Der HumanPrint 3D-Großformatdrucker (800x800x300)

Anfangs stand der Gedanke mit wenig Geld und einem kleinen Prusi i3 Klon ein größeres Gerät zu drucken. Aus zwei Wochen wurden zwei Jahre… am Ende haben wir einen Großformatdrucker mit einer Druckfläche von 800x800x300 Millimetern geschaffen der mit verschiedenen Düsen in unterschiedlichen Genauigkeiten druckt.

Beginn 2017 hatte ich in meinem KLeben, neben meiner Familie, besonders zwei Menschen die ich fast täglich sah – meine Lebensgefährtin und meinen besten Freund. Beide haben sehr untersheidliche Interessen. Meine Partnerin war Ingenieurin für Automationstechnik, mein bester FreundTribewerksmechaniker. Waren wir zu dritt zusammen lief es meistens auf LoclCoopMultiplayerGames unter dem Beamer hinaus. Irgendwann erschien uns dreien das als verschwendete ebenszeit und wir machten uns viele Gedanken über ein gemeinsames Bastelprojekt. Nach einigem Hin und Her kamen wir auf die Idee ein eigenes LaserTag-System zu entwickeln. In diesem Bereich hatte ich bereits Vorkenntnisse gesammelt und wir konnten das planerische Talent meiner Lebensgefährtin mit dem handwerklich-technischen Wissen meines Freundes gut kombinieren.

Die Grundform des laserTag-Gewehrs war eine Herausforderung. Es sollte weder nach einer echten Waffe aussehen (um auch mal im Feld spielen zu können ohne das spzierende Ömchen gleich das SEK rufen) noch rein funktional sein. Auch wollte ich nicht die nächsten Monate mit zecihnen verbringen und eine Vorlage war wünschenswert. Als Lösung erschien uns ein Blastergewehr aus StarTrek- das Mark 3 Phaser Rifle.

Leider war die Druckzeit mit einem Prusa i3 jenseits von gut und böse und für uns war es nicht denkbar an den ersten drei Prototypen mehrere Wochen zu drucken. Da ich meinen Teil für das LaserTagSystem, die Entwicklung der Elektronik und Konstuktion des 3D-Models, schneller abschließen konnte begann ich mir Gedanken um einen größeren Drucker zu machen…

Ein zweiter entscheidender Anstoß war mein Freund Sylvio. Dieser hatte gerade begonnen sich als Aquarienbauer zu verselbstständigen (https://neomare.de) und ich wollte im gerne etwas drucken mit dem er sich von der Konkurrenz absetzen kann. Was wäre schöner als eine induviduelle und optisch ansprechende 3D-Rückwand…

Nach einer groben Auflistung der Materialien und Bauteile prägte ich den Satz der mich für zwei Jahre verfolgen sollte – zwei Wochen und wir haben aus dem kleinen Druker einen großen gebaut. Selten habe ich in meinem Leben eine solche Fehleinschätzung getroffen wie den Arbeitsaufwand einen neuen Drucker zu entwickeln. Noch heute antworte ich gerne auf Fragen zur Zeiteinschätzung bei Projekten die ich nicht umfassend kalkulieren kann mit „Ach, in zwei Wochen steht der Drucker“ 🙂

Nach einer groben Kalkulation war klar das der Drucker nicht viel kosten soll und darf. Damit wir möglichst wenig Fehler durch neuentwicklung und Fehlplanungen verschwnden beschloss ich ein funktionale 3D-Model zu erstellen, wie es im Bilderslider zu finden ist. Um die großen Fahrwege und den teils schweren Aufbau des Multidüsensystems stabil und präzise bewegen zu können beschloss ich mehrere Antribsmotoren zu verwenden. auch ließen sich so existierende Probleme bisheriger Großformatdrucker, insbesondere bei weit auseinanderliegenden Achsen von vorneherein umschiffen. je vier Motoren für Y und Z sowie zwei Motoren für X sollten her und gemeinsam gesteuert werden. Als Basis für die Steuerung sollte es ein Arduino Mega mit einem Rampsboard und eine, Shield zur Erweiterung der Motoren werden.

Bei der Planung des Ardunino/Ramps ist mir der erste Fehler unterlaufen. Zwar gab es zu dieser Zeit wenig Boards für 3D Drucker am Markt, doch die investition in eines der vorhandenen hätte eine langwierige Entwicklungsphase übersprungen.

Ich habe einige Vorkenntniss in C++ durch viele kleine Projekte mit Arduinos. Der Umfang eine Firmware für einen 3D-Drucker zu entwickeln war jedoch viel größer als erwartet. Marlin und Repetier Firmware haben mir gute Dienste geleistet und viel Vorarbeit abgenommen, doch letztlich habe ich Marlin so stark verändert das es eine eigene Fork geworden ist. Neue Module mussten entwickelt , existierende Funktionen star verändert werden. Als irgendwann die Pins des Arduino Mega nicht mehr ausreichten mussten i2C-Funktionalität implementiert und ein neues Board entwickelt werden. Spätestens als wir TMC Treiber zu benutzen gegannen hätten wir uns ein passendes Board kaufen sollen – ich möchte es an dieser Stelle jedem nachdrücklich raten keine Arduino/Ramps-Kombination für TMCs zu verwenden. Ich hätte mir Wochen der immer wiederkehrenden Fehlersuche ersparrt…

Der zweite Punkt der mich unglaublich viel Zeit gekostet hat war die ungenaue Festlegung der späteren Funktionen. Immer wieder kamen neue Ideen und Anforderungen auf mich zu. Sei es AutoNivellierung oder die vielen Druckmöglichkeiten. Als Beispiel – wir haben die Autonivellierung mittels Piezzos, induktiven und kapazitiven Sensoren, optischer Abstandsmessung und elektrischer Leitfähigkeit ausprobiert. Jedes mal mussten neue Komponenten geplant und gedruckt werden. Auch wurde von einer einfachen Düse bis zum heutigen Stand von 6 Düsen + dem Diamondhotend in mehreren Schritten geplant – alleine 11 Rollen 1kg Filament sind für die Entwicklungsstadien dieser zwei Punkte notwendig gewesen.

Der HumanPrint - ein Ergebnis das Ergebnisse produziert

Nach vielen Monaten der Entwicklung haben wir ein Ergebnis das sich, wenn auch nicht optisch“ so denn zumindest funktional sehen lassen kann.