Der von der Majolika Manufaktur eingesetzte 3D Drucker ist ein Deltadrucker der italienischen Firma WASP mit einem Bauraumdurchmesser von 20cm und einer maximalen Druckhöhe von 40cm.
Der WASP Delta 2040 der Majolika Manufaktur Karlsruhe als FDM-Modell
Deltadrucker sind eine der zwei Hauptbauformate von FDM (Fused Deposition Modelling) 3D Druckern. Das dort bei weitem verbreitetste Format ist der kartesische Drucker, bei dem die Achsen des Druckers ein gewöhnliches, kartesisches Koordinatensystem beschreiben.
Ein kartesischer Drucker, hier der Anet E10
Eine Deltadruckerform bietet als Vorteil die Möglichkeit, die Motoren aller Achsen aus der bewegten Mechanik auszulagern, was den Druckkopf leichter, schneller und genauer macht.
Außerdem bestehen alle Antriebsachsen aus den gleichen Teilen
Allerdings kommt dieser Effekt mit dem Nachteil einer deutlich höheren Komplexität in der Kinematik, was auch eine höhere Fehleranfälligkeit bedeuten kann.
Der hier benutzte 3D Drucker wurde von einem FDM Konzept auf LDM (Liquid Deposit Modelling) umgebaut, um mit einer selbstgemischten Tonpaste drucken zu können.
Der Drucker mit LDM Düse zum Drucken von Ton
Das Herzstück des Druckers besteht aus einem Arduino Mega2560 Mikrocontroller und einer proprietären Treiberplatine, welche über Motortreiberbausteine, Breakouts und Steckverbindungen mit der restlichen Druckerperipherie verbunden ist.
Als Firmware kommt ein leicht durch den Hersteller angepasstes "Marlin" zum Einsatz. Diese ist neben "Repetier" eine der bekanntesten Open Source - Softwares zum Betreiben von 3D Druckern.
Die Steuerelektronik ist ein einfacher Arduino Mega an einem übergroßen "Shield"
In einer vorausgegangenen Projektarbeit wurde zur Vorhärtung des Tons ein Düsenheizblock entwickelt, mit dem das extrudierte Material aufgewärmt werden kann, bevor es die Düse verlässt.
Dies hat den Vorteil, dass man die Temperatur des Tons beim auftragen genau festlegen kann und dass das erwärmte Material schneller antrocknet (je nach Prozessparameter). Allerdings ist die Gefahr einer Düsenverstopfung durch Aushärten im Kanal gegeben.
Der Düsenheizblock enthält zwei Heizpratonen und einen Thermistor zur Temperaturmessung
Eine weitere bereits bei 3D Druckern genutzte Art der Temperaturregelung is die Nutzung eines beheizten Druckbetts.
Damit soll bei Drucken mit z.B. ABS ein Verziehen aufgrund von Schrumpfung minimiert und die Haftung des Drucks am Bett unterstützt werden.
In Verbindung mit einem Druckergehäuse kann so auch der Bauraum aufgewärmt werden, was im Falle des Keramikdrucks interessant sein könnte.
3D Drucker mit Heizbett und geschlossenem Gehäuse
Bei unserem Drucker wird die Heizplatte von dem eingebauten Förderband verdeckt. Allerdings könnte man die entstehende Wärme mithilfe von Konvektion nutzen, um den Bauraum zu beheizen.
Bei neuen Drucktechniken im LDM-Bereich mit Silikon wird derzeit mit der Möglichkeit experimentiert, das aufgetragene Material schichtweise mithilfe einer IR- oder Natriumdampflampe auszuhärten.
Dies könnte ebenfalls ein Ansatz zur Problemlösung darstellen.
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