Bauanleitung: SLA-LCD 3D-Drucker selber konstruieren – Teil 4
Im 4 Teil geht es um die verbleibenden Konstruktion des Prototyps. Ich werde sämtliche Bauteile kurz vorstellen. Außerdem werde ich einige Fehler des Designs diskutieren, damit diese nicht bei anderen auch vorkommen.
Basisplatte
Die Basisplatte habe ich aus Holze geschnitten. Eine 20mm Platte gibt es in jedem Baumarkt um wenige Euro zu kaufen. Der Vorteil von Holz ist, dass man einfach neue Löcher bohren kann um Bauteile zu befestigen. Für einen Prototyp eignet sich eine Basisplatte aus Holz daher gut (und es ist vergleichsweise günstig). Im Holz muss eine Aussparung für den LCD-Bildschirm vorgesehen sein. Außerdem sollte man Löcher für die Schrauben vorbohren.
Wie sich gezeigt hat, sind auch Standfüße notwendig. Diese habe ich 3D-gedruckt. Notwendig sind sie, da der Schrittmotor unterhalb der Basisplatte befestigt ist. Die Standfüße sind an einer Stelle mit der Basisplatte verschraubt. Dafür gibt es zahlreiche bessere Möglichkeiten, als meine Umsetzung. Aber ich möchte es an dieser Stelle nochmal betonen: Es handelt sich um einen Prototypen!
Die Z-Achse
Die Z-Achse habe ich aus fünf 3D-gedruckten Bauteilen konstruiert. Zwei Bauteile um die 8mm Linearführungen oben und unten zu befestigen. Beweglich in der Mitte befinden sie die Bauteile, die die Linearführungen festhalten. Zusätzlich wurde noch ein Adapter Befestigung des Schrittmotors benötigt. Im weiteren Verlauf hat sich allerdings ein Problem herauskristallisiert. Die beiden Befestigungen für die 8mm Linearführungen wurden auf unterschiedlichen 3D-Druckern hergestellt. Das hat dazu geführt, dass die Abstände nicht gleich waren (beinahe 1mm Unterschied). Dadurch waren die Linearführungen nicht leichtgängig. Abhilfe hat nur das Zersägen des oberen Abstandshalters gebracht.
Bauplattform
Die Bauplattform wird an der beweglichen Z-Achse befestigt. Zuerst habe ich sie ohne Möglichkeiten zur Justierung designt. Zudem war im ersten Entwurf der Halter für die Plattform zu dick. Daher waren dann die Schrauben zur Befestigung zu kurz. Im zweiten Design habe ich daher 3 Federn zur genauen Ausrichtung vorgesehen. Zudem wurden auch alle anderen Bauteile komplett überarbeitet. Die Justierung ist wichtig, da die Z-Achse möglichst parallel zum FlexVat ausgerichtet werden muss. Wenn das nicht gegeben ist, haften die gedruckten Objekte nicht an der Bauplattform.
Ein weiterer wichtiger Faktor für die Haftung ist die Oberfläche. 3D-gedruckte Oberflächen eigenen sich dafür nicht sehr gut. Oft empfohlen wird aufgerautes Aluminium. Um Kosten zu sparen, habe ich ein dünnes Blech aus Aluminium im örtlichen Baumarkt erworben. Dieses ist so dünn und weich, dass es einfach mit einem Stanley-Messer (in mehreren Durchgängen) geschnitten werden kann. Um auch eine gewisse Belastbarkeit sicherzustellen habe ich das zugeschnittene Blech mit Epoxy Harz verklebt. Nachdem das Harz (günstiges 30 Minuten Harz) fest ist, kann man weiterarbeiten. Die überstehenden Kanten kann man mit Feilen oder Schleifpapier entfernen. Der Staub von Epoxy Harzen ist gesundheitsgefährdend, daher bitte Handschuhe, Schutzbrille und Atemschutz tragen! Abschließend kann die Bauplatte aufgeraut werden, ich habe dafür Schleifpapier mit Körnung 240 verwendet.
LCD-Panel Halterung
Tatsächlich habe ich vollkommen vergessen, dass das LCD-Panel irgendwie befestigt werden muss. Das führte am Ende des Bauvorgangs zu einer eher schlechten Lösung. Auf der Unterseite der Basisplatte wird ein Halterahmen befestigt. Das Panel selbst wird in einer eigenen Komponente eingebettet. Mit schwarzem Isolierband habe ich verhindert, dass Licht vom Rand des Panels abgegeben wird. Um den Höhenunterschied zwischen dem Halterahmen und dem Panel zu überwinden wurden dann noch für Abstandshalter verklebt.
Diese Lösung stellt mich selber nicht ansatzweise zufrieden. Besser wäre es diese Komponenten ganz anders zu konstruieren. Die Halterung des LCD-Panels könnte in den Spanner Bauteil des FlexVat inkludiert werden. So kann man unzählige Bauteile sparen. Sollte es eine zweite Version geben, werde ich diese Änderung auf jeden Fall umsetzen.
Fazit und Ausblick
Nachdem ich das FlexVat schon zweimal gebaut habe, ging es jetzt ähnlich weiter. Die Bauplattform musste komplett neu entworfen werden, um flexibel einstellbar zu sein. Genauso musste die Befestigung der Plattform neu entworfen werden. Die Halterung des LCD-Panels ist nicht gut ausgeführt, eine Alternative habe ich aber schon erwähnt. Damit ist der Bau vorerst abgeschlossen, im nächsten Teil wird es um das korrekte Anschließen der Elektronik gehen. Außerdem wird dazu passend der Arduino mit der richtigen Software programmiert. Bereits jetzt habe ich aber auf jeden Fall schon viel gelernt, was SLA-LCD 3D-Drucker und deren Aufbau betrifft. Ich kann diesen (sehr zeitaufwendigen) Schritt also durchaus empfehlen.