Mittwoch, 24. Januar 2018

Workshop 3D Druck - Recklinghausen


Open Source
"öffne deine Quellen"


ohne die Open Source und Maker Szene wäre man nicht in der Lage, auch als Laien einen 3D Drucker bei sich zu Hause zu bauen. Es gibt viele Tutorials auf YouTube, wo jeder Montageschritt bis ins kleinste Detail dargestellt wird. Ein 3D Drucker ist eine Maschine, die im dreidimensionalen Raum arbeitet. Selbst gestandene Konstrukteure, die in 2D gezeichnet haben, werden vor neue Herausforderungen gestellt. Ziel vom 3D Workshop war, die Montage und Inbetriebnahme des 3D Druckers so zu gestalten, dass auch nicht Techniker dies erledigen können. Es ist gut, wenn kreative Menschen bei der Montage dabei sind, die nicht handwerklich begabt sind. Für den Betrieb und die Wartung eines 3D Druckers benötigt man etwas Grundwissen über die Maschine, um auf veränderte Parameter (Filament, Temperaturen, Ausrichtung Hot End...) reagieren kann.   

Technik Kids Anet A8 3D Drucker


Workshop 3D:

Sebastian, von ONsüd, hat unseren Technik Trainer gefragt, ob er kurzfristig einen Workshop zum Thema 3D Druck durchführen kann. An einem Wochenende im Januar 2018 wurde dann, in einem kleinen Kreis von vier Personen, ein 3D Drucker gebaut. Der Drucker wurde als Bausatz im Dezember 2017 bestellt und sehr schnell geliefert.

 Bild Anet A8

Mann bekommt bei Ebay einen Anet A8 Bausatz für 130,- € bis ca. 160,- € Wir sind immer wieder erstaunt, wie viel Technik man für diesen Betrag bekommt. Bei dieser Preisklasse ist es klar, dass man selber etwas nacharbeiten muss, wenn z.B. ein Gewinde etwas hakt.


Vor jeder Montage wird erst einmal grob überprüft, ob alles da ist. Ein Tapeziertisch hat vollkommen ausgereicht, der Drucker wurde auf eine Montageplatte befestigt und transportfähig gemacht. Damit war alles im Lot und stabil genug.


Das Montage Video bei YouTube wurde in der Vorbereitung zum Workshop in Einzelbilder aufgelöst. So konnte man zu jeder Baugruppe die notwendigen Schrauben und Bauteile erkennen. Die vom Hersteller beigelegte Dokumentation war zu undeutlich und konnte nur mit der Lupe gesichtet werden.






Es ist immer wieder schön zu erleben, was ein Team leisten kann. Einen 3D Drucker zu bauen erfordert handwerkliches Geschick und Grundkenntnisse in den Fachgebieten:

- Mechanik
- Elektrik
- Elektronik
- Programmierung

In einer Gruppe vereinen und ergänzen sich die Fähigkeiten. Jeder lernt von jedem. Bei älteren Menschen erlebt man, wie alte Fähigkeiten und Techniken wieder aufleben. Aber auch für Arbeitnehmer die geniale Techniker sind, ist die 3D Drucker Technik eine Bereicherung. Zu verstehen, was man plötzlich in seinem eigenen Keller herstellen kann ist schon sagenhaft. 


Wenn Techniker unter sich sind, dann erfolgt "by the way" ein Wissenstransfer der über den eigentlichen Bau eines 3D Druckers hinaus geht. "Hörsaal" Keller, so muss es im Ruhrgebiet im 18. Jahrhundert gewesen sein, als Krupp und co. die erste Industrielle Revolution eingeleitet haben und Daimler sein Auto entwickelt hat. Wer dies als Garagen- Fertigung belächelt, der irrt. Nun stehen wir wieder vor einer Industriellen Revolution - Internet der Dinge (IOT) - Industrie 4.0 - Digitalisierung. Erst, wenn man sein eigenes Bauteil gedruckt hat, begreift man, was diese Technik kann und welche Möglichkeiten neu geschaffen wird.


Schritt für Schritt nimmt der 3D Drucker seine Gestalt an. Bisher hat alles funktioniert und nur eine Schraube war defekt. Gut das Ersatz da war. Also immer ein paar M3 und M4 Schrauben als Ersatzteile parat haben.



Nach 6 Stunden brauchen nur noch alle Stecker angeschlossen werden und der erste Druck kann erfolgen. 


Der erste Test erfolgt über das LCD Display und den 5 Steuerungspfeile. Es erfolgt eine erste Einführung in die Bedienung des 3D Drucker. Über die 3D Druckersoftware CURA wird der Testwürfel geladen und die *.stl Datei auf eine SD Karte geschrieben.




Nach dem Druck wird überprüft, wie genau der Würfel gedruckt wurde. Obwohl wir nur mit einer Qualität von 0,4 mm gedruckt haben, ist der Druck innerhalb der Toleranz von 0,2 mm. Wir brauchen also die Achsen nicht mehr zu kalibrieren.

GUTE ARBEIT JUNGS




3D Drucker druckt 3D Drucker Bauteile: nun können die ersten Bauteile gedruckt werden, die das automatische drucken erleichtern. Der Drucker soll ja im Keller seine Dienste tun. Jetzt fängt das eigentliche Training an, wie erstelle ich meine eigene 3D Konstruktion. Damit jeder sehr einfach etwas erstellen kann.

Einen 3D Drucker zu bedienen kann man an einem Nachmittag lernen.



Danke an alle, für einen tollen Job.
Euer Technik Trainer Michael


After Workshop Support:

Gerade am Anfang hat man einige Fragen, besonders wenn man das Druckmaterial (Filament) wechselt. Dank einer Remote- Verbindung (Teamviewer) kann auch aus der Ferne geholfen werden. Insbesondere beim 3D Design ist ein Guter Rat sehr hilfreich oder man arbeitet an gemeinsame Ideen. Dann wird aus dem, was im Garten hängt:



eine neue Variante.


Es braucht etwas Geduld, um die richtige Einstellungen zu finden.
Der Lohn ist eine glatte Oberfläche, die man eigentlich nur für kunstvolle Objekte braucht.




manchmal braucht man nur eine kleine Feile, um etwas schöner zu machen,
oder man reduziert die Druckgeschwindigkeit usw.









  

Dienstag, 23. Januar 2018

Grundkurs Technisches Zeichnen



Kids lernen in 3D zu zeichnen

11.11.2017
fortlaufendes Projekt

Wenn wir mit einem neuen Projekt anfangen, dann werden auch den kleinsten einige Grundlagen vermittelt. Meistens zeichnen wir am Computer, aber das klassische Millimeterpapier hat bei uns nicht ausgedient. Im Gegenteil, wir verwenden ein altes Zeichenbrett damit auch die Jüngsten ein Gefühl für Dimensionen bekommen.




Das Zeichenbrett haben wir für 3,- € auf dem Flohmarkt erworben und die Kids lernen schnell damit umzugehen. Wir sind erstaunt, das viele Schüler den Umgang mit Millimeterpapier nicht richtig erlernt haben. Wenn überhaupt, erst ab der 5. oder 6. Klasse und manche Studenten können es bis heute nicht. Viel zu spät in unseren Augen, denn auch den Zahlenstrahl kann man optisch viel besser darstellen.



Was Kids an einem Nachmittag lernen ist bemerkenswert, wenn ihnen ermöglicht wird, mit Spaß und Freude zu lernen. Wichtig dabei ist, dass sie Ihr Werk auch später in der Hand halten können. Wenn sie wissen, wofür es sich lohnt. In diesem Beispiel zeichnet ein 10 Jähriger Junge ein elektrisches Schaltpult für Fischertechnik Modelle, mit denen wir Motoren aus alten Drucker schalten werden. Gezeichnet wird zuerst in 2D in der Draufsicht. 


Nachdem die 2D Zeichnung fertig ist, erstellen die Kids von dem Bauteil eine 3D Zeichnung in dem Online- Programm TinkerCad.com Da sie die Zeichnung in 2D erstellt haben, fällt ihnen die Konstruktion sehr einfach.


Wir stellen zwei PC nebeneinander und wenn Hilfe benötigt wird, dann macht der Technik Trainer es vor. So ist gewährleistet, dass jeder seine Konstruktion zu 100% selber erstellt.



Fertig ist die 3D Konstruktion und kann nun mit unserem Anet A8 - 3D Drucker gedruckt werden. Danach nur noch die Kanten feilen und die Schalter einbauen.




Jetzt werden die Maße nochmals kontrolliert. Bei der Konstruktion in 3D ist uns aufgefallen, dass wir noch einen weiteren Schalter benötigen und es ist kein Problem dies am PC zu erledigen. So begreift jeder, wie wichtig beide Techniken sind.



Jetzt haben wir die Voraussetzung für jedes Kind, um elektrische Schaltungen zu üben.











Der Zauberwürfel in 3D



Tilly's SmartRapCore
wenn ein Technik Trainer trainiert...


22.07.2017
fortlaufendes Projekt



Dies ist nun der 5. 3D Drucker, den wir zusammenbauen. Wir haben uns für den SmartRapCore entschieden, weil dafür wenig Anbauteile gedruckt werden müssen und die Kastenform eine hohe Steifigkeit verspricht. Außerdem soll der Drucker später unter einem Schreibtisch Platz finden.

Unser Anet A8 druckt jetzt schon ein Jahr sehr zuverlässig und nach dem Motto "never change a running system" werden wir vorerst keine MODS an dem Anet A8 durchführen. Wir probieren lieber an dem SmartRapCore alles aus und werden uns daran trainieren.

Auch dieser Blog ist keine Anleitung zum bauen, denn die Open Source Gemeinschaft hat schon alles detailliert beschrieben. http://reprap.org/wiki/SmartrapCore




Der Drucker wurde öfters komplett auseinander gebaut, entweder wir haben Ersatzteile für andere Projekte benötigt, oder wir mussten am Core Optimierungen vornehmen. In dieser Ansicht haben wir nachträglich eine Federung für die Z-Achse eingebaut. 


Den Extruder (Hotend) haben wir komplett selber gebaut, bestehend aus einer PC Kühlrippe, Düse 0,4mm und 2xM6 Gewinderohr L=30mm.


Bei IKEA haben wir uns in der Fundgrube zwei Schubladen Rollen Elemente besorgt. Damit wir besser an das Filament kommen, wenn der Drucker unter dem Schreibtisch steht.


Bei diesem Typ eines 3D Drucker ist die Z - Achse mit einem Zahnriemen ohne "Flaschenzug" vorgesehen. Das hat den Nachteil, wenn die Motoren (Not Aus) ohne Strom sind, knallt das Druck Bett (Hot Bed) nach unten. Bisher haben wir in der Marlin Firmware noch keine Einstellung gefunden, wo wir dies verhindern können. In einer weiteren Umbauphase werden wir eine Gewindespindel einbauen.







Wenn man sich einen Extruder selber baut, muss man die drei verschiedenen Temperatur Zonen in einem Hotend vor Augen führen und die Lüftung daran anpassen. 



Quelle: https://tiny-machines-3d.myshopify.com/pages/instructions 








Mit dem SmartRapCore haben wir verschiedene Filamente ausprobiert und es hat etwas gedauert, bis wir die richtigen Einstellungen gefunden haben. Bis wir festgestellt haben, der Extruder funktioniert, aber das Druck Brett war krumm und nicht grade gut von uns verlötet. 



In der nächsten Woche wird der 3D Drucker über Alexa Sprachsteuerung gesteuert und mit Octopi aus der Ferne bedient werden.





Montag, 22. Januar 2018

Universal CNC Maschine



Die kleine Universal CNC
plotten, gravieren und lasern... 3D Druck

28.10.2017


sorry, wir zeigen keine Gesichter und schützen die Privatsphäre !

Diese Universal CNC Maschine eignet sich hervorragend, um Jugendliche in die 3D Technik auszubilden. Die Basiskonstruktion ist ein SmartRap mini 3D Drucker. Als Steuerung verwenden wir ein Arduino CNC Shield, was halb so teuer, wie eine 3D Drucker- Steuerung (Ramp 1.4) ist. Somit können wir die Maschine für unter 100,- € bauen.


Bevor wir mit der eigentlichen Montage beginnen, bauen wir auf einem Fischertechnik Experiment Kasten ein Motoren - Testfeld auf. Hier werden die Motoren der X,Y,Z - Achsen angeschlossen und angesteuert. Hier lernt jeder, wie er CNC Programme installiert, die Firmware von CNC Shield "flasht" und die Achsen über den GRBL Code bewegt, ohne die eigentliche Maschine zu schrotten.


Bei jedem 3D Projekt erwerben die Jugendliche Fähigkeiten im Metallbau, Elektrik, Elektronik und Programmierung. Der Technik Trainer steht nur beratend zur Seite.



Wenn alle mechanischen Bauteile auf einer Grundplatte montiert sind, geht es an die Verdrahtung. Die Kids lernen schon früh Elektro- Pläne und Schaltungen zu lesen. Oft nehmen sie YouTube Tutorials zur Hand, die die Open Source und Maker Szene zur Verfügung stellt.



Die Kids konstruieren eigenständig Bauteile für die jeweiligen Maschinen. TinkerCad.com ist ein kostenloses Online CAD Programm und einfach in der Anwendung zu bedienen.




So entsteht ein eigenes Schaltpult für die verschiedenen Werkzeuge (Laser, Plotter, Hot Pen)


Details zur Maschine:

In der Grundausstattung besitzt die Maschine einen Werkzeugwechsler, damit sehr schnell verschiedene Anwendungen geschaltet und programmiert werden können.




In der Wechselstation sind die Werkzeuge anschlussfertig angeordnet. Laser und Lüfter bilden eine Einheit.


Für die Plotter Funktion haben wir uns eine Halterung mit Federung konstruiert.




Die Maschine ist nun vorbereitet und die Kalibrierung kann starten.






Für die Kalibrierung verwenden wir einfaches Papier. Jedes Kästchen ist 5 mm lang und 5 mm hoch und wir können sehr leicht die real gefahrene Strecke ablesen. Somit können die Motoren in der Firmware "configuration.h" eingestellt werden.




Ein Objekt erstellen und als CNC Datei umwandeln:



In dem Vektorprogramm "Inkscape" wurde ein Schriftzug in eine *.svg Datei umgewandelt und als CNC Datei umgewandelt.



Komplexe Dateien werden von uns am PC simuliert.

The hot Pen:

Die "heiße" Nadel ist eine Anwendung innerhalb der Maker Szene, die damit Flip Flops erstellen oder schöne Dinge aus wiederverwertbaren Kunststoff.  / Schaumstoffe. 

 

Fazit:

Das Projekt war ein voller Erfolg. Technik Trainer und der Jugendliche haben viele neue Erkenntnisse gewonnen. Die Universal CNC Maschine war eine große Herausforderung, weil wir viele Funktionseinheiten miteinander kombiniert haben. Sie kann mit wenig Aufwand in einen 3D Drucker umgebaut werden.

Als Beispiel führen wir die heiße Nadel. Wir haben natürlich den Schmelzpunkt von Styropor falsch berechnet und hätten der Schmelzpunkt als "Werkzeugdurchmesser" im CNC Programm unter den Werkzeugen eintragen müssen. So lernt man Schritt für Schritt neue Anwendungen und Fachwissen hinzu.
Man kann stolz sein !




Technik Trainer Michael