Ohne Schaltzentrale geht es nicht. Woher soll der Motor für den FDM 3D Drucker wissen wann er sich bewegen soll?
Hat der Extruder schon die richtige Drucktemperatur?
Was macht eigentlich das Heizbett? Damit alles reibungslos zusammen spielt, benötigt jeder 3D Drucker ein Controllerboard. Es ist die Zentrale der Elektronik für multicolor 3D Drucker.
Neben der klassischen Open Source Variante Ramps 1.4 plus Arduino Mega2560, gibt es mittlerweile viele andere Controllerboards. Doch nicht jedes Board ist für den Bau eines Farb oder mehrmaterial 3D Drucker geeignet.
Gehört das Ramps 1.4 dazu?
Weißt Du, was ein Controllerboard so besonders macht?
Neben den Anschlüssen der Stromversorgung ist der Mikrocontroller das Wohl wichtigste Bauelemente auf der Platine. Den Mikrocontroller können wir als das Gehirn des 3D Druckers ansehen. Welches Daten zwischen speichert, verarbeitet und an die richtige Stelle weiter leitet. Mikrocontroller gibt es in verschiedenen Leistungsabstufungen, das sind 8 Bit, 16 Bit und 32 Bit. Je mehr Bit ein Mikrocontroller besitzt, um so schneller kann er Daten berechnen und verarbeiten. Ein zu großer Microcontroller erhöht jedoch den Aufwand bei der Programmierung. Daher ist es wichtig die richtige Bit Rate für den Microcontroller deiner Projekte zu wählen.
Welchen Controller haben 3D Drucker, wie der Anet Ender 3?
Die meisten 3D Drucker haben das Ramps 1.4 Board mit einem 8 Bit Controller. Für einfache Anwendungen, wie ein Prusa 3D Drucker mit einer Düse, sind 8 Bit Anwendungen ausreichend. Einen Delta 3D Druckers kann das Ramps Board schon an die Leistungsgrenzen bringen. Was sich in Schrittverlusten oder gelegentliches Pausieren während des Druckens abzeichnet. Grund dafür ist, dass der Mikrocontroller die einzelnen Druckschritte nicht schnell genug berechnen kann.
Das muss ein Controllerboard können, damit Dein 3D Druck farbig druckt.
Beim multicolor 3D Druck sind die zu berechnenden Prozesse aufwendiger als bei einem einfarbigen 3D Drucker. Daher empfiehlt sich ein 32 Bit Controller Board, das die einzelnen Druckschritte schnell berechnen kann.
Wie viele Schrittmotoren muss das Controllerboard steuern können, damit es Bunt druckt?
Für die Bewegung der drei Achsen, brauchen wir drei Anschlüsse für die Schrittmotoren des 3D Druckers. Um verschiedenfarbige Filamente gleichzeitig zu drucken, benötigen wir noch mindestens drei weitere Schrittmotoren. So lassen sich durch das Mischen von Rot, Grün und Blau die Tritärfarben erzeugen. Das Controller Board muss also mindestens sechs Schrittmotoren ansteuern können oder zumindest die Erweiterung auf bis zu sechs Schrittmotoren ermöglichen.
Was treibt den Motor an?
Für jeden Schrittmotor wird ein Treiber benötigt. Je nach Ausführung des Boards, sind diese fest aufgelötet oder mit Steckplätzen für separate Motortreiber versehen. Steckplätze haben den Vorteil, dass ein defekter Schrittmotortreiber getauscht werden kann. Es muss bei einem defekt des Motortreibers nicht das ganze Controller Board getauscht werden. Das Spart Geld, denn im Vergleich zu einem ganzen Board kostet ein Motortreiber nur einen Bruchteil.
Diese Anschlüsse machen das Board perfekt.
Mikrocontroller und Schritttreiber machen noch kein perfektes Controller Board. Dafür benötigt es weitere Anschlüsse. Wie Anschlüsse für Endstops. Wovon es mindestens drei Plätze geben muss. Damit der 3D Drucker weiß wo sein Maschinennullpunkt ist.
Der Extruder benötigt für sein Heizelement, den Lüfter und den Thermistor mindestens einen Steckplatz. Solange der Extruder ein Mix Extruder ist. Besteht der Multicolor Extruder aus mehreren Düsen erhöht sich das ganze entsprechend.
Soll der 3D Drucker noch mit einem Heizbett ausgestattet werden, sind auch hier je ein Steckplatz für die Heizplatte und den Thermistor notwendig. Da ein beheiztes Druckbett viele Vorteil für den 3D Druck hat, sollte es unbedingt eingeplant werden.
Diese Controllerboards gibt es für den multicolor 3D Druck.
Eine schöne Übersichtstabelle von Controller Boards gibt es auf der RepRap Homepage. Nach den festgelegten Kriterien sortiert, bleiben zwei Boards aus der Liste über.
Eines davon ist das RADDS Driver Shield in Verbindung mit dem Arduino Due. Das andere ist ein Duet mit Erweiterungsplatine.
In der Liste befinden sich nicht alle Controllerboards mit Steckplätzen für drei oder mehr Extruder.
Eines ist das Ramps-FD in Kombination mit dem Arduino Due. Es ist eine Weiterentwicklung des legendären Ramps 1.4 speziell für Farb 3D Drucker.Von dem Seller RepRapworld gibt es ein weiteres Board, dass unsere Anforderungen für einen multicolor 3D Drucker erfüllt. Das Ultratronics in der Version 1.0.Ein 32 Bit Controllerboard was es in sich hat.
Das Duet.
Gleich in mehreren Ausführungen, mit Wi-Fi, Ethernet oder USB Verbindung. Die Steckplätze für den Extruder reichen nicht? Für den Fall gibt es noch eine Duetplatine zum erweitern.Ein Traum für jeden 3D Drucker.
Erkenntnis
Controllerboards für den 3D Drucker gibt es viele. Nur wird die Liste der brauchbaren Boards bei steigenden Anforderungen immer kleiner. Mit speziellen Erweiterungsplatinen lassen sich bei einigen Boards fehlende Funktionen ergänzen.
Ein 32 Bit Controller ist für einen multicolor 3D Drucker immer die bessere Wahl.
Welches Controller Board hat Dein 3D Drucker und wie sind deine Erfahrungen damit? Schreibe es mir gerne in die Kommentare.
„Denke Bunt, drucke Bunt!“