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Direkt Granulat Extruder

Das Video zum Extruder


Entwicklungsgeschichte

Direkt Granulat Extruder, geschreddertes PLA
Abbildung 1:
Plastik von Abfällen wird zu Granulat zerschreddert. Die Konrgröße dieses Rohmaterials ist dabei ein entscheidendes Kriterium. Hier habe ich PLA mit Hilfe eines Mixers zerkleinert.
Alte PET Flaschen sind nach ersten Tests ebenfalls geeignet.
Direkt Granulat Extruder, erster Prototyp
Abbildung 2:
Mit einem ersten Prototyp habe ich getestet, ob meine Eigenbau-Extruderschraube funktioniert und das war offensichtlich der Fall.
Direkt Granulat Extruder, M3er Gewindestange
Abbildung 3:
In einem weiteren Experiment habe ich eine M3er Gewindestange in einem Standard-Hotend verwendet. Das funktioniert allerdings nur mit sehr feinem Granulat, das schwierig zu gewinnen ist.
Ich werde bei Gelegenheit mal testen, wie gut sich damit Zucker drucken lässt, da dieser recht einfach als Puderzucker zugeführt werden kann.
Direkt Granulat Extruder, M6er Gewindestange
Abbildung 4:
Das gröbere Granulat konnte ich als erstes mit einer M6er Gewindestange in einem Teflonröhrchen mit einem Innendurchmesser von 8mm verarbeiten. Das Ergebnis hat mich allerdings nicht ganz überzeugt.
Direkt Granulat Extruder, Eigenbau Förderschnecke aus Kupferdraht
Abbildung 5:
Je kleiner der Durchmesser, um so besser die mechanische "übersetzung":
Pro Extruderumdrehung sollte möglichst wenig Granulat-Volumen in das Hotend gepresst werden, um dieses gut dosieren zu können. Mit 0.5mm-Kupferdraht, gewickelt auf einer M3er Schraube in einem Teflonröhrchen mit 5mm Innendurchmesser waren die Ergebnisse schon recht gut.

Aktuelle Version

Direkt Granulat Extruder, 5mm Teflonröhrchen
Abbildung 6:
Richtig gute Ergebnisse habe ich mit einer 3mm Holzschraube in dem 5mm Teflonröhrchen erzielt. Die Holzschraube habe ich mit einer M3er Gewindestange verlängert - nicht perfekt zentriert, aber ist gut so.
Als Granulat-Rührer fungiert ein Stück Blech an der Förderschnecke, um das Granulat schon vor Eintritt in den Extruder ein wenig zu kompaktieren - ein kleines Bauteil, das die Druckergebnisse spürbar verbessert hat.
Direkt Granulat Extruder, Hotend
Abbildung 7:
Das Hotend ist aus einem Stück 16x16mm Aluminium gefertigt. In diesem befinden sich zwei Bohrungen für 2 Heizpatronen. In meinem Vorrat habe ich allerdings eine Patrone gefunden, die leistungsstark genug ist, womit ich keine zweite montiert habe.
Die Bohrungen für die Heizpatronen besitzen einen Durchmesser von 6mm, Die Bohrung für die Düsennadel beträgt 5mm und ist mit einem M6er Gewinde versehen. Die Bohrungen für die Befestigung am "kalten" Ende über 3mm Gewindestücke beträgt 2.5mm mit einem M3er Gewinde. Die Bohrung für den Temperatursensor beträgt 2mm.
Direkt Granulat Extruder, Isolierung hotend
Abbildung 8:
Als Wärmeisolierung habe ich das Hotend mit 2 Lagen Pappe, wie sie für Motordichtungen verwendet wird, beklebt - normale Pappe verkohlt bei Temperaturen von 200°C und mehr. Als Kleber kommt Auspuff-Dichtmasse zum Einsatz.
Direkt Granulat Extruder, cold end
Abbildung 9:
Das Hotend ist mit einem zweiten Stück 16x16mm Aluminium über zwei Stücke 3mm Gewindestange verschraubt - dieser Teil wird über einen Lüfter gekühlt.
Direkt Granulat Extruder, gedruckte Teile aus PLA
Abbildung 10:
Die restliche Mechanik inklusive Einfülltrichter ist aus PLA gedruckt.
Direkt Granulat Extruder, Leistungstransistor-Bypass
Abbildung 11:
Die Tests habe ich auf einem Zonestar Drucker der P802 Serie durchgeführt. Die leistungsstärkere Heizpatrone hat den Transistor für das Hotend auf der Hauptplatine nach wenigen Minuten "zerschossen". Als Bypass verwende ich seither einen IRLZ34N MOSFET, der Ströme bis zu 20A schalten kann - das sollte mehr als ausreichend sein.

Bauteile

Die 3D-Dateien gibt's im Download-Paket (1.2MB).

Beispieldrucke

Direkt Granulat Extruder, Beispieldruck Kettenglied mit Stringing
Abbildung 12:
Bezüglich Stringing ist der Direktextruder recht knifflig handzuhaben. Sind die Parameter nicht optimal eingestellt, werden feine Fäden gesponnen.
Direkt Granulat Extruder, Beispieldruck Kettenglied
Abbildung 13:
Erster Erfolg! In weiß ist ein Referenzdruck mit meinem Ender zu sehen
Material: PLA
Größe: 27x25x12mm
Schichtstärke 0.2mm
Druckgeschwindigkeit: 10mm/s
Leerfahrten: 150mm/s
Temperatur: 165°C
Düsennadel: 0.4mm
Filament-Multiplikator: 7.8
Retraction: 20mm (2mm extra length on restart)
Direkt Granulat Extruder, Beispieldruck mehrere Kettenglieder
Abbildung 14:
Mehrere Drucke mit leicht geänderten Parametern ergeben eine funktionierende Kette für ein Roboterfahrzeug.



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