Groß, schnell, präzise - 3D-Drucker Vertex Delta

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Aus ELVjournal 02/2018     0 Kommentare
 Groß, schnell, präzise - 3D-Drucker Vertex Delta
Bausatzinformationen
ungefähr Bauzeit(Std.)Verwendung von SMD-Bauteilen.
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Inhalt des Fachbeitrags

  • Dreiarmiger Sprinter
  • Der neue K8800: Alles drin, alles dran – und der Lötkolben bleibt kalt
  • Der Aufbau des Bausatzes
  • Erster Betrieb
  • Fazit
  • Weitere Infos
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Technische Daten

100–240 VAC, 50–60 Hz, 90 W max.
FDM
Standard 0,1 mm, min. 0,5 mm
ø 200 mm, H: 225 mm
Standard 20–50 mm/s; max. 75 mm/s
180–200 mm/s
ø 1,75 mm, PLA, ABS, PET usw.
ø 0,35 mm, E3D-kompatibel
295 °C
ATmega 2560
Open Source, Marlin
SD-Karte oder USB 2.0
35 x 77 x 35 cm
10 kg

Delta-3D-Drucker sind eine Klasse für sich, denn sie arbeiten so ganz anders als ihre Brüder, die sich nach dem kartesischen System bewegen. Allein einem Delta-Drucker bei der Arbeit zuzusehen macht schon Spaß, aber auch die Druckergebnisse und die Arbeitsgeschwindigkeit können sich sehen lassen. Wir haben uns dazu den jüngsten 3D-Drucker-Spross aus dem Hause Velleman kommen lassen und Aufbau sowie die Eigenschaften getestet.

Dreiarmiger Sprinter

Das Prinzip des Delta-Druckers stammt ursprünglich aus der Robotertechnik, denn die ersten Geräte, die mit mehreren Armen in drei Achsen wieselflink Aufgaben in der Industrie und in Laboren ausführten, waren sogenannte Delta Robots. Als Erfinder des auf deren Arbeitsprinzip zurückgehenden Delta-3D-Druckers gilt Johann C. Rocholl, aus dessen Entwicklung ganz wesentlich der Rostock- und der Kossel-Drucker, die landläufig wohl bekanntesten Delta-3D-Drucker, stammen. Rocholl hat auch den zugehörigen Marlin- Code, das „Betriebssystem“ der 3D-Drucker wesentlich entwickelt [1]. Der Delta-Drucker besteht zwar grundsätzlich aus den gleichen Komponenten, also Druckbett, drei Schrittmotoren für die Achsensteuerung, einem Extruder und einem Druckkopf, aber das Arbeitsprinzip ist anders als bei den „üblichen“ 3D-Druckern. Diese bewegen immer linear entweder reichlich Gewicht oder/und müssen lange Verfahrwege realisieren, also stets die X- und Y-Ebene abfahren. Signifikante Unterschiede bestehen bei den FDM-Druckern eigentlich nur darin, ob der Druckkopf sich mit Z-Achse bewegt oder die Druckplattform auf der Z-Achse bewegt wird. Dies nennt man kartesisches System. Der Delta-Drucker arbeitet hingegen nach dem Prinzip des Parallelogramms („kinematische Kette“) bzw. eines triangulären Aufbaus, weshalb sein Arbeitsprinzip auch Parallel-Robot genannt wird [2]. Er basiert auf mehreren frei beweglichen Armen, die auf einem Ende durch jeweils einen vertikalen Antrieb verfahren werden. Am anderen Ende ist ebenso frei beweglich der Druckkopf aufgehängt. Allein durch das koordinierte Verfahren der drei Robot-Arme mit ihren jeweils zwei Gliedern wird der Druckkopf in allen drei Achsen geführt. So erreicht man zum einen eine hohe Beschleunigung und Druckgeschwindigkeit und zum anderen auch aufgrund der dadurch erreichten Steifigkeit des Systems eine recht hohe Genauigkeit und exakte Wiederholraten. Das liegt an der geringen Trägheit der bewegten (und leichten) Teile, die ja nur wenig Masse zu bewegen haben. Wie diese Bewegungen aussehen, kann man anschaulich in einer Animation unter [2] sehen. Wer mehr über Johann C. Rocholls Rostock-Kinematik erfahren will, findet unter [3] eine ausführliche Abhandlung dazu. Konstruktionsbedingt entsteht dabei ein recht hohes, aber schlankes Gerät, dessen Höhe und vor allem Grundfläche man aber auch nicht unbegrenzt erweitern kann – darunter würden die Stabilität, die Druckgeschwindigkeit und die Druckgenauigkeit leiden. Deshalb haben die meisten dieser 3D-Drucker auch „nur“ eine runde Druckplattform mit bis zu 200 mm Durchmesser, dafür können sie beim Drucken aber sehr weit in die Höhe gehen. Deshalb ist diese Klasse der 3D-Drucker auch prädestiniert für lange, schlanke Objekte. Auch verhalten sich die Druckobjekte durch die nicht bewegte Druckplattform stabiler beim schnellen Drucken, man muss je nach Objekt nicht immer den hohen Aufwand für das Fixieren des Druckstücks treiben. Vor- und Nachteile dieses Arbeitsprinzips werden unter Benutzern viel diskutiert, und es bilden sich auch arbeitsteilige Schwerpunkte für die einzelnen Druckerarten heraus, allein aus den möglichen Ausdehnungen der realisierbaren Objekte.

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