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Umbau eines 3D Druckers zum 2D-Matrix-Drucker

Das Video zum Zonestar Plotter


Zu kaufen gibt's den Zonestar 3D-Drucker auf Gearbest.com

Dem Drucker liegt kein Filament bei, daher nicht vergessen, dieses der Bestellung hinzuzufügen.

Zusatz-Hardware

Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, zusätzliche Bauteile
Abbildung 1:
Neben den Teilen zur Plotter-Umrüstung sind lediglich drei weitere Teile zu drucken. Neben zwei Stücken M4er Gewindestange wird ein zweiter Schnellverschluss für den Teflonschlauch der Filamentzufuhr an dem neuen Bauteil verschraubt. Wer möchte, kann aber auch den original verbauten Schnellverschluss hin- und her- schrauben, der passt auch.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Extrudermotor-Antrieb
Abbildung 2:
Der Filzstift wird nun über einen Hebel angehoben. Dass der Hebel zu weit bewegt wird verhindert ein Stopper. Der Hebel wird über den Extrudermotor angetrieben. Wird das Filament vorgeschoben, so drückt dieses auf den Hebel und der Stift wird angehoben. Wird das Filament wieder zurückgezogen, so senkt sich der Stift - der Schwerkraft folgend. Durch die Hebelwirkung genügt eine Bewegung des Filaments um nur etwa 4mm, um den Stift um 15mm anzuheben. Wird die Vorschubgeschwindigkeit des Filaments erhöht, so kann der Stift in einer Sekunde etwa 4 mal abgesetzt und wieder angehoben werden. Damit sich tatsächlich was bewegt, muss der Drucker mit den G-Code-Befehlen "M302 P1" für "kalte Extrusion" eingestellt werden. Das Aufheizen auf mindestens 170°C, wie im Video gesagt, ist dann nicht nötig.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Abstandshalter Glasplatte
Abbildung 3:
Für das Bedrucken von T-Shirts habe ich die Glasplatte mit gedruckten Halterungen um 20mm angehoben montiert, damit der Rest des T-Shirts darunter passt.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Hochsetzen Stifte
Abbildung 4:
Damit die Stifte beim Drucken nach wie vor unter die geparkten Stifte passen, musste ich die Halterung am oberen Rahmen ebenfalls etwas erhöhen. In den 3D-Dateien zum Drucker habe ich die Halterungen geändert, womit die M10er Muttern, die ich als Distanzstücke verwende, nicht benötigt werden.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Abstandshalter Z-Endschalter
Abbildung 5:
Im T-Shirt-Modus habe ich die längste (43mm) Version der Schrauben-Verlängerung zum Auslösen des Schalters der Z-Achse verwendet, da hier die Glasplatte hochgesetzt montiert wird.

Software

Mit dem 2. Umbau kann der Zonestar nach wie vor im Plotter-Modus verwendet werden. Wie im vorherigen Kapitel gezeigt, verwende ich zum Umwandeln von SVG Grafken ein selbst geschriebenes Perl-Skript. Wird hier die Variable $pen_mode = 1 gesetzt, so wird der Stift über den Extrudermotor bewegt.
Neu im Software-Paket ist das Skript "bmp-2-gcode.pl". Damit können Bitmap-Grafiken in G-Code Befehle umgesetzt werden, wobei folgendes zu beachten ist:
(1) Die Grafik muss in einer Farbtiefe von 24 Bit gespeichert werden.
(2) Es werden nur die Farben Schwarz (rgb=0,0,0), Rot (rgb=255,0,0), Grün (rgb=0,255,0), Blau (rgb=0,0,255) und Weiß(rgb=255,255,255) erkannt. Alle davon abweichenden Farbwerte werden einer dieser 5 Farben zugeordnet.

In dem Quellcode des Scripts können die Werte für die Punktbreite und weitere Parameter gesetzt werden.

Die Software sowie die 3D-Dateien zum Umbau des Zonestar gibt's als Download-Paket. Beachtet die readme.txt in diesem Paket!

Beispieldrucke

Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Beispieldruck Tux in Draft Modus
Abbildung 6:
Tux im Draft-Modus:
Das Punktraster ist klar zu erkennen. Ferner ist zu sehen, dass der orangefarbene Stift offensichtlich nicht genau in das Punktraster des Schwarzen und blauen Stifts passt - die Flächen sind etwas nach unten verschoben. Grund dafür ist unter Anderem die krumm gehämmerte Spitze des Filzstiftes. Per Software kann dieser Versatz korrigiert werden - Tintenstrahldrucker führen nach einem Patronenwechsel aus ähnlichen Gründen eine Kalibrierungsroutine aus. Die Druckzeit ist etwa 10 Minuten.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Beispieldruck Tux HQ Modus
Abbildung 7:
Tux im HQ-Modus:
Der Tux in hoher Auflösung ist auf der Papieroberfläche wesentlich klarer zu erkennen. Dafür ist die Druckzeit auch deutlich höher (27 Minuten) und es wird mehr Tinte verbraucht. Das Hämmern auf die harte Oberfläche hat noch einen weiteren negative Effekt:
Besonders die Tinte des orangefarbenen Stiftes hat sogenannte "Satellitentropfen" gespritzt.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Beispieldruck T-Shirt
Abbildung 8:
T-Shirt Druck:
Neben Papier lassen sich natürlich auch andere Oberflächen bedrucken - hier habe ich ein T-Shirt eingespannt. Für die Grafik habe ich Filzstifte mit permanenter Tinte im 5mm-Raster verwendet. Die Farbe ist nicht optimal, da die Punkte auf dem Stoff sichtbar verlaufen - es handelt sich hier um einen ersten Versuch. Die Glasplatte befindet sich im Innern des T-Shirts und ist mit gedruckten Halterungen um 20mm angehoben montiert, damit der Rest des T-Shirts darunter passt.
Umbau Zonestar 3D Drucker zum 2D Drucker, Beispieldruck Dot-Matrix
Abbildung 9:
8-Punkt Matrix:
Wer künstlerisch begabter ist als ich - und das ist zweifellos der überwiegende Teil der Menschheit - kann sich im Dot-Painting austoben.



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