre Erfahrung im Bereich 2D- und 3D-Drucker vorweisen kann. Die Komponenten k├Ânnen auch von privaten Nutzern ├╝ber die Webseite Alibaba.com bezogen werden. Das magnetische Heizbett MK42/MK52 (Prusa i3 MK2(S)/MK3(S)) entspricht der Original Prusa i3 Qualit├Ąt, ist aber weitaus g├╝nstiger als das Original. Zudem sind auf Anfrage auch Sonderanfertigungen m├Âglich.

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Wer sich jedoch die Versandkosten sparen m├Âchte und zudem auf erstklassige Qualit├Ąt setzt, der bestellt sich das MK52 24 V Heizbett inklusive Abstandshalter, Thermistor, Anschlusskabel und x-Carriage auf Zaribo.org.

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PCPointer.de i3 MK3 Mod

BuildTak FlexPlate und Dauerdruckplatte

Neben der Heizplatte ist eine Druckplatte notwending, wie sie von BuildTak angeboten wird. Das Unternehmen BuildTak bietet seinen Kunden eine ganz besondere Druckauflage an. Die BuildTak FlexPlate bietet in Kombination mit der BuildTak Dauerdruckplatte eine ausgezeichnete Haftung f├╝r 3D-Objekte und l├Ąsst sich zum L├Âsen der Bauteile einfach biegen. Der Hersteller bietet Platten f├╝r diverse 3D-Drucker an wie dem Ultimaker S5 oder dem Original Prusa i3 MK3S.

Das BuildTak-System ist auf hunderte Stunden Betriebszeit ausgelegt, setzt jedoch aufgrund seiner starken Haftung einige Testdrucke voraus. Umsteiger und Neulinge sollten den Abstand zwischen Druckbettauflage und Druckd├╝se etwas vergr├Â├čern und zun├Ąchst testen, ob die Haftung daf├╝r nicht doch ausreichend ist. Das System bietet dank der BuildTak 3D Druckoberfl├Ąche eine ausgezeichnete Haftung f├╝r ABS, PLA, HIPS, PET+ und andere Filamentsorten.

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BuildTak FlexPlate bietet und BuildTak Dauerdruckplatte

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BuildTak FlexPlate bietet und BuildTak Dauerdruckplatte

Rambo Einsy 1.1 Mainboard

Das RAMBo Einsy 1.1 Mainboard ist etwas teurer als beispielsweise eine Arduino 2560 Platine mit Ramp 1.4 Treiberplatine und entsprechenden Schrittmotor-Treibern, daf├╝r aber auch mit zahlreichen Features ausgestattet. Es sind unter anderem 4x Trinamic TMC2130 Schrittmotorentreiber mit 1/256 Mikroschritten und 4x Mosfets integriert. Zudem l├Ąsst sich das Mainboard sowohl mit 12V als auch mit 24V Betriebsspannung betreiben. Ein sehr tolles Features ist au├čerdem die automatische Spannungsregelung f├╝r die Schrittmotoren ├╝ber die Firmware. Ein weiteres n├╝tzliches Features ist die Erweiterung um einen Raspberry Pi Zero W, um den eigenen 3D-Drucker vom heimischen Rechner aus zu steuern. Wir haben uns am Ende f├╝r einen Raspberry Pi 3 entschieden, der bei Verwendung einer Webcam aufgrund seiner besseren Performance zu empfehlen ist.

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RAMBo Einsy 1.1 Mainboard

2 Kommentare zu Prusa i3 MK3S Mod: 3D-Drucker selber bauen

  1. Andr├ę

    Hallo PC-Pointer,
    lohnt der Selbstbau wirklich? Au├čer den von euch verbauten Noctua-L├╝ftern erkenne ich keinen Unterschied zum Zaribo 220 MK3s Rel. 3 den man nach meiner ├ťberschlagsrechnung eurer St├╝ckliste zum etwas gleichen Preis bekommt. Oder ├╝bersehe ich etwas komplett?

  2. TigerClaw

    Hi,
    die Idee haben wir parallel zum Zaribo ins Leben gerufen, wussten zuvor jedoch nicht, dass es den Zaribo ├╝berhaupt gibt. W├Ąhrend der Recherche nach passenden Sponsoren sind wir dann auch auf den Zaribo gestossen und unterst├╝tzen durch die Einkaufsliste den Shop. Die Teile sind jedoch nicht alle von Zaribo.

    Das Zusammensuchen der Teile ist hilfreich, um sich Erfahrungen im 3D-Druck anzueignen. Nat├╝rlich kann der Zaribo auch als Komplettpaket bezogen werden. Aus dem Paket ist die genaue Artikelbezeichnung jedoch nicht ersichtlich und oftmals ist es hilfreich zu wissen, was genau in einem 3d Drucker steckt. Eventuell m├Âchte man bestimmte Komponenten durch andere ersetzen. Eine Einkaufsliste ist lediglich eine Orientierung, die nichts ├╝ber den tats├Ąchlichen Preis sagt. Man kann sich genauso gut eine Uhr mit Temperaturmesser kaufen oder der Einkaufsliste f├╝r einen Raspberry Pi mit Sensoren folgen das bleibt jedem selbst ├╝berlassen.

    Wir haben uns beispielsweise f├╝r ein Heatbed von Prusa3D entschieden, die Aluprofile und die Wellen sowie Kugellager sind von Misumi direkt bezogen worden. Es kommt nat├╝rlich immer darauf, was man kaufen m├Âchten. Wir wollten spezielle hitzebest├Ąndige Silikon Kabel von Voelkner bestellen, haben daher auch das Netzteil (unschlagbar g├╝nstig) sowie den Kaltger├Ątestecker und weiteres Zubeh├Âr dort bestellt und dank Gutschein Code zus├Ątzlich Geld gespart. Daher hat sich der separate Einkauf zur richtigen Zeit gelohnt. Das Upgrade von MK3 zu MK3S gab es bei Zaribo damals noch nicht. Also haben wir die Teile bei Prusa3D bestellt und das Heizbett mit Druckplatte ebenfalls dort bestellt. Wenn man also mehrere Komponenten unabh├Ąngig vom Drucker bestellen m├Âchte, lohnt es sich einzeln einzukaufen. Oder aber wenn man sparen m├Âchte. Wer sich die Arbeit jedoch nicht machen m├Âchte, f├╝r den bietet sich der Zaribo Shop an. Wir haben mittlerweile auf das Magnum hotend umgestellt. In der Zwischenzeit wird es von Zaribo sicherlich passende L├Âsungen geben.

    Der Artikel sollte viel mehr als zus├Ątzliche Unterst├╝tzung dienen, da dieser detaillierte Infos zum Thema beinhaltet. So muss man sich beispielsweise nicht separat zum Aufbau Tutorials zum Thema Firmware oder ├Ąhnliches zusammensuchen. Die Einkaufsliste ist nur ein kleiner Teil davon ­čśë

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