Der Verein verfügt über 5 Ultimaker Original, welche zusammengebaut und funktionsfähig sind. Diese wurden mit dem Geld, welche uns die E. E. Zunft zu Hausgenossen gespendet hat, finanziert. Vielen Dank hierfür.

Die folgenden Ultimaker Original stehen in der Starship Factory zur Verfügung:

  • Akanemat
  • Lerato
  • Manfred (mit Heatbed Extension)
  • Nina
  • Regina

Sie sind alle über ein Webinterface ansteuerbar.

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Software

Zum Anfertigen des 3D-Modells empfiehlt sich 3D-Modellierungssoftware wie Blender oder OpenSCAD.

Die Objekte sollten immer mit der neusten Cura Version gesliced werden. Diese gibt es hier zum Download: Cura Download

Die 3D-Drucker sind mit einem Raspberry Pi erweitert, auf welchem OctoPrint läuft. Dieses wird für Modelluploads und die Durchführung des Druckvorgangs verwendet, sowie für die Wartung des Druckers. Zudem ist eine Webcam an das Raspberry Pi angeschlossen, welche ein Zeitraffervideo von den Druckvorgängen anfertigt.

Drucken mit dem Ultimaker

Zum Drucken ist eine ganze Reihe von Schritten notwendig, welche jedoch mit der Zeit ganz einfach von der Hand gehen und kaum noch Zeit benötigen.

Zuerst muss der Ultimaker auf den Druck vorbereitet werden. Der erste Schritt dazu ist das Bed Levelling. Dadurch wird sicher gestellt, dass die erste Schicht fest auf dem Heatbed haftet, das Objekt nicht am unteren Ende krumm und das Bed nicht zerkratzt wird.

Ist das Bed gerade, muss unter Umständen das Filament getauscht werden, wenn die Farbe nicht die gewünschte ist. Ist die Farbe egal, empfiehlt es sich, auf den Schritt zu verzichten und mit der bereits eingelegten Farbe zu drucken, um Probleme zu vermeiden. Eine Anleitung zum Wechsel des Filaments findet sich unter dem Punkt Filamentwechsel

[…]

Ansteuerung via Linux

Linux unterstützt keine 250000 Baudrate via USB. Daher muss die Firmware auf dem Ultimaker ersetzt werden mit der 115200 Baud Variante.

Nach der cura installation findet man die firmware in: /usr/share/cura/resources/firmware

Geflasht kann mit folgendem Kommando werden:

 cd  /usr/share/cura/resources/firmware
 avrdude -c stk500v2 -b115200 -p atmega2560 -P /dev/ttyACM0 -D -Uflash:w:MarlinUltimaker-115200.hex:i

Statt diesem Befehl kann der Aktualisierungsvorgang auch aus einer Cura-Instanz ausgeführt werden, dies ist jedoch nicht von den Companion Raspberry Pis möglich.

Wartung

Ultimaker drucken nicht einfach so von selbst. Damit sie gut funktionieren und eine hohe Präzision aufweisen, müssen regelmässige Wartungsarbeiten durchgeführt werden. Die wichtigsten werden hier gelistet:

Bed Levelling

Die wichtigste Wartungsaufgabe, welche idealerweise vor jedem Druck durchgeführt werden sollte, ist das Bed Levelling. Das Ziel davon ist, dass die Nozzle des Ultimakers am höchsten Punkt der Z-Achse (welche das Bed hebt und senkt) überall einen Abstand von ca. einem halben Millimeter hat.

Dazu legt man am Besten ein Blatt schweres Papier auf das Bed und betätigt den X/Y- und anschliessend den Z-Homing-Button in OctoPrint. Daraufhin sollte sich die Nozzle so weit auf das Papier absenken, dass sie es gerade berührt und leicht fest hält. Ist dies nicht der Fall, sollte die linke vordere Stellschraube so lange justiert werden, bis der Fall eintritt.

Anschliessend benutzt man die Positionspfeile in OctoPrint um die anderen Ecken des Beds zu besuchen und ebenfalls entsprechend zu adjustieren. Am Ende der Prozedur sollte das Bed gerade sein und eine regelmässige Distanz zur Nozzle aufweisen.

Wird das Bed zu weit herunter gedrückt, i.e. sind beispielsweise die Federn des Beds stark eingedrückt und/oder die Schrauben stehen signifikant unter dem Bed heraus, obwohl die Nozzle auf dem Bed aufliegt, so empfiehlt sich das Herabsetzen des Z-Stops, also des kleinen Schalters am hinteren Gehäuserahmen, welcher dem 3D-Drucker sagt, dass er am oberen Ende des Gehäuses angekommen ist. Anschliessend sollte ein Z-Homing ausgelöst werden, wodurch das Bed weiter herunter gefahren wird. Dann kann die Adjustierung erneut beginnen.

Wartung der Pulleys und Zahnriemen

Ein weiterer Punkt ist die regelmässige Prüfung der Pulleys und Zahnriemen. Hierzu sollten die Motoren des Druckers im OctoPrint abgestellt werden. Nun sollte getestet werden, ob sich die Zahnreihen drehen lassen, wenn der Druckkopf fest gehalten wird. Ist dies der Fall, so hat der 3D-Drucker eine Schraube locker. Diese Schrauben, welche die Pulleys in ihrer Position an den Laufstangen fixieren, müssen stets fest angezogen sein, um ein Rutschen des Zahnriemens zu verhindern.

Weiterhin sollte überprüft werden, ob die Zahnriemen alle gut gestrafft sind. Sind sie es nicht, so muss der Steppenmotor, welcher mit dem fraglichen Zahnriemen verbunden ist, weiter von der Stange weg versetzt und dort neu verschraubt werden. Dadurch sollte eine Straffung des Zahnriemens erreicht werden.

Troubleshooting

Ein einfacher Weg des Troubleshooting für Ultimaker ist, je einen 1x1cm grossen Würfel in jede Ecke des Beds zu setzen. Daran lassen sich dann zahlreiche Probleme identifizieren:

  • Der Würfel löst und verbiegt sich am Boden: unzureichende Haftung. Bei Heatbeds eventuell eine andere Temperatur wählen oder mehr, weniger oder anderen Klebstoff benutzen. Bei Acrylbeds ist eventuell der Klebstreifen durch das Anfassen fettig geworden und haftet nicht mehr.
  • Die erste Schicht des Würfels erscheint nicht: eventuell ist die Nozzle zu dicht auf dem Bed und wird dadurch zugedrückt. Das Filament kann dann nicht abfliessen und es entsteht kein Druckresultat.
  • Die erste Schicht des Würfels hat Lücken zwischen den Filamentstreifen: die Nozzle ist zu hoch über dem Bed, so dass der Layer nicht ordentlich platt gedrückt wird.
  • Die erste Schicht erscheint halb und wird dann verschmiert, oder die ersten Schichten der Würfel sind unterschiedlich stark sichtbar: das Bed ist uneben und muss justiert werden.
  • Das Filament bleibt an der Nozzle kleben statt auf dem Bed: entweder ist der Abstand zwischen Nozzle und Bed zu gross, so dass das Filament nicht kleben bleiben kann, oder die Heatbed-Temperatur/Klebkraft ist zu gering.
  • Der Würfel ist durchsichtig und knirscht, wenn man Druck darauf ausübt: zu geringer Filamentfluss. Eventuell ist der Filamentdurchmesser nicht richtig eingestellt, die Nozzle ist verstopft, das Filament stark zerkratzt und daher ausgedünnt, oder die E-Achse (Filamentzufuhrmotor) des Druckers ist degustiert und muss neu justiert werden.

Filamentwechsel

Beim Wechsel des Filaments gilt es, zwischen einem Wechsel innerhalb derselben Materialgruppe (z.B. PLA auf PLA) und einem Wechsel auf eine andere Materialgruppe (z.B. PLA auf ABS) zu unterscheiden. Der wichtige Punkt ist dabei vor Allem die unterschiedliche Schmelztemperatur der Materialien, welche bei inkorrekter Behandlung zu einer Verstopfung der Nozzle führt. Es ist also auch ein Wechsel der Materialgruppe, wenn man z.B. von ABS auf Low-Temperature-ABS wechselt.

Wechsel innerhalb derselben Materialgruppe

Ein Filamentwechsel innerhalb derselben Materialgruppe ist relativ einfach. Hierzu sollte die Nozzle auf die für das Material empfohlene Drucktemperatur erhitzt werden. Anschliessend, wenn die Nozzle ihre Temperatur erreicht hat, sollte mit der Retract-Funktion in OctoPrint das Material zurück gezogen werden, bis es den Druckkopf verlassen hat und das Ende klar im Plastikschlauch sichtbar ist. Anschliessend sollte man den Plastikverschluss des Filamenttransports lösen und das Filament aus dem Schlauch ziehen. Dies sollte relativ leicht gehen; klemmt das Plastik im Schlauch, ist noch ein Problem zu lösen und Reissen am Filament führt nur dazu, dass es im Schlauch abbricht und nicht mehr so einfach entfernt werden kann.

Normalerweise bildet sich am Ende des Filamentfadens ein Tropfen aus, welcher mit nur einem dünnen Filamentfaden mit dem Rest der Rolle verbunden ist. Dieser lässt sich schwer wieder durch den Schlauch einschieben und sollte daher abgetrennt und in die dafür vorgesehenen Recyclingbehälter entsorgt werden.

Anschliessend kann das neue Filament bei immer noch beheizter Nozzle einfach durch die Öffnung des Schlauches eingeführt werden. Das Filament sollte dabei möglichst von Hand bis in den Druckkopf vorgestossen werden. Dies sollte einfach vonstatten gehen und keine Gewalt erfordern, da sich sonst das Filament verbiegen kann und dann der Druck des Filamenttransportmotors nicht mehr ausreicht um es durch den Schlauch zu bewegen, woraufhin es einfach stecken bleiben und den Druck abbrechen wird.

Ist der Druckkopf erreicht, schliesst man den Plastikverschluss des Filamenttransports einfach und hakt ihn wieder fest. Nun kann im Octoprint die «Extrude»-Funktion langsam in kleinen Schritten (5-10mm) benutzt werden, bis Plastik aus der Nozzle austritt.

Nun ist es dem Wunsch des Druckenden überlassen, ob noch weitere Schritte vonnöten sind. In der Nozzle befinden sich noch Reste des vorher eingelegten Materials. Würde man nun einen Druck starten, würde sich ein Farbverlauf von der alten zur neuen Filamentfarbe ergeben. Dies ist jedoch oft nicht gewünscht. Will man eine reine Farbe in seinem Druck, muss so lange extrudiert werden, bis das alte Material aus der Nozzle gedrückt worden ist und der austretende Faden eine reine Färbung aufweist.

Wechsel auf eine Andere Materialgruppe

Beim Wechsel des Filaments zwischen verschiedenen Materialien besteht die Gefahr, die Nozzle des Druckers mit Filamentresten zu verstopfen. Insbesondere muss vermieden werden, Reste von PLA-Filament und anderen Arten von Filament, welche nicht für hohe Temperaturen geeignet sind, in der Nozzle zu belassen, wenn diese auf höhere Temperaturen erhitzt werden. Dabei besteht nämlich die Gefahr, dass Material verbrennt und dabei eine Schlacke bildet, welche nicht mehr aus der Nozzle entfernt werden kann und diese verstopft. Das führt meist dazu, dass die Nozzle ausgetauscht werden muss.

Daher sollten Wechsel des Druckmaterials soweit möglich vermieden werden. ABS und Nylon sollten nur auf den Druckern mit Heatbed benutzt werden (Manfred und der Ultimaker 2), PLA sollte nur auf den Druckern mit Acrylglasplatte benutzt werden. In Ausnahmefällen kann das Filament zwischen den Materialarten gewechselt werden. Dazu sollte die Nozzle auf bis zu 225 Grad erhitzt werden, das alte Filament sollte vorsichtig entfernt werden (um zu verhindern, dass es abbricht) und das neue Filament sollte so lange in die Nozzle gedrückt werden, bis sämtliche Reste des alten Filaments ausgelaufen sind und nicht mehr in der Nozzle. Dies ist häufig daran zu erkennen, dass das Filament, welches durch den Extruder läuft, keinerlei Verfärbungen mehr aufweist.

Sollten sich dennoch Verstopfungserscheinungen der Nozzle zeigen, so sollte man sie auf 250 Grad erhitzen und einen Nylonfaden hinein stecken, bis Nylon aus dem Extruder tropft. Anschliessend wird die Nozzle auf 90 Grad abgekühlt. Nun wird der Nylonfaden aus der Nozzle gezogen, wobei hoffentlich einige Ablagerungen am Nylon kleben bleiben. Der so kontaminierte Teil des Nylons wird abgeschnitten und der Vorgang wird wiederholt, bis keine Ablagerungen mehr aus der Nozzle gezogen werden können.

Hilft auch dies nicht, kann die Nozzle mit Hilfe eines Heissluftföns erhitzt werden, wobei das Material unter Umständen ablaufen kann. Als letzte Möglichkeit besteht noch, die Nozzle mit einer Propangasflamme auszubrennen. Dabei könnte die Schlacke zu Asche verbrennen, welche dann bei korrekter Handhabung aus der Nozzle fällt und sie bei inkorrekter Handhabung noch weiter verstopft. Wichtig ist dabei, eine reine Propangasflamme zu verwenden und kein Feuerzeug/Kerze/etc., da sich sonst Russ in der Nozzle absetzt und das Problem verschlimmert.