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3D-Druckkopfhalterung

Aufgabenstellung

Durch den großen weltweiten Trend von 3D-Druckern, hat sich die HTL-Hallein entschlossen diese Diplomarbeit auszuschreiben, um eine bereits vorhandene Fräsmaschine mit Hilfe eines Rüstsatz zum 3D-Drucker zu konvertieren. Dieser Rüstsatz muss in kurzer Zeit die Fräsmaschine zum 3D-Druckbetrieb umrüstbar machen. Im Laufe der Diplomarbeit darf die Fräsmaschine dadurch nicht funktional beschränkt oder technisch verändert werden und muss nach wie vor als Fräsmaschine funktionsfähig bleiben. Der Rüstsatz wirkt nur als optionale Erweiterung der Anlage.

Zielsetzung

  1. Erweiterte Hardware mit der vorhandenen Anlage verbinden
  2. Die Elektrotechnische Anbindung aller Komponenten samt Stromversorgung
  3. Adaptierung des RepRap-Projekts für diese Verwendung

Realisierung

Als Basis diente die Fräsanlage XpertMill, der Firma StepFour.
Nachdem feststand, dass die vorhandene Software und Steuereinheit sich in ihrer Funktion zu sehr von unserem Vorhaben unterscheiden, war in weiterer Folge naheliegend den Rüstsatz mit einer eigenen auf dem Open-Source Projekt RepRap basierenden Steuerung auszustatten.

Der Rüstsatz besteht aus einer Steuerungseinheit, einem Heizbett und dem Druckkopf samt der, für die Anlage gefertigten Befestigungsmittel.
Der Controller, ein Arduino Mega mit dem RAMPS-Modul steuert über die vorhandenen Anschlüsse die 3 Achsen der Fräsanlage und regelt über die erweiterte Verkabelung Druckkopf und Heizbett.

Der Druckkopf und die Filament Rolle wurden mit der entwickelten Halterung auf dem Schlitten der Z-Achse montiert.

Der Rüstsatz wurde so entwickelt, um neben dem gängigen PLA-Filament auch Materialien wie ABS verwenden zu können.

Das zu fertigende Objekt kann mit gängigen CAD-Programmen erstellt, dann mit der Slicer Software auf den Dateityp GCODE transformiert und per serieller Schnittstelle auf den Controller übertragen werden.

Team

Betreuungslehrer:     Herr Ing. MIB Roland Bliem
Projektleiter:        Marin Miletic
Projektmitglied:    Gabriel Forstner

Danksagung

Recht herzlich möchten wir uns bedanken beim Herrn Prof. DI Hehenwarter, der immer ein offenes Ohr für uns hatte, wenn es um softwaretechnische oder elektrotechnische Fragen ging.
Beim Herrn Bed. Huber möchten wir uns für den umfangreichen Rat seitens der Kunststofftechnik bedanken.
Der größte Dankt gebührt unserem Betreuungslehrer Herrn Ing. MIB Bliem, der uns dieses Projekt erst ermöglichte und uns nicht nur bei der Fertigung der Komponenten unterstützte, sondern uns auch bei der Abwicklung maßgeblich unterstützte.

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