Delta 3D Drucker

Delta 3D Drucker Status: stable
Beschreibung	Delta 3D Drucker
Autor:	foosinn
Version	1
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Nutzung

Der Slicer befindet sich bereits konfiguriert auf dem 3D-Druck-Rechner. Von dort kann direkt gedruckt werden (ab Punkt 4).

Nutzung am eigenen Rechner:

1. OrcaSlicer aus den Github Releases installieren
2. Die Slicer Profile finden sich auf dem Backspace Github.
3. Im Orca Slicer auf [File] -> [Import] -> [Import Configs...] klicken, alle Profile markieren und dann auf [Open] klicken
4. Korrekten Drucker, Filament und Prozess auswählen
5. Per [+] das Objekt laden
6. [Aktuelle Platte slicen] anklicken um den Druck vorzubereiten
7. [Aktuele Platte drucken] anklicken um zu Drucken
8. Im Reiter Gerät oder unter http://delta.core.bckspc.de/ kann man den Druck beobachten und den Drucker kontrollieren

Wichtig: Bei den ersten beiden Layern in jedem Fall beobachten, ob alles klappt. Falls nicht Pause und dann Stopp klicken. Im Notfall den Emergency Stop nutzen.

Filamentwechsel

Im Webinterface finden sich dazu zwei Makros. Diese kann man durch anklicken starten, oder den Befehl manuell in die Konsole eintippen.

UNLOAD_FILAMENT

Extruder

Hierbei wird automatisch zuerst das Hotend auf 170°C geheizt, danach wird das Filament bis kurz vor dem Extruder zurückgezogen.

Manuelle Schritte:

• Spule am besten schon während des Rückzugs manuell aufrollen
• Den im Bild als "Latch" gekennzeichneten Hebel öffnen
• Das Filament herausziehen
• Den "Latch" Hebel wieder schließen
• Den bereits geschmolzenen Teil des Filaments abschneiden
• Loses Ende an der Rolle sichern
• Rolle entnehmen

LOAD_FILAMENT

Zuerst kann das Makro gestartet werden. Das Hotend wird auf 220°C aufgeheizt.

Manuelle Schritte:

• Kontrollieren das der "Latch" Hebel geschlossen ist
• Das Filament bis in den PTFE Schlauch einführen
• Warten bis der Drucker das Filament einzieht

Das Filament wird nun erst langsam, dann schnell bis kurz vor das Hotend geladen. Danach wird es noch langsam weiter geladen bis Filament aus dem Hotend kommt.

Bei Problemen entweder das UNLOAD_FILAMENT Makro nutzen oder alternativ den Extruder manuell über das Webinterface bedienen.

Historie

Der Delta 3D-Drucker wurde von unserem Member Yttrium gebaut. Nach sehr reger Nutzung wurde der Delta nach der Anschaffung des Ultimaker 3 3D-Druckers kaum bis gar nicht mehr verwendet. Das manuelle Leveln und Drucken über SD Karte war beim Ultimaker nicht mehr notwendig, zudem war damals Cura deutlich angenehmer zu nutzen.

Leider stand daraufhin der Drucker über mehrere Jahre kaum genutzt herum. Ende 2021 gab es erste Versuche ihn wiederzubeleben. Diese waren zwar erfolgreich, änderten allerdings nichts an der umständlichen Nutzung.

Nachdem es im Frühling und Sommer 2023 mehrfach vorkam, dass Member aufgrund langer Druckzeiten oder anderer bereits laufender Drucke nicht drucken konnten, wurde der Wunsch nach einem zweiten funktionierenden und auch schnellerem Drucker geäußert. Nach reichlicher Überlegung wurde beschlossen, noch einen weiteren Versuch zu wagen: Der Delta sollte mit Hilfe einiger Hardware-Upgrades zu neuem Glanz und Geschwindigkeits-Rekorden kommen.

Im Folgenden werden die einzelnen Entwicklungsschritte beschrieben, wie der Delta von dem Stand, in dem er zu Beginn des Jahres 2023 war, zu dem aktuellen Stand gekommen ist.

Neue Hardware- und Software-Auswahl - erste Runde

Leider gab es kaum Dokumentation, keine Konfiguration oder CAD-Daten zum Aufbau des Delta-Druckers. Deshalb wurde zunächst versucht, die bestehende Firmware nicht zu verändern, sondern diese durch neue Hardware unangetastet zu lassen.

Hardware:

• Neuer Arduino Due (auch, um alte Firmware unangetastet zu lassen)
• Raspberry PI 4
• PI Kamera
• ADXL345 Beschleunigungsmesser

Software:

• Klipper
• Mainsail OS
• Super Slicer

Grobes Vorgehen

Die erste Klipper-Konfiguration konnte anhand der Beispiele für RADDS Boards und Delta Drucker erstellt werden. Diese wurde gegen die Dokumentation des RADDS-Boards geprüft. Bis auf den "sensor_pin" des Heizbettes war die Konfiguration auch korrekt.

Damit konnte überraschend schnell ein grob funktionierender Drucker bereitgestellt werden, der sich auch deutlich einfacher als zuvor bedienen ließ. Danach wurde die Klipper-Dokumentation befolgt:

• Rotation Distance war vor allem beim Extruder notwendig
• Basic Delta Calibration
• Enhanced Delta Calibration
• Pressure Advance für saubere Extrusion Ecken
• Measuring Resonances um die Druckgeschwindigkeit zu ermitteln und zu optimieren

Nach den Kalibrierungen zeigten sich die ersten Bottlenecks und Probleme bei der aktuellen Hard- und Software-Wahl:

• Das Hotend konnte nur ca 10mm³/s Durchfluss liefern, war also der limitierende Faktor
• SuperSlicer hatte beim Config-Import mehrfach Assertion Errors
• Das immer noch fehlende Auto Leveling sorgte weiterhin für Probleme
• Es gab zwar eine 2 Jahre alte Implementierung für Leveling per ADXL, diese war aber sehr fehleranfällig
• Kühlung war oft unzureichend, da sie nur von zwei statt drei Seiten erfolgte

Neue Hardware- und Software-Auswahl - zweite Runde

Änderungen sind fett gedruckt.

Hardware:

• Neuer Arduino Due (auch, um alte Firmware unangetastet zu lassen)
• Raspberry PI 4
• PI Kamera
• ADXL345 Beschleunigungsmesser
• Precision Piezo Orion PCB für das automatische Leveln
• Bambu Lab Hotend derzeit günstige Option für mehr Durchfluss
• 4010 Radiallüfter zur Bauteilkühlung
• Neuentwicklung des gesamten Hotends für bessere Kühlung und Support der neuen Hardware

Software:

• Klipper
• Mainsail OS
• OrcaSlicer aufgrund der einfach Nutzung und separater Konfiguration der Beschleunigung bei Außenwänden

Grobes Vorgehen 2

Für das neue Hotend gab es mehrere Designiterationen, aktuell wird eine Kombination aus dem Delta ALH2 und ALH3 genutzt.

Diese bieten folgende Features:

• Direktes Verschrauben an den Delta-Drucker
• Platz für den ADXL345
• Heatset Inserts zur Verschraubung
• Aufnahme für das Bambu Lab Hotend
• 3010 Lüfter für die Heatbreak
• 2x 4010 Lüfter zur Bauteilkühlung
• Dreiteiliger Aufbau um das Precision Piezo PCB ohne weitere Adapter verbauen zu können aber weiterhin 3D-Druck für die Fertigung nutzen zu können
• Verzicht auf wackeligen Groovemount

Zusätzlich wurde die fest verlötete Elektronik auf JST Stecker umgebaut.