Kostengünstiger 3D Drucker auf Basis des DLP Verfahrens
Aktuelle 3D-Drucker basieren vorwiegend auf dem FDM Prinzip, hierbei wird mittels Aufschmelzen durch einen Extruder Kunststofffilament verflüssigt oder zumindest in einen teigigen Zustand gebracht und diese Masse in Schichten übereinander gelegt. Aufgrund des teigigen Zustands finden eine mehr oder weniger gut ausgeprägte Vernetzung der einzelnen Schichten statt. Aus diesem Verfahren leiten sich mehrere Vor- und Nachteile ab. Das zu verdruckende Material ist günstig und sehr einfach zu beschaffen. Die Druckzeiten sind vergleichsweise langwierig und es kommt häufig zu Fadenbildung mit meist negativen Auswirkungen auf das Ergebnis.
Ziel der Überlegung soll es hingegen sein, ein nach dem eigentlichen Hauptbauteil, einem DLP-Beamer, benannten 3D-DLP-Drucker zu entwerfen. Bei diesem Verfahren muss nicht erst der Kunststoff verflüssigt werden, er wird direkt in flüssiger Form verdruckt. Das UV-aktive Resin wird dabei mittels eines DLP-Beamers mit geringen Mengen von UV Licht beleuchtet und damit zur Aushärtung angeregt. Die zu verdruckenden Flüssigkeiten haben in der letzten Zeit, nicht zuletzt aufgrund des regen Interesses an diesem Verfahren, einen regelrechten Preisverfall erlitten. so das die teuerste Anschaffung bei diesem Verfahren der eigentliche DLP-Beamer ist. Entsprechende Produkte sind für circa 600€ beschaffbar.
Dem DLP-Verfahren stehen einige bedeutende Vorteile gegenüber anderen Verfahren zur Verfügung, so das es das Bestreben dieses Vorhabens sein soll, diese Anschaffung im Preis zu optimieren.
Quellangaben Beitragsbild Hintergrund:
By Foundation7 (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5c/White_Square_Office_Space_and_View.jpg
Funktionen-Konzepte
Hier könnt ihr abstimmen über welche Zusatzfunktionen der 3D-Drucker verfügen soll, oder aber direkt Ideen und Konzepte einreichen, damit der Drucker genau so wird, wie Ihr es euch wünscht.
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Prototypen
Um einen Eindruck von den Dimesionen und der allgemeinen Größe des Druckers zu bekommen wurden verschiedene Prototypen angefertigt. Diese Prototypen sind in der Anfangsphase noch sehr grob und werden mit vorranschreiten des Projekts immer mehr verfeinert. Hier könnt ihr alle Prototypen sehen die bisher erstellt wurden.
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Drucktest
Um zu entschieden ob das Verfahren wirklich halten kann was es verspricht, unter anderem Schnelligkeit und Präzision wurden zunächst einige Drucktests durchgeführt. Dafür wurden verschieden Druckerzeugniss analysiert und genau dokumentiert. Hier findet Ihr alle Drucktests.
Designansätze
Ein 3D-Drucker soll nicht nur praktisch und funktional sein, er soll auch einen guten Eindruck nach außen machen, denn mittlerweile stehen diese Geräte nicht nur beim Bastler in der Wekrstatt, sondern auch im Büro, Wohnzimmer oder Showroom. Daher ist es uns ein großes Anliegen den DLP-Drucker ein ansprechendes Äußeres zu verleihen. Dabei soll die Funktionalität in keinsterweise beinträchtigt werden, viel mehr soll das Benutzererlebniss verbessert werde. Eine Übersicht über die Designansätze findet Ihr hier.
48 Kommentare zu “Kostengünstiger 3D Drucker auf Basis des DLP Verfahrens”
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Florian Meise
Ein super Projekt! Ein riesiges Lob erstmal für die tolle Ausarbeitung!
Wir denken mit manugoo schon lange darüber nach einen eigenen Drucker anzuschaffen oder sogar selber zu entwickeln. Wir werden uns direkt mal ein paar gestalterische Konzepte überlegen.
Und jetzt kann sich jeder wünschen wie so ein Drucker im Optimalfall aussehen soll. Soll er eine besondere Verortung haben, also zum Beispiel an der Wand hängen? Oder gleichzeitig ein Schrank zu Aufbewahrung des Zubehörs sein?
Ich bin gespannt wie es sich entwickelt!
derKauz
Wir diskutieren hier im Büro gerade begeistert über deine Idee! Ich denke, dass ein Kaufargument für diese Druckervariante wäre, dass man den Beamer ja auch noch normal benutzen könnte. Darum müsste man die Konstuktion vielleicht so machen, dass der Beamer mit auf Anschlag gedrehtem Zoom und Fokus eingeeicht und diese Position fixiert werden kann. Dann könnte man den Projektor einmal eineichen (so dass die Abbildung im Drucker den gewünschten Maßen entspricht) und könnte ihn dann nach bedarf ein- und ausbauen, ohne nochmal neu Einstellen zu müssen. Und Eichen muss sein, denke ich, weil man möchte ja vielleicht Ersatzteile drucken oder ähnliches.
Florian Meise
Den Beamer adaptiv zu lagern finde ich einen super Ansatz! So hat man sogar direkt einen Mehrwert verglichen mit anderen Druckern.
Daniel Müller
Meine eigentliche Idee war es den Beamer seitlich mittels Führungssystem in den Drucker zu schieben. Das Gegenstück befindet sich auf einem Videostativ und kann dort als Projektionseinheit für den David Laserscanner benutzt werden. Leider sind die Studenten von heute auch nicht mehr das was sie mal waren und so mußte ich mich leider mit dem aktuellen Zustand zufrieden geben
marcroele
Ich habe mir mal ein paar schnelle Gedanken in Skizzenform gemacht. Vielleicht kommen Dir dann ja noch ein paar Ideen, wie man den Drucker optimieren könnte! Ich habe in der Skizze die Anordnung des Beamers oder das Einbinden von Spiegeln bedacht.
marcroele
Daniel, gibt es eigentlich Vor- und Nachteile von Spiegeln im System? Dann könnte man den Beamer verschiedenartig anordnen. Natürlich müssen die Spiegel perfekt ausgerichtet und gesäubert sein. Gibt es denn sonst irgendwelche Dinge, die man beachten muss?
Daniel Müller
Sorry für die übelst späte Antwort, aber ich verstehe die Website noch nicht so ganz
Jede Beeinträchtigung des Optischen Systems birgt natürlich grundsätzlich die Gefahr von Beeinflussungen der optischen Güte. Mit steigender Anzahl reflektierender Elemente wird es deutlich schwieriger die Fokusebene, die bei den Projektionsentfernungen die wir nutzen werden sehr schmal ist, über die gesamte Projektionsfläche perfekt scharf zu halten. Kurz: Eine Abweichung von wenigen Winkelminuten kann den Fokus schon verschieben an den Kanten. Demgegenüber steht aber, das Stereolithograpie in aller Regel auch so betrieben wird und das es DLP Drucker mit Spiegeln gibt. Es ist also grundsätzlich möglich. Wenn wir es schaffen könnten auf den Beamer ganz zu verzichten, wäre das im Sinne der Wirtschaftlichkeit natürlich genial. Die wenigsten Beamer emitteren ausreichend UV Strahlung um das Resin zu härten, daher kommt nur eine kleine Auswahl von Beamern in Frage, u.a. Acer H6510bd
marcroele
Wir haben auch einen DLP-3D-Drucker Blogeintrag. Schaut doch mal rein! https://manugoo.de/produktdesign-wiki/dlp-basierte-3d-drucker/
ThomasHahnke
Wir haben inzwischen neue Aspekte mit herein genommen. Hier einmal eine Mindmap zu unseren Überlegungen:
(Ein sehr wichtiger Punkt ist das Zubehör. Es gibt bisher keinen Drucker, der genügend Platz bietet um alles unterzubringen)
Chris_Schu
Hier einmal ein kleiner Ansatz um verschieden Teile der Mindmap in einzelne Produkte umzuwandeln. Man sieht 2 Teile, der Rechte dient als Papierspender, da diese oft benötigt werden. Links seht ihr ein Anbauteil zur Nachbereitung der Druckerzeugnisse. Flaschenhalter, Spülbecken und Bearbeitungsbecken helfen dem Benutzer seine Objekte schnell zu reinigen. Vor dem Drucker befindet sich ein freier Breich mit 4 kleinen Einschnitten. Hier können Werkzeuge wie Skalpel gelagert werden um auf der freien Fläche das Objekt zu bearbeiten und zu verfeinern.
Chris_Schu
hier noch eine Zusammenstellung der Hilfsmittel, die man vor oder nach dem Druck benötigt. Alles zusammen nimmt schon sehr viel Raum ein, daher finde ich eine Lagermöglichkeit sehr nützlich.
ThomasHahnke
Hier haben wir ein paar Raumbeispiele:
Florian Meise
Zu den stehenden Varianten habe ich auch mal eine kurze Skizze angefertigt. Das könnte ich mir auch etwas wie einen imac mit einem großen gebogenen Stahlfuß vorstellen. so offen ist es natürlich auch anfällig für Staub.
Daniel Müller
Hat was *thumbsup*
Das offene System mag hinsichtlich Staubbelastung des Beamers einige Nachteile haben, hinsichtlich Temperaturhaushalt aber unschlagbare Vorteile. Problematisch werden nur Lautstärke und “Belastung” durch Streulicht.
Chris_Schu
Wird der Beamer denn wirklich so heiß, dass die Temperatur innerhalb des Aufbaus mit Gehäuse ein Problem darstellt? Reichen da nicht 1-2 clever platzierte Lüfter?
Daniel Müller
Ohne Lüfter würde es in einem geschlossenen Gehäuse absolut nicht gehen. Die Lampe hat eine angegebene Leistungsaufnahme von 240W, min. 100W werden da einfach in Wärme umgesetzt. Meß mal die austretende Luft, die ist schon recht warm.
ThomasHahnke
Aus den Überlegungen von der Mindmap und den Anwendungsbeispielen, sind inzwischen auch erste Designkonzepte entsprungen.
Dabei ist es wichtig eine gute Komposition zu finden:
Florian Meise
Den Ansatz verschiedene Bausteine modular kombinieren zu können finde ich sehr sinnvoll.
Chris_Schu
hier auch ein modluarer Ansatz. Ein Schrank mit passendem Ort und das Objekt nach dem Drucken zu reinigen, kann direkt neben den Drucker gestellt werden, oder getrennt verwendet werden.
Daniel Müller
Ich liebe abgerundete Kanten
Mein selbstgebauter Aquarienschrank in Säulenform sieht sehr ähnlich aus. Genial wäre es, wenn man die beiden Teile nachher irgendwie zusammenstellen könnte, so das sie eine platzsparende Kombination ergeben. Den eigentlichen Drucker sollte man aus Stabilitäts- und Ergonomiegründen aber möglichst nicht bewegen müssen. Der Flo weiß ja jetzt seit unserem Treffen wie schwer die Dinger sein können 
Chris_Schu
Wir planen im Moment das Gehäuse aus einem Blech biegen zu lassen, da ergeben sich die abgerundeten Kanten zwangsläufig, aber finde auch dass es sehr gut passt zu so einem Aufbau. In dem Rendering für dne Beistellschrank erkennt man leider nicht so gut, dass er extra so aufgebaut ist, dass er sich möglichst nahtlos an den Drucker stellen lässt.
ThomasHahnke
Es war uns wichtig den Drucker sauber zu gestalten um dem Benutzer die Bedienung zu erleichtern.
Florian Meise
Ein schöner Ansatz! So lassen sich die funktionalen Teile wie das Waschbecken klar erkennen.
ThomasHahnke
Hier einmal zwei Varianten im Vergleich. Hochstehend gegen Flachstehend. Bei der Hochstehenden wird das Beamerbild direkt auf den Flüssigkeitsbehälter gestrahlt, während der Flachstehende mit einem Spiegel arbeiten muss. Ersterer bietet uns sehr viel Stauraum für Zubehör.
ThomasHahnke
:
Florian Meise
Hier noch eine aktuelle Darstellung von Thomas zu der Kombination aus Drucker und Aufbewahrungsschrank:
Florian Meise
Das Beste ist, der Drucker ist nun schon voll Funktionstüchtig! Bald folgen die ersten Druckergebnisse.
Chris_Schu
Um einen Überblick über die Möglichkeiten eines DLP-Druckers zu bekommen wurden verschiedene Druckergebnisse gesammelt. Einen Überblick darüber findet ihr weiter oben auf der Homepage oder direkt hier. https://manugoo.de/nsr/3d-dlp-drucker-drucktest/
Chris_Schu
Ich finde Thomas Idee mit dem erhöhtem 3D-Drucker sehr gut, da wir hier den Beamer direkt unter dem Flüsseigkeitsbehälter befestigen können. Diese Konstelation benötigt zwar mehr Platz, allerdings können wir so eine mögliche Fehlerquelle ausschließen. Denn bei einer flachen Variante muss das Beamerbild mittels eines Oberflächenspiegels (spezieller Spiegel mit nur einer Reflektionsfläche) umgelenkt werden. Auf diesem Spiegel können sich Staub und Flusen sammeln und dadruch das Bild stören und das Druckergebniss verschlechtern.
Eine Möglichkeit für das Gehäuse sind Server-Schränke. Diese gibt es in verschiedenen Größen und sie sind durch ihre genormten 19″-Racks sehr anpassungsfähig und bieten genug Möglichkeiten für Befestigungen, Belüftung und die Stromversorgung. Hier ein möglicher Kandidat: http://www.it-budget.de/6386/19-netzwerk-rack-budget-box-21-he?c=93
Chris_Schu
Hier noch eine zusammenfassung der möglichen Aufbauten von den Drucker Komponenten. Der Beamer kann prinzipiell an vier verschiedenen Punkten platziert werden. Unter dem Resin-Becken, wobei hier unterschieden werden muss ob der Beamer steht oder liegt; Über dem Resin-Becken oder hinter der Führungsschiene. Das Bild des Beamers kann über Oberflächensüiegel umgelenkt werden, daraus ergibt sich eine Vielzahl von Varianten.
Florian Meise
Da hatte ich vor ein paar Tagen mal ein paar Skizzen zugemacht. Die meisten mit einem Beamer über den Drucker. Ich denke aber die unten gezeigte kompakte Variante mit Spiegel-Umlenkung bietet die meisten Möglichkeiten. Der Aufbau von Thomas mit einem Beamer unter dem Drucker bietet natürlich auch viel Stauraum.
Daniel Müller
Den linken Aufbau werde ich demnächst mal als Prototyp herstellen und ausprobieren. Hinsichtlich RAPID Prototyping gibts momentan nichts “besseres”, abgesehen von Teflon AF… Den rechten Aufbau finde ich hinsichtlich Kompaktheit ziemlich optimal. Das könnte je nach Gehäuse genug Platz bieten um eine 1L Flasche Resin mit zu verstauen. Integrale Lösungen werden natürlich direkt wieder deutlich größer, wobei mir die Darstellung vom 16.4. schecht gut gefällt. Was integriertes hat bislang noch wirklich niemand auf dem Markt
Chris_Schu
Da stimme ich dir zu, der rechte Aufbau ist am optimalsten was den Platz angeht. Ich bin auf jeden Fall schon auf den neuen Prototypen und dessen Druckzeit gespannt. Falls dieser gut funktioniert wird die Entschiedung über den Aufbau nicht leicht.
Chris_Schu
Die verschiedenen Skizzen und Konzepte zum Design des Druckers wurden in verschiedene CAD-Modelle umgesetzt. Eine Übersicht darüber findet ihr ebenfalls weiter oben auf der Website oder direkt hier. https://manugoo.de/nsr/3d-dlp-drucker-design/
Florian Meise
Da der Drucker jetzt sehr schön kompakt ist ergeben sich ganz neue Möglichkeiten die Aufbewahrung das Zubehörs zu integrieren:
Florian Meise
Vielleicht auch zwei sehr ähnlich aussehende Körper, links der Drucker und rechts ein adaptierbarer Systemschrank für Aufbewahrung und Reinigung:
Daniel Müller
Schlicht, elegant
Schön. Symmetrie wirkt harmonisch, habe ich mir sagen lassen 
Daniel Berkholz
Das ganze Zubehör wird vor allem für die Nachbearbeitung gebraucht.
Mein Vorschlag wäre ein Ultraschallbecken zur Reinigung, das drumherum genug Vorrichtungen und Halter für Tücher, Bürsten und Werkzeug zum Entgraten bereithält.
Daniel Berkholz
Gerade bei 3D-Objekten, die viele kleine Löcher oder Einschlüsse haben, wäre Druckluft nützlich. Ähnlich wie der Sauger beim Zahnarzt könnte man einen flexiblen Schlauch am Waschbecken installieren.
Chris_Schu
Eine gute Idee, vor allem da Druckluft eine bewährte Methode ist um solche schwererreichbaren Ecken zu erreichen und zu säubern, allerdings wäre diese Komponente wieder ein großes Kostenpunkt, und braucht man die Druckluft in wirklich so großen Mengen, dass es sich lohnt einen Kompressor zu verbauen, oder reicht auch einfaches Druckluftspray aus? Dieses ist relativ günstig und erziehlt denke ich das gleiche Ergebniss. https://www.contorion.de/chemisch-technische-produkte/fakkt-druckluftspray-300409?aid=52310284828&mckv=s9wmnsBgs_dc|pcrid|52310284828|pkw||pmt|&gclid=CjwKEAjw7MuqBRC2nNacqJmIpT0SJABQXAOt7TLN_o1nF6p9Zx914f0FL_Ce7El__iuuBVOPBrGZIxoCHZTw_wcB
Daniel Berkholz
Oh stimmt, aus der Dose gibt es das ja auch!
Ist wohl wirklich sinnvoller, der Drucker ist ja für den Privatgebrauch gedacht und soll kein Industriegerät werden.
Marriy92
Bei den Designansätzen sagen mir vom Design her am meisten diese beiden Varianten zu. Im Vergleich zu den komplett geschlossenen Varianten, wirken diese weniger klobrig und und moderner.
Daniel Müller
Schick. Habt ihr evtl die Möglichkeit einen Schreibtisch und Notebook zu rendern? Dann könnte man sich das Gesamtkonzept mal ein wenig verdeutlichen
Chris_Schu
mit einem Notebook habe ich es jetzt leider nicht gerendert, allerdings sollte die Szene trotzdem ganz gut verdeutlichen wie das Gesamtkonzept aussehen sollte. Ist mittlerweile als Beitragsbild eingestellt.Ein Rednering mit Laptop folgt dann später noch.
Daniel Müller
Sieht so schon super aus, Danke
Chris_Schu
Um das Äußere muss man sich ja auch Gedanken machen, und ich denke das Merkmal welches direkt ins Auge fällt ist die transparente Haube. Hier habe ich mal verschiedene Renderings erstellt, damit man einen Eindruck bekommt welche Farbe am besten zu unserem Drucker passt. Die Farbe des Gehäuses habe ich hier erst einmal in neutralem weiß gehalten, dass kann sich aber noch ändern, allerdings gefällt mir weiß schon ganz gut.
InesG.
Ich finde, dass mit der Farben Auswahl richtig cool.
So könnte jeder nach Wunsch sich seinen eigenen Drucker zusammenstellen.
Pianoalex96
Ich finde, Top Idee!
ABER!
Kleiner gestalten! das erste Bild, zeigt es neben einem iMac. Man muss sehen, dass es einfach ist! und nicht das wichtigste im Raum. das wichtigste is noch der PC, mit dem man alles erstellt.
Vielleicht wären verschiedene Größen vorteilhaft. je nachdem, as man druckt, kann man aus einer Version aussuchen. aber erstmal einen kleinen. es soll einfach aussehen! und nicht klobig und Aufwendig!