fischertechnik 3D Drucker Filamentkühlung nachrüsten

Bei dem fischertechnik 3D Drucker die Filamentkühlung nachrüsten

fischertechnik 3D Drucker mit Filamentkühlung
fischertechnik 3D Drucker mit Filamentkühlung

Seit einigen Monaten ist der fischertechnik 3D-Drucker auf dem Markt.
Ich habe nie verstanden warum das Gerät keine Filamentkühlung besitzt. Für dieses Druckverfahren ist eine Kühlung unentbehrlich.
Ich hatte gleich nach Erscheinen eine separate Filamentkühlung konstruiert.
Siehe hier…
Dieses war allerdings nicht steuerbar. Das habe ich jetzt nachgeholt. Mit Hilfe eines 5 Cent Transistors habe ich auf der Controllerplatine den Ausgang für den Fan nachgerüstet. Auf dem Controllerboard wurde die Bestückung des Treiber MOSFET eingespart. Die Firmware unterstützt den Fan, so das man im Slicer keine Probleme mit der Lüftersteuerung bekommt.
Vermutlich erlischt mit dem Nachlöten des Transistors die Garantie des Controllers.

fischertechnik 3D Drucker Controller MOSFET für Kühlung
fischertechnik 3D Drucker Controller MOSFET für Kühlung, rotes Kabel =  Masse

Arbeitsschritte Umrüstung fischertechnik 3D-Drucker

Der Umbau erfolgt auf eigenes Risiko. Mit Verlust der Garantie für den Controller ist zu rechnen.
Wer das nicht möchte solle den Lüfter mit einer separaten Betriebsspannung betreiben. Unbedingt bei der ersten Lage deaktivieren.

Einkauf

  • Axiallüfter 40x40x10 mm, 12 V- (ca. 3€)
  • Treiber MOSFET (ca. 0,05€)
  • Widerstand 120R >= 0,3W

Die Teile kann man zum Beispiel für wenig Geld bei Pollin einkaufen:
MOSFET 2N7002 SMD

Axiallüfter 40x40x10 mm, 12 V-

Arbeitsschritte

  1. Lüfterhalterung ausdrucken
    Die Konstruktion für den 40×40 Lüfter habe ich hier bei Thingiverse hinterlegt.
  2. Gehäuse öffnen. Die 3 Lötpunkte für den SMD Transistor finden an an der Beschriftung “Fan”. Litze auf die Lötinsel des Pfostensteckers löten. (Achtung! Möglicher Garantieverlust)
  3. Einen 120Ohm Vorwiderstand mit ausreichender Leistung in die Leitung einfügen.
    Grund: Der Controller liefert maximal 19 Volt.
  4. Den Lüfter anschließen. Unbedingt auf richtige Polarität achten.

Betriebskosten beim 3D-Druck

3D Druck Kosten berechnen

Für den 3D-Drucker fallen folgende Kosten an.

  • Materialkosten
  • Stromverbrauch
  • Abnutzung

 Material
Die Materialkosten sind der größte Posten und auch recht einfach zu ermitteln. Jeder Slicer berechnet die benötigte Filamentlänge.
Manche berechnen direkt das Gewicht und die Filamentkosten.
Die Filamentlänge reicht aber zur Berechnung aus.
Auf eine 1 kg Rolle 1,75mm Filament passen ca. 330 Meter.
Bei einem Filamentpreis von 20€/kg kostet dann jeder Meter 0,06€.

 Weitere Verbrauchsmaterialien sind:

  • Reinigungsmittel, Öl
  • Haftvermittler wie Krepp, Blue Tape, Kapton

Stromverbrauch

Wenn man kein Energiekostenmessgerät oder keine Stromzange besitzt muss man mit den Leistungsangaben des Herstellers rechnen.
Allerdings laufen Extruder und Heizbett nicht ständig auf voller Leistung. Man kann näherungsweise von einer Taktung von 50% ausgehen.
Druckt man ABS sollte man wegen der hohen Druckbett-Temperatur fast 100% ansetzen.
Mein Prusa I3 soll an dieser Stelle als Beispiel für einen gängigen Consumer Drucker dienen.

Folgende Verbrauchswerte hatte ich ermittelt:

·         Leerlauf                              10 Watt

·         Extruder (100%)              42 Watt

·         Alu-Heizbett (100%)      113 Watt

Die Gesamtleitung des Druckers überschritt nie 158 Watt (ATX Netzteil).

Während der Aufheizphase wird auch die volle Leistung von 158 Watt gebraucht.
Während der Druckphase liegt die Leitungsaufnahme gemittelt bei 96 Watt.

 Die Temperaturwerte betrugen 210°C/52°C für Extruder und Heizbett.

Wir können daher den Dauer Einsatz mit 100 Watt ansetzten. Das sind Stromkosten von 3 Cent pro Stunde (0,30€/kWh).

Abnutzung
Der Verschleiß dürfte bei gelegentlicher privater Nutzung eine untergeordnete Rolle spielen.

Häufige Verschleißteile sind:

  • Wellen und Linearlager
  • Druckbett
  • Zahnriemen
  • Thermistor, Extruderheizung
  • Netzteil und Steppertreiber

Bei gewerblicher Nutzung ist dies ein nicht zu vernachlässigender Posten, da man für der Drucker nur eine Nutzungsdauer von 2 Jahren ansetzten sollte.

Vergleich: Filamentkosten und  Stromverbrauch

Während die Filamentkosten ca. 6 Cent /m betragen, liegen die Energiekosten mit ca. 0,5 Cent/m bei einem Zehntel der Filamentkosten.
Ein Drucker ohne Heizbett wäre um 1/3 sparsamer. Bei ständig langen Druckzeiten ist der Einsatz von Tape kostengünstiger.

Fazit
Im privaten Bereich fallen überwiegend die Filamentkosten ins Gewicht.
Bei gewerblichen Einsatz sollten Verschleiß und Energiekosten hoch genug kalkuliert werden.

fischertechnik 3D-Drucker – Filamentkühlung

fischertechnik 3D-Drucker Filament Kühlung
fischertechnik 3D-Drucker Filament Kühlung

fischertechnik 3D-Drucker – Filamentkühlung nachrüsten

Statt nur zu meckern das der Drucker keine Filamentkühlung hat, habe ich kurzerhand eine mit Fusion 360 konstruiert.

Man benötigt einen Lüfter 40x40mm. Den gibt es zum Beispiel bei Pollin ab 2€.
Zwei 20er M3 Schrauben nebst Muttern und drei fischertechnik Bausteine.

Für die Stromversorgung gibt es verschieden Möglichkeiten:

  1. Geregelt über die Software. Dafür müsste ein MOSFET auf dem Controller nachgelötet werden. Schlecht für die Gewährleistung!
  2. Man greift die 12 Volt Spannung an den Pfostensteckern des Controllers ab (rechte Platine).
  3. Man verwendet eine externe, vielleicht sogar regelbare Spannungsquelle von 9 bis 12 Volt.

Auf jeden Fall gehört noch ein Schalter in die Zuleitung (bei Lösung 2 und 3). Die erste Lage sollte wegen der Haftung nicht gekühlt werden.

Der Fan-Halter besteht aus zwei Teilen um einfacher druckbar zu sein.
Ich habe ihn so designt, das er mit geringem Aufwand in den Drucker integriert werden kann.

Den Kühler habe ich auf der linken Seite der Düse angeordnet. So bleibt der Blick auf die Düse frei. Generell ist aber auch eine Frontmontage möglich.

Die Bauteile sind hier in meinem Thingiverse Bereich.

fischertechnik 3D-Drucker Kühlung
fischertechnik 3D-Drucker Kühlung

Warum ich keinen da Vinci Drucker kaufe

da Vinci Mini gut, schön und teuer im Verbrauch

XYZprinting hat mit dem Mini seinen bisher kleinsten Drucker herausgebracht.
Er kommt sehr formschön und bedienerfreundlich daher. Von Größe und Design passt er gut in die Küche.
Das man per App und WiFi drucken kann spricht auch für einen Einsatz im Wohnbereich.

Der mini hat wie andere Da Vinci Drucker ein Verbrauchsmaterialprinzip welches an Kaffeekapselmaschinen und Billigtintendrucker erinnert. Er verarbeitet nur Chip-codiertes Filament von xyzPrinting.

Für die älteren da Vinci Drucker existieren schon einige Hacks das auszuhebeln.
Es stellt sich aber die Frage: Muss man sich einen Drucker der nur Filament des  Herstellers akzeptiert wirklich antun?

Vergleichsrechnung:
Eine 600g Kassette/Rolle von xyz kostet so 34€. Also gut 56€/kg.
Nach 8kg Filament hat man bereits den Druckerpreis an Filament investiert. Zu Grunde gelegt, habe ich den Aufpreis zu 20€ Filament.
Für Vieldrucker dürften die da Vinci Drucker mit Chip unrentabel sein. Auch Schulen sollten nicht nur die Gerätekosten sehen, auch wenn die Drucker von der technischen Seite ganz gut sind.

Der da Vinci Mini ist schön und druckt vermutlich auch ganz gut. Das gute Design und der Preis von 300€ verführen auch schnell zu Kauf. Wer öfter druckt sollte lieber vorher zum Taschenrechner greifen und seine Filamentkosten kalkulieren.

Filament Rabatt Aktion bei material4print.de

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material4print bietet derzeit eine Rabattaktion.
Beim Kauf von 5 Rollen Filament  gibt es eine 1 kg Rolle gratis dazu. Der Preis pro kg PLA/ABS liegt bei ca. 23€. Die Versandkosten betragen 7€.
Ab 89€ Einkauf entfallen diese.
Wenn man mehr über die Qualität der einzelnen Sorten erfahren möchte schaut man am besten in des Userforum.

Wir drucken derzeit das blaue PLA. Es ist leicht transparent und lässt sich hervorragend drucken. Den Elefantenfuß den wir bei einem anderen Hersteller nicht weg bekamen, war hier kein Thema.