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Prusa i3 MK3S Mod: 3D-Drucker selber bauen


Zusammenbau des PCPointer i3 MK3S Mods

F├╝r den Zusammenbaue gibt es verschiedene Anleitungen im Netz (Zaribo, Prusa3D), an denen man sich orientieren kann. Zun├Ąchst einmal sollte daf├╝r vern├╝nftiges Werkzeug verwendet werden, denn gutes Werkzeug ist die halbe Arbeit. Das Wera 05057460001 Werkzeug-Set eignet sich aufgrund der durchdachten Zusammenstellung und der ausgezeichneten Verarbeitung hervorragend f├╝r den Einsatz in DIY-Projekten und dar├╝ber hinaus. Die Form des Kraftform-Griffs ist an die Hand angepasst, wodurch Handverletzungen wie Blasen und Schwielen vermieden werden. Das Werkzeug Set umfasst insgesamt 52 Teile wie Phillips-Bits, Pozidriv-Bits, Torx-Bits und Schlitz-Bits. Auch hinsichtlich der Robustheit ├╝berzeugt das Set auf ganzer Linie. Die Torsions-Bits sind dank einer Abfederung von Drehmomentspitzen in der Torsionszone gegen vorzeitigen Verschlei├č gesch├╝tzt. Die Impaktor-Bits sind f├╝r leistungssarke Maschinenschrauber ausgelegt, um den hohen Maschinenkr├Ąften stand zuhalten. Um das ben├Âtigte Werkzeug zu finden, gibt es ├╝brigens einen Werkzeugfinder mit Farbkennzeichnung nach Profilen und Gr├Â├čenstempel.  

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Wera 05057460001 Werkzeug-Set

F├╝r den Zusammenbau des 3D-Druckers sind unter anderem Schrauben des Typs M2, M3, M4, M5 und M6 in verschiedenen L├Ąngen sowie passende Unterlegscheiben, Nutsteine und Sicherungsmuttern notwendig. Der Aufbau selbst h├Ąngt zun├Ąchst einmal von der gew├Ąhlten Druckermodifikation ab. F├╝r den Zaribo-Mod gibt es hier eine sehr ausf├╝hrliche und bebilderte Anleitung. In der Anleitung finden sich vor allem zahlreiche Montagehinweise. Unabh├Ąngig von der Modifikation kann man sich aber auch an der Anleitung f├╝r den Original Prusa i3 MK2S/MK3S orientieren, da bis auf den Rahmen und den Bauteilen die Montage identisch ist. Unten stehende Fotos zeigen einige Zwischenschritte von unserem ersten selbstgebauten 3D-Drucker basierend auf den Prusa i3 MK3 (Upgrade von MK3 auf MK3(S) verf├╝gbar; Firmware-Update notwendig) und dem Zaribo 330 Mod. ÔÇő

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Nach dem ersten Aufbau haben wir uns f├╝r einen zweiten Aufbau entschlossen und die PETG-Komponenten durch ABS-Material ersetzt. Die folgenden Bilder zeigen einige Zwischenschritte von unserem zweiten selbstgebauten 3D-Drucker basierend auf den Prusa i3 MK3S und dem Zaribo 330 Mod. 

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F├╝r den Aufbau des Aluminiumrahmens sollte eine ebene Fl├Ąche wie eine K├╝chenarbeitsplatte verwendet werden. Werden die Aluminiumteile von Misumi nicht korrekt ausgerichtet, resultieren daraus falsch ausgerichtete F├╝hrungsschienen, die zum einen die Lager besch├Ądigen k├Ânnten und zum anderen seltsame Artefakte im 3D-Druck hervorbringen k├Ânnen. Mindestens genau so wichtig ist das Thema Elektronik. F├╝r 3D-Drucker werden ├╝blicherweise Silikonkabel mit der Kodierung 14awg verwendet. Das entspricht einem 1,5 mm┬▓ Kabel und kann demnach mit einem Maximalstrom von ca. 15 A bei bis zu drei Adern belastet werden. Deshalb ist dieser Kabelquerschnitt mehr als ausreichend, insbesondere wenn man bedenkt, dass das Netzteil in unserem Fall maximal 13,6 A liefert. Dennoch verwenden wir gerne Kabel mit einem Querschnitt von 2,5 mm┬▓ und nutzen diese auch sehr intensiv. Da diese einen gr├Â├čeren Querschnitt vorweisen, muss die Abdeckung der Heizbettkabel mit einem Dremel angepasst werden. Alternativ kann auch die entsprechende STL-Datei angepasst werden. Die Kabel sollten alle paar hundert Druckstunden ├╝berpr├╝ft werden. Insbesondere das Thermistorkabel des Heizbetts ist aufgrund der weichen Ummantelung sehr anf├Ąllig und scheuert sich gerne mal auf. Das gilt auch f├╝r das Kabel der Hotend-Heizpatrone, sollte daf├╝r ein falscher Kabelschlauch verwendet werden.

F├╝r den Zusammenbau des E3D V6 Hotends gibt es auf der offiziellen E3D-Online-Webseite eine sehr ausf├╝hrliche Anleitung. Lediglich der im E3D V6 Kit mitgelieferte L├╝fter sollte durch einen qualitativ hochwertigen Noctua NF-A4x10 5V ersetzt werden. Zus├Ątzlich empfehlen wir die E3D Silikon-Socken, die zum einen den Heat Blocker vor Verschmutzungen sch├╝tzt und zum anderen Druckabbr├╝che aufgrund eines „thermal runaway error“ minimiert. In unserem ersten Testlauf meldete die Steuereinheit ohne E3D-Silikon-Socke stets einen „Thermal runaway„, sobald der Radiall├╝fter mit 50-100% startete. Daf├╝r gibt es mehrere Ursachen wie ein zu starkes Gebl├Ąse, ein Luftzug, ein fehlerhafter Temperatursensor, ein defektes Mainboard oder ein fehlerhafter Druck des Anbauteils f├╝r den Radiall├╝fter. In unserem Fall gab es genau zwei L├Âsungen: Entweder die Verwendung einer E3D-Silikon-Socke oder eben das schrittweise Hochfahren des L├╝fters, um der Regelung ausreichend Zeit zum Nachstellen zu geben.

Wir empfehlen au├čerdem, das E3D V6 Kit mit einem Upgrade von Micro Swiss auszustatten. Das Unternehmen Micro Swiss bietet hochwertiges Zubeh├Âr f├╝r 3D-Drucker-Hotends an. Die Produktpalette umfasst unter anderem eine aus Messing gefertigte D├╝se, die mit TwinClad XT beschichtet ist. Aus dieser Nickelbeschichtung resultiert eine sehr geringe Reibung. Dadurch haben die Druckd├╝sen eine sehr hohe Lebensdauer und erleichtern somit den Druck mit abrassiven Filamenten wie z.B. PLA mit Metallpartikeln oder Carbon. Auch die Micro Swiss Plated A2 Hardend Tool Steel D├╝se ist mit der TwinClad XT-Beschichtung ├╝berzogen, besteht jedoch aus A2 Stahl. Diese eignet sich vor allem f├╝r abrasive Materialien. ├ťbrigens k├Ânnen mit einer 0.4 mm D├╝se Schichth├Âhen bis ca. 0.3 mm gedruckt werden.

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F├╝r die Ausrichtung des PINDA Sensors sollte die z-Achse soweit per Hand heruntergefahren werden, bis die Druckd├╝se das Heizbett ber├╝hrt. Anschlie├čend kann zwischen PINDA und Heizbett ein Objekt wie z.B. ein Kabelbinder mit einer H├Âhe von ca. 1-2 mm dazwischen geklemmt werden, um die Sonde entsprechend auszurichten und zu fixieren. Ein sehr gutes Video dazu hat Prusa3D bereits ver├Âffentlicht. Dabei sollte man stets darauf achten, dass die x-Achse exakt waagerecht steht und nicht etwa schief. Auch sollte der Antriebsriemen optimal gespannt sein. Anschlie├čend folgt die Nachjustierung der z-Achse mit der Option „First layer calibration and Live adjust Z„. Ein ├╝blicher Wert f├╝r das „Adjusting Z:“ ist -0.780 bis -0.830. 

F├╝r die Kalibrierung kann auch ein einschichtiges Quadrat exakt mittig auf dem Heizbett gedruckt werden. Danach sollte man unbedingt etwas Zeit einplanen, um sich der „Bed Level Correction“ zu widmen. Denn der Abstand zwischen Heizbett und z-Achse kann beispielsweise konstruktionsbedingt variieren. Und bekanntlich ist f├╝r einen erfolgreichen Druck die erste Schicht unerl├Ąsslich. Dazu gibt es die M├Âglichkeit an verschiedenen Stellen den „Live-Z value“ zu manipulieren. ├ťblicherweise druckt man sich dazu 9 K├Ąstchen mit einer Schichth├Âhe von 0,2 mm (eine Schicht) und stellt anhand des Druckergebnisses den entsprechenden Wert entweder h├Âher oder niedriger. Eine positive Zahl erh├Âht den Abstand zwischen Druckbett und D├╝se und sollte dann gesetzt werden, wenn die erste Schicht rau und scharfkantig ist oder das Material mitgerissen wird. Sind einzelne Linien jedoch nicht miteinander verbunden, deutetet alles auf einen viel zu gro├čen Abstand zwischen Heizbett und Druckd├╝se hin. In dem Fall sollte der entsprechende Wert dekrementiert werden. 

Wer seine 3D-Drucker aus der Ferne steuern m├Âchte und keinen zus├Ątzliche Mikro-Computer wie den Raspberry Pi 3 mit OctoPrint verwenden m├Âchte, der kann auch die kompaktere L├Âsung nutzen und einen Raspberry Pi Zero W direkt an das Einsy Rambo 1.1 Mainboard anschlie├čen. Prusa3D hat dazu die notwendigen Informationen und 3D-Modelle ver├Âffentlicht. Ganz wichtig dabei ist, dass nach der Konfiguration von OctoPrint in den Einstellungen unter „Zus├Ątzliche serielle Ports“ die Zeile „/dev/ttyAMA0“ f├╝r die serielle Kommunikation hinzugef├╝gt wird und der Raspberry Pi danach neu gestartet wird. Wer sich f├╝r den Raspberry Pi 3 entscheidet, sollte sich ein vern├╝nftiges USB-Druckerkabel besorgen. Die billigen China-Kabel sind oftmals falsch dimensioniert oder isoliert und verursachen oftmals Druckabbr├╝che in Form von Kommunikationsfehler unter OctoPrint. Oder man nutzt ebenfalls die seriellen Ports und bastelt sich die entsprechenden Stecker selbst. Wir haben uns f├╝r den Raspberry Pi 3 entschieden, um eine Webcam nachtr├Ąglich installieren zu k├Ânnen. Hier sollten jedoch die Pins f├╝r VCC und GND nicht ans 3D-Drucker-Mainboard geklemmt werden. Stattdessen sollte man daf├╝r eine externe Spannungsquelle nutzen.

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