Bislang klappte das 3D Drucken mit dem DLP Verfahren im Keller sehr gut. Leider ist mein Kellerraum ohne Heizung, was bislang auch kein Problem war. Aber seit letztem Herbst häufte sich die Zahl der Fehldrucke doch Zusehens. Hier vermutete ich die schwankende Raumtemperatur als maßgebliche Ursache. Alle chemischen Prozesse, dazu gehört auch die Aushärtung unter Licht, funktionieren mit abnehmender Temperatur nicht, oder werden zumindest sehr langsam.
Die lange andauernden 3D Drucke im DLP Drucker müssen so auch mit den tagesbedingten Temperaturschwankungen klarkommen.
Mit der Einhausung für meinen FDM Drucker habe ich das Problem "Zugluft, Temperatur und Staub" sehr gut in den Griff bekommen. Dies scheint mir auch eine Lösung für die DLP Drucker zu sein. Nur für die Temperaturregelung müßte man sich etwas einfallen lassen, denn anders als beim FDM Drucker, dessen geheizte Platte für eine konstante Temperatur in der Box sorgt, ist die Abwärme der DLP Drucker viel geringer.Es gilt also folgendes zu besorgen:
Der Creality CR10 ist ein Riesengerät, für die DLP Drucker benötige ich ein entsprechendes, kleineres Gehäuse. Zerlegbar für den Sommerbetrieb wäre auch schön, denn fest eingebaut ist der Drucker sehr unzugänglich. Im www habe ich dann ein passendes Gehäuse als Zelt bei www.amazon.com für 77,-€ gefunden, mal keine Bastellösung, aufbauen und fertig. Diese habe ich dann mal bestellt. Es sind in dieser Bauart viele unterschiedliche Größen zu finden, diese ist schon recht groß.
Die Heizung besteht aus drei Einzelteilen, der Heizung für 29,-€, eigentlich als Terrariumheizung gedacht, dem 120mm Lüfter für 12,-€, der Temperaturreglung für 11,-€, und einem passenden Gehäuse für 5,-€. Eine 220V Verteilleiste fand sich noch in der Werkstatt.
Die Box kam schon innerhalb von 2 Tagen an, kleines Paket für ein so große Box, die restlichen Bauteile so nach und nach.
Der Inhalt des Paketes: Die Zelt Haut, Kunststoffecken und drei Pakete Stangen.
Der Aufbau ist einfach, auf die kurzen Stangen (Nr.1) werden die Kunststoffecken gesteckt.
Die mittleren Stangen (Nr.2) werden mit den Ecken der kurzen Stangen zu Rechtecken verbunden.
Die langen Stangen (Nr.3) verbinden die Rechtecke zum Gerüst der Box.
Die Zelt Haut um das Gerüst ziehen ist Dank des langen Reißverschlusses sehr einfach. Der Aufbau hat ungefähr eine Viertelstunde gedauert.
Die Birne erzeugt nur Wärmestrahlung, sie gibt kein Licht ab. Der Käfig darum dient dem Schutz der Tiere im Terrarium, er wird für meine Anwendung eigentlich nicht benötigt, ich habe ihn dennoch drauf gelassen.
Die eigentliche Heizung ist eine einfache "Birne", also ein Heizwiderstand in einer Keramik Vergußmasse und einer normalen E27 Fassung. Die Außentemperatur erreicht am Keramikkörper rund 80°C.
Um die von der Birne erhitzte Luft besser in der Box zu verteilen dient der 120mm Lüfter, praktischer Weise ein 220V Typ.
Die Birne muss nun irgendwie mit dem 120mm Lüfter verbunden werden, dabei sollte die vom Lüfter bewegte Luft möglichst nahe an der Heizbirne entlanggeführt werden. Dafür habe ich in freeCAD einen einfachen Adapter konstruiert. An dessen Oberseite wird die Heizbirne samt Käfig montiert. Der umlaufende Rand leitet die Luft an der Heizbirne entlang.
An der Unterseite des Adapters wird der 120mm Lüfter angeschraubt. Hier muß natürlich die Bewegungsrichtung des Lüfters beachtet werden.
Damit der 120mm Lüfter nicht platt am Boden liegt, was seiner Funktion gewiss nicht entgegen kommt, habe ich noch einen Fuß konstruiert der der Lüfter und Heizbirne trägt. Die seitlichen Öffnungen ermöglichen den Zustrom der Luft zum Lüfter.
Unten steht der Fuß auf einer runden Standfläche.
Den Druck habe ich mit dem Fuß begonnen, dies dauert gute 14 Stunden.
Dies war dann auch einer der ersten Drucke mit dem Creality CR10 in der Einhausung.
14 Stunden später ist der Druck fertig und steht hier noch fehlerfrei auf der Druckplatte.
Bedingt durch die vielen Durchbrüche sind viele Stützkonstruktionen nötig, um das Bauteil drucken zu können, diese werden im nächsten Step entfernt.
Von der Stützkonstruktion befreit steht hier der Fuß richtig herum in der Fotobox.
Der 120mm Lüfter läßt sich mit vier Schrauben problemlos auf dem Fuß montieren.
Als nächstes der Adapter zwischen Lüfter und Heizbirne. Mit 9 1/2 Stunden ist diesen Bauteil schneller gedruckt als der Fuß, es wird auch deutlich weniger Stützmaterial benötigt.
Der Adapter wie er nach 9 1/2 Stunden aus dem Creality CR10 kommt.
Erste Montage der Heizbirne im Adapter. Alles passt wie erwartet.
Das Entfernen des Brim ist die einzige Nacharbeit am Adapter. Hier ist er bereits mit dem 120mm Lüfter und dem Fuß verbunden.
Weil der Heizbirne die Erdung fehlt, aber dennoch ein Gehäuse aus Metall hat, habe ich dieses an die Erdung des Lüfters angeschlossen. Auch die 220V Versorgung erfolgt über den Schuko Stecker des Lüfters. Für Lüfter und Heizbirne wird also nur ein 220V Anschluss benötigt.
Für die Regelung der Heizung verwende ich ein fertiges, elektronisches Modul mit einer Schaltleistung von 1000W bei 220V, das ist deutlich mehr als die kleine 30W Heizung benötigt. Dieses Modul habe ich in ein passendes Gehäuse eingebaut, das auf der Rückseite einen Eingang für 220V hat und einen 220V Ausgang der von der Regelung ein- und ausgeschaltet wird.
Das Anschlußkabel für den Temperatur Sensor ist schon recht lang. Da ich die Temperaturregelung außerhalb der Box haben wollte leider dennoch zu kurz.
Nun hätte ich einfach eine Zwillingsleitung als Verlängerung dazwischen löten können, aber das sieht zum einen komisch aus, zum anderen hatte ich keine passende da. Also habe ich mir ein Verlängerungskabel konstruiert die am Ende ein Gehäuse mit entsprechendem Steckplatz für das Sensorkabel hat.
Das Verlängerungskabel ist noch von den Endschaltern der CNC Fräse übrig, 8mm dick, 2-adrig mit Silikonisolierung. Vielleicht ein wenig "viel", aber eben vorhanden uns stabil war noch nie ein Nachteil. Seitlich ist eine Zugentlastung in das Gehäuse für das Sensorkabel vorgesehen.
Auf der Unterseite des Gehäuses sind Vertiefungen für M3 Vierkantmuttern. Diese halten in 3D gedruckten Gehäusen besser als die Sechskant Muttern. Die innere 45° Fase ermöglicht den Druck dieser Form ohne zusätzliche Stützstruktur.
Gedruckt sieht das Gehäuse schon recht ordentlich aus.
Die Verbindungsschrauben sind Senkkopfschrauben und Vierkantmuttern M3 in Edelstahl.
Der Gegenstecker und das Kabel werden mit Hilfe einer kleinen Experimentierplatine verbunden.
Die Maße der kleinen Experimentierplatine wurden natürlich vorher festgelegt, auch die Lage der Steckbuchse. So passt nun alles gut zusammen.
Viel Luft ist um die Buchse nicht, aber zum Ein- und Ausstecken des Sensors reicht das allemal.
Verschraubt sind Kabel und Platine gut fixiert.
Auf der Rückseite sind nur die Vierkantmuttern zu erkennen. Auch die Höhe des Gehäuses ist an die Länge der Schrauben angepasst, so steht hier nichts über.
Der Sensor läßt sich ohne Probleme einstecken.
Die andere Seite des Verlängerungskabels bekommt einen 2 poligen "Luftfahrt-Stecker". Auch diese sind von Bau der CNC Fräse übrig.
Auch die Länge des Verlängerungskabels ist reichlich bemessen, aber lieber etwas länger als zu kurz.
Der Anschluß für den Sensor am Gehäuse der Regelung, zu sehen in der Mitte.
Montiert macht es schon einen recht professionellen Eindruck.
Wie schon in der Box für den Creality CR10 habe ich auch in diese Box LED-Streifen zur Beleuchtung eingebaut. Von diesen Sets habe ich einmal 3 Stück gekauft um meine Modul Bahnhöfe auszuleuchten. Da habe ich mich dann aber doch zu einer anderen Lösung durchgerungen, so das die LED Klebestreifen in der Werkstatt herumlagen.
Wie schon in der Box für den Creality CR10 habe ich auch in diese Box LED Streifen zur Beleuchtung eingebaut. Aufgeklebt und mit Kabelbindern gesichert.
Innen ist die Box geräumig, dennoch macht es Sinn sie von hinten nach vorne aufzubauen. Hier ist nun schon die 220V Verteilleiste für die beiden Drucker und das Licht mit Kabelbindern am Rahmen befestigt, das LED- Licht eingebaut und die Heizung hineingestellt. Die 220V Zuleitungen werden durch eine seitliche Öffnung, die mit Klettverschluß versehen ist, nach außen geführt.
Davor werden nun die beiden DLP Drucker platziert. Rechts der Elegoo Mars, links der Phrozen Sonic. Der Phrozen Sonic steht links weil sein USB Anschluß an der linken Seite ist, beim Elegoo Mars ist er auf der Rückseite. Beides irgendwie Mist, aber mit je einem USB-Verlängerungskabel leicht zu beheben.
Der Innenausbau ist nun soweit abgeschlossen. Als letztes wird die Temperaturregelung neben der Box aufgestellt. So ist sie zum einen gut ablesbar und zum anderen auch bedienbar ohne die Box öffnen zu müssen.
Die Regelung schaltet sich bei einer Innentemperatur von 20°C ein und bei einer Temperatur von 24°C ab. So befinden sich Harz und Drucker immer in einer idealen Umgebungstemperatur.
Zu guter Letzt die STL Files aller Bauteile für Heizung und Sensor Gehäuse als Download.