Deze upgrade heeft een aantal voordelen. Zo heb je minder kans op verschuivingen van de bouwplaat tijdens het printen, met betere prints tot gevolg. De kans op verschuiving is nog groter bij het verwijderen van prints van de bouwplaat. Door deze modificatie te gebruiken in combinatie met een glazen bouwoppervlak, hoef je niet meer na elke print te kalibreren.

Voor deze upgrade heb je drie onderdelen nodig:

• 4x M3 “thumbnut” ter vervanging van de vleugelmoeren (alternatieve link)
• 4x M3 “Nylocks” (alternatieve link)
• 4x Geprinte “Bed spring guide”

Zorg dat je de “bed spring guides” uitprint vóór het beginnen aan onderstaande stappen. Een gedemonteerde 3D printer print niet ;-).

Stap 1 – Demonteren en nylock toevoegen

Demonteer het gehele bouwoppervlak door de oorspronkelijke vleugelmoeren los te draaien. Haal de bouwplaat los en zorg dat je de veertjes en ringetjes niet kwijt raakt. Draai de M3 nylocks vast op elke M3 bout zodat deze goed vast zit, met een ring daartussen. Door het gebruiken van een nylock (deze heeft kunststof binnenin) zal de moer niet lostrillen. De kans op lostrillen is met een normale M3 moer groter. De ring is voor het ondersteunen van de veer en het voorkomen van het beschadigen van het warmte-element.

Stap 2 – Veer toevoegen

Voeg de veer toe. Je zult zien dat deze precies over de nylock moer heen valt en daardoor automatisch gecentreerd wordt. Dit is voordelig voor de bouwplaat kalibratie omdat de veer hierdoor niet meer kan verschuiven. Ook zullen de prints hierdoor in kwaliteit toenemen: het bouwoppervlak zal minder bewegen.

Stap 3 – Bed spring guide monteren

De “bed spring guides” bevatten een platte en een verdiepte kant. De verdiepte kant is zo ontworpen dat de veer hier precies binnen valt. Feitelijk doet dit hetzelfde als de nylock en de ring samen: de veer centreren en de kracht verdelen. Met dit onderdeel toegepast is de bouwplaat klaar om gemonteerd te worden op de onderplaat.

Stap 4 – Thumbnuts toevoegen en bouwplaat kalibratie

Zet het bouwoppervlak op de onderplaat en draai vervolgens de thumbnut aan. Nog even kalibreren, maar dan wel met de kennis dat je dat veel minder vaak hoeft te doen!*

*Mits je de onderdelen met beleid van het bouwoppervlak verwijderd. Hoe? Door te wachten tot het glazen printbed is afgekoeld. Het onderdeel zal dan praktisch vanzelf loslaten. Vergeet ook niet de Z-as regelmatig te kalibreren. Vanaf nu zullen de meeste afwijkingen daarvandaan komen!

Het bericht Bouwplaat kalibratie upgrade (Wanhao i3 duplicator) verscheen eerst op Roy Bosch.

De Wanhao i3 Duplicator is overigens ook bekend onder andere namen: Cocoon Create, Maker Select, Maylan M150 i3 en i3 Prusa.

Soorten modificaties

Er zijn allerlei verschillende modificaties die gedaan kunnen worden aan de Duplicator i3. Omdat de printer goedkoop wordt aangeboden, zijn er diverse concessies gedaan aan het ontwerp. Onderstaande lijst bevat de belangrijkste Duplicator i3 verbeteringen die je zou kunnen/moeten overwegen:

1. Glazen print bed
   Door te printen op borosilicaatglas (hittebestendig) hoef je geen moeite meer te doen voor het loshalen van het onderdeel. Bij het afkoelen van de bouwplaat laat het model vanzelf los. Ook wordt de kwaliteit van het onderdeel mooier.
2. Z-as ondersteuning
   Door de z-as (de verticale as) te ondersteunen, zal de printkop minder ongewenste bewegingen (trillingen) maken. Hierdoor verbetert het detailniveau aanzienlijk.
3. All-metal hotend
   De standaard extruder bestaat voor een deel uit kunststof (PTFE), wat de warmte-overdracht beperkt. Door een all-metal hotend te installeren verbetert de printkwaliteit en is ook het printen met Nylon en Polycarbonaat mogelijk.
4. Printbed kalibratie upgrade
   Het printbed van de i3 duplicator is vrij ondoordacht uitgevoerd. De veren kunnen verschuiven waardoor je vrij vaak opnieuw moet kalibreren. Met een simpele wijziging kun je het kalibreren eenvoudiger en betrouwbaarder maken.
5. Y-as en X-as lager upgrade
   De kwaliteit van de standaard lagers van de Wanhao i3 duplicator laat te wensen over. In mijn geval zijn twee lagers op de Y-as versleten. Door deze te vervangen door langere lagers wordt de printer betrouwbaarder en stiller.
6. Fan upgrades
   De i3 duplicator heeft 3 fans. Een 30mm fan voor de print, een 40mm fan op de extruder en een 40mm fan in de voedingskast. Dit zijn niet de stilste fans. Ook presteert de standaard fan die de print koelt niet fantastisch. Met deze modificaties kun je de printer stiller en beter maken.
7. Raspberry met octoprint
   Door een Raspberry Pi te koppelen aan de printer in combinatie met octoprint software, kun je op afstand de print monitoren en de 3D printer besturen. De software installatie is niet al te moeilijk en biedt vele voordelen.

Het bericht Wanhao Duplicator i3 verbeteringen (modificaties) verscheen eerst op Roy Bosch.

Voorkomen van warping

Hechting op de bouwplaat verbeteren

Door de hechting op de bouwplaat te verbeteren voorkom je dat de onderste laag los komt. Dat loskomen van de onderste laag gebeurt met name bij de randen van een print. Er zijn verschillende manieren om de hechting op de bouwplaat te verbeteren.

Print op glas

Print je nog niet op glas? Doen! Door te printen op glas heb je geen gevecht meer bij het loshalen van de print. Na het afkoelen van de bouwplaat laat het model als vanzelf los. Glas heeft nog meer voordelen. Zo verdeelt het de warmte van de bouwplaat goed. Ook wordt de afwerking van de onderkant van een onderdeel mooi strak en glimmend. Vele malen beter dan bij elke willekeurige andere ondergrond.

Mocht je moeite hebben met de hechting van de print op het glas, kijk dan even bij “bouwplaat kalibreren” hieronder. Ook kun je haarspray gebruiken op het glas. Houdt dan even een papiertje voor de onderdelen, zodat de spray alleen op de bouwplaat komt. Ongeveer 4 lagen met een halve minuut droogtijd tussen elke laag moet genoeg zijn.

Print je niet met een verwarmde bouwplaat? Dan zal de hechting direct op het glas wat lastiger worden. Haarspray zal dan mogelijk niet werken. Gebruik schilderstape op het glas om alsnog een goede hechting te krijgen.

Gebruik een verwarmde bouwplaat

Door een verwarmde bouwplaat te gebruiken wordt het verschil tussen de temperatuur van het materiaal en de temperatuur van de bouwplaat kleiner. Grote temperatuurverschillen zorgen voor krimp, dus het elimineren van die verschillen betekent automatisch dat de krimp verminderd of zelfs verdwijnt. Krimpt het materiaal dan niet alsnog nadat je het model laat afkoelen? In principe niet, maar realiseer je wel dat je iets inlevert op de sterkte van het model. Kunststof in vloeibare vorm betekent dat moleculen zich vrij kunnen bewegen. Zodra het materiaal vast wordt (na afkoelen), worden deze moleculen vastgezet. Hoe snel het afkoelproces verloopt bepaalt ook hoe snel moleculen worden vastgezet. Door een kunststof snel af te koelen zorg je voor ingebakken spanningen. Dan zijn de moleculen vastgezet in een positie waarbij er onderlinge spanningen bestaan. Dit kan zorgen voor interne kruip in het onderdeel, waardoor het onderdeel na verloop van tijd kan scheuren of breken.

Bij 3D printen hoef je je hier niet echt druk om te maken overigens. Omdat een print uit dunne lijnen bestaat die afzonderlijk van elkaar zijn afgekoeld, gaat het om allemaal verschillende eilandjes van ingebakken spanningen. Als er ergens in het onderdeel iets scheurt, is dat op microscopisch niveau en heeft de omgeving daar niet meteen last van.

Bouwplaat kalibreren

Een gekalibreerde bouwplaat is voor PLA waarschijnlijk het meest invloedrijke aspect als het gaat om het verkrijgen van kwaliteit en goede hechting. Zeker als je op een glazen ondergrond print in combinatie met een verwarmde bouwplaat. Zorg dat de Z-as (verticaal) volledig gekalibreerd is voordat je begint aan de bouwplaat.

Het kalibreren van de bouwplaat is een behoorlijk precies klusje, maar is niet moeilijk. Een goed gekalibreerde bouwplaat bevat overal een ruimte van de dikte van één A4 blaadje tussen de spuitkop en de bouwplaat. Het kalibreren doe je door de X-as en Y-as te verplaatsen zodat de spuitkop op elke hoek van de bouwplaat komt. Elke hoek moet met behulp van het A4’tje op de perfecte hoogte worden gezet door de bouten (of vleugelmoeren) iets aan te draaien of losser te maken. Ga elke hoek enkele keren langs. Het veranderen van de ene hoek heeft namelijk invloed op de andere. Na een aantal “iteratieslagen” zal de spuitkop overal dezelfde ruimte hebben boven het bouwoppervlak. Zorg dat je de bouwplaat periodiek kalibreert.

Print met een “brim” of “raft”

Een brim is een eenvoudig los te halen laag materiaal rondom het model. De naam komt hoogstwaarschijnlijk van de rand om een hoed, die ook zo genoemd wordt. Over interessante informatie gesproken. Een brim maakt het raakoppervlak onder het model groter, wat zorgt voor een betere hechting. Ook kan het warping voorkomen. Dan trekt de brim krom, maar wordt het model gespaard.

Een raft is wat rigoureuzer dan een brim. Dit is een dikke onderlaag die onder het model komt. Deze onderlaag wordt op dezelfde manier opgebouwd als “supports”, wat betekent dat je het eenvoudig los kan trekken. Net als een brim zorgt een raft voor een vergroot oppervlak onder het model. Zeker bij kleine onderdelen met een minimaal raakvlak met de bouwplaat is een raft aan te raken. Omdat een raft meer materiaal kost kun je het beste eerst proberen of een brim werkt. Zie een raft als een laatste redmiddel als niets anders werkt.

Aanpassen van de eerste laag

De eerste laag moet zich aan het bouwoppervlak hechten. Vanuit de meeste slicers (een slicer is software die een 3D model vertaalt naar een *.gcode bestand) is het mogelijk om de printerinstellingen voor de eerste laag afzonderlijk in te stellen. Zo kun je bijvoorbeeld de eerste laag dikker maken, de printtemperatuur afzonderlijk instellen, enzovoorts.

De instellingen die ik je kan aanraden om de eerste laag beter te laten hechten hebben te maken met de printsnelheid en de koeling. Een hoge printsnelheid vermindert de hechting en verhoogt de kans dat de kop materiaal met zich meetrekt. Ikzelf print de eerste laag met 20mm/s terwijl de rest van de print met 40-60mm/s geschied. Voor de eerste laag is het ook een goed idee om de koeling uit te zetten. Dit heeft te maken met het krimpverhaal. Door het materiaal langzamer af te laten koelen zal het materiaal minder krimp vertonen (zie ook mijn uitleg bij “Gebruik een verwarmde bouwplaat”). Krimp zorgt voor beweging. Beweging betekent dat het materiaal niet vastzit aan de bouwplaat.

Wijzigen van model

Bepaalde vormen hebben eerder de neiging om krom te trekken dan andere. Met name rechte hoeken (of zelfs punten) zullen gevoeliger zijn voor warping. Als alle bovenstaande tweaks niet helpen kun je proberen om zo veel mogelijk ronde hoeken te gebruiken in je ontwerp. Op die manier verminder je de kans op warping.

Overige verbeteringen

Bij PLA treed warping vrijwel uitsluitend op in de eerste lagen. Het onderdeel zelf trekt meestal niet tot nauwelijks krom. Bij andere materialen zoals ABS is dit wel een probleem. Hier een aantal tweaks die kromtrekken kunnen voorkomen.

Printen met een draft-shield

Een draft-shield is een dunne wand rondom het model. Deze wand bestaat uit één enkele lijn en groeit mee met het model. Zoals de naam doet vermoeden is dit een soort schild. Een schild tegen temperatuurveranderingen. Door de temperatuur constanter te houden rondom het model, zullen er minder vervormingen plaatsvinden.

Toevoegen van een printerbehuizing

Voor printen met PLA wellicht een beetje too much, voor ABS en vergelijkbare materialen echt een must. Een printerbehuizing zorgt ervoor dat de temperatuur rondom de print constant blijft en houdt tocht en andere invloeden tegen. Ook met materialen die vieze (of giftige) dampen produceren is een behuizing een fijne toevoeging. Je kunt de dampen dan afvoeren via een slang naar buiten.

Het bericht Warping (kromtrekken) van 3D prints voorkomen verscheen eerst op Roy Bosch.

De zoektocht naar een goede 3D printer

Na een aantal maanden onderzoeken viel mijn oog op de Wanhao i3 duplicator. Wanhao was van oorsprong een 3D printer fabrikant van high-end printers. De i3 duplicator zou de eerste printer worden die in het lagere segment werd verkocht. Onder andere het bouwplatform was wat kleiner dan bij de high-end exemplaren, maar de overige techniek was volgens de beschrijving nagenoeg gelijk.

De prestaties van de Wanhao i3 duplicator waren dan ook een heel stuk beter dan die van de printers die ik eerder had bekeken. De lijndikte, nozzle diameter en dergelijken waren dusdanig klein dat nabewerking een keuze werd en geen must. Als ontwerper zocht ik naar het juiste moment om de markt te betreden. Te vroeg en je betaalt veel geld voor een product dat niet goed presteert. Stap je er te laat in, dan mis je al die tijd een verdomd handig apparaat die het maken van prototypen zeer bereikbaar maakt. Conclusie van het verhaal: ik wilde 3D printen en de Wanhao i3 duplicator ging ‘m worden. Tijd voor de specs.

Specificaties van mijn Wanhao i3 duplicator

• Extruder: Single extruder
• Filament type: 1.75mm
• Laagdikte: 0.1 mm – 0.4 mm (In de praktijk 0.06 mm – 0.4 mm)
• Bouwvolume: 200mm x 200mm x 180mm
• Filament capaciteit: ABS, PLA, PETG, Nylon, Flexibel Filament en meer…
• Software: Cura (Opensource) (Inmiddels is er een Cura Wanhao versie beschikbaar met meer opties, deze raad ik aan)
• Garantie: 1 Jaar fabrieksgarantie
• Kleur behuizing: Zwart
• Verwarmd bouwplatform
• Stroomverbruik: 250 Watt per uur (= 1 kWh per 4 uur printen)
bron: 3dninja.nl

Er zijn een aantal eigenschappen erg belangrijk bij een 3D printer. De laagdikte en spuitmond diameter zijn van groot belang voor de kwaliteit van het te printen product. Hoe kleiner deze zijn, hoe fijner het lijnwerk en hoe minder afwerking er na het printen nodig is. De nauwkeurigheid van de stappenmotoren is overigens minstens net zo belangrijk. Als de stappenmotor de nauwkeurigheid mist die nodig is voor een fijne laag- en lijndikte zal de kwaliteit er niet beter op worden.

Wat het bouwplatform betreft zijn twee eigenschappen erg belangrijk: de aanwezigheid van een verwarmingselement en de grootte. Een verwarmd bouwplatform zorgt ervoor dat de temperatuur van het product niet te snel daalt. Voornamelijk ABS is gevoelig voor temperatuurschommelingen en zal krom trekken als het platform niet wordt verwarmd. PLA heeft vrijwel geen last van wisselende temperaturen en is dan ook het materiaal die ik ten zeerste aanraad om mee te beginnen experimenteren. Ook als je een verwarmd platform tot je beschikking hebt. Verder is natuurlijk het volume van het bouwplatform interessant. Want hoe groter het platform, hoe groter de producten die je kunt maken. In het geval van de i3 duplicator gaat het om 20*20*18 cm. Ruim voldoende voor de meeste prototypen en groter dan de meeste 3D printers in dezelfde prijsrange.

Voordat je een 3D printer koopt

3D modellen maken

Voordat je een 3D printer koopt is het slim om je een aantal dingen af te vragen. Te beginnen met je intentie. Wil je zelf onderdelen ontwerpen en printen of struin je liever het internet af op zoek naar geinige creaties? Mijns inziens geeft het zelf kunnen fabriceren van onderdeeltjes vele malen meer voldoening. Bijvoorbeeld als je een afgebroken onderdeel hebt gereproduceerd en daarmee de levensduur van een stofzuiger hebt verlengd. Om onderdelen te kunnen ontwerpen is kennis en ervaring met 3D programma’s een must. Oefen eerst eens met zulke programma’s voordat je een printer koopt. Bekijk eens deze lijst met 3D software. Youtube staat vol met tutorials trouwens.

Plaatsing van de 3D printer

3D printen kost tijd, 3D printen maakt geluid en 3D printen met ABS stinkt. Het printen van grote modellen kan rustig een etmaal duren. Zorg dat de printer op een plek kan staan waar je ’s nachts geen last hebt van het geluid en waar voldoende ventilatie is. Die ventilatie is bij PLA wat minder van belang, maar ABS ruikt vrij giftig (en is dat ook). Heb je een geschikte plek?

Materiaalkennis en printerinstellingen

Zonder materiaalkennis kom je er wel, maar houd er rekening mee dat het snappen van het gedrag van kunststoffen behoorlijk kan bijdragen aan een fijne ervaring bij 3D printen. Het kan voorkomen dat een 3D model na 8 uur printen niet volledig klopt. Dat kan een kalibratiefout zijn, maar ook een materiaaleigenschap die in je nadeel werkt. Er zijn diverse printerinstellingen die invloed hebben op hoe een materiaal zich gedraagt. Bijvoorbeeld de temperatuur van het bed, de temperatuur van de spuitkop, de snelheid over de verschillende assen en ga zo maar door. Elke verkeerde printer instelling heeft bepaalde (nadelige) effecten tot gevolg. Vooral ABS is gevoelig, maar ook PLA kan zich ongewoon gedragen. Zo ervoer ik problemen bij het printen met rood PLA, dat nét iets andere eigenschappen had dan zwart PLA. Het begrijpen van de nadelige effecten draagt bij aan een snellere oplossing. In mijn geval werd rood PLA te vloeibaar en moest de temperatuur 5 graden Celsius omlaag. Heb je geen materiaalkennis? Niet getreurd. Breng veel tijd door op het internet. Dat staat vol met problemen en oplossingen.

Mijn eerste ervaringen met 3D printen

Ik begon met het printen van diverse modellen die andere mensen gemaakt hebben. Deze modellen kwamen voornamelijk van de website Thingiverse. Deze website bevat allerlei gratis modellen, gemaakt door de community. Sommige modellen laten je achter je oren krabben. Sommige modellen zijn simpelweg briljant. Ook ik heb bijgedragen met een beschermkoepeltje voor een drone.

Kolomboormachine reparatie

Snel na het printen van een aantal kant en klare modellen begon ik aan mijn eerste project, het repareren van een kolomboormachine. Het originele ABS onderdeel, die zorgde voor het vastzetten van de juiste afstand, was afgebroken. Dit kwam door een slecht rib-ontwerp waarbij weinig rekening is gehouden met de krachten die spelen. Het nieuwe ontwerp bestond uit een dichte vorm met binnenin een holle, fijngeribte structuur. Ook al was het onderdeel van PLA minder stijf dan het ABS onderdeel, door de juiste vormen was het onderdeel flexibeler. Deze flexibiliteit heeft ervoor gezorgd dat het onderdeel tot op de dag van vandaag prima werk verricht.

Tijdens het ontwerp en printproces van dit model kwam ik voor het eerst in aanraking met de toleranties van mijn printer. Als een gat een diameter heeft van 5mm in het software programma, betekent dat niet dat dit ook in het echt zo is. De afwijking moet vaak in de software gecorrigeerd worden. In mijn geval wordt een gat van 5mm exact zo groot in de printer als ik het gat in de software 5,5mm groot maak. Deze afwijking (of tolerantie) heb ik ontdekt door een kleine proefprint te maken met diverse gaten erin. Dit kleine proefje zorgde ervoor dat de uiteindelijke stelbout exact verzonken in het gat paste.

Het bericht 3D printen: Mijn eerste ervaringen en handige tips verscheen eerst op Roy Bosch.