Auf dieser Seite stelle ich immer mal wieder Hobby-Projekte vor, an denen ich zur Zeit arbeite.
Online: Der PrecisionWinderNT ist online: hier gehts direkt zu den Druckdateien
Ankündigung: Umsetzung dieses Projekts als mehrteiliges AUTOCAD Fusion You-Tube Tutorial: geplanter Start im Juni 2024
27.05.2024: PrecisionWinder NT
ehemals: Präziser Filament Umspuler Version 2 – Motorversion
In das Design des PrecisionWinder NT ist euer Feedback ebenso eingegangen, wie eigene Erfahrung.
Der PrecisionWinder NT bringt folgende Verbesserungen mit sich:
- Statt neun Zahnräder benötigt er nur fünf Räder, was den Aufbau leichter macht, weniger Kugellager benötigt und die Reibung reduziert
- Die Spule ist direktangetrieben über einen 12 Volt Motor mit 400 UpM.
- Durch das selbsthemmende Getriebe des Motors und den Direktantrieb entfällt die Spulenratsche, dennoch bleibt das Filament durch die Klemmrollen stets „gespannt“.
- Der Motor kann leicht durch einen ähnlichen Typ ersetzt werden.
- Die Doppelhelix wurde verbessert, ebenso der Reiter und die Führung. Die Filament Führung hat nun merklich weniger Spiel, was die Präzision erhöht.
- Das Einlegen der Spule ist nun wesentlich einfacher. Sie muss nicht mehr mit dem Winder verschraubt werden sondern wird einfach von oben eingelegt und festgeklemmt.
- Der steckbare Frontteil entfällt, der Winder ist nun „aus einem Guss“.
- Anpassbar auf weitere Spulentypen
- Integrierte Fillamentsensoren (Quellspule leer, Zielspule voll)
- Die Schaltbox ist mit dem Motor integriert, Sensoren und Spannungsquelle sind nicht mehr festverdrahtet, sondern steckbar
- Die Einzelteile des Gehäuses werden über eingebaute Vierkantmuttern verschraubt, was das Problem des Ausreisens verhindert.
- Es werden weniger zusätzliche Teile wie Gewindestangen und Federn benötigt.
In der folgenden 3D Ansicht, könnt ihr euch das Objekt im Detail anschauen:
Zoom & Drehen
Auf konstruktive Kommentare und Ideen freue ich mich unter:
Ältere und abgeschlossene Projeke
Präziser Filament Umspuler – Meine erste Version
Diese ist mein erstes großes projekt mit „beweglichen Teilen“
Mit AUTOCAD Fusion (die Arbeit damit habe ich mit meinen Studenten erlernt) habe ich mich an ein herausforderndes Projekt gewagt:
- CAD Design
- Getriebe Design
- Selbstreversierendes Gewinde
Alles hat erstaunlich gut funktioniert. Aber es gibt eine Reihe von Verbesserungsmöglichkeiten.
Roadmap Filament Winder
Q1: Problem mit der Lagen-Genauigkeit
Bei Airbus musst Anfang der 0’er Jahr wegen zu kurzer Kabel eine Produktion gestoppt werden. Ursache war ein Konfigurationsproblem. Die verwendete Software kam mit zu vielen Änderungen nicht mehr zurecht. Ich war 25 Jahre bei Airbus – nein es war nicht meine Schuld, ich war für Tornado verantwortlich.
Leider hatte ich beim Design des Spoolers auch ein Change Management Problem: Das Bild zeigt die ersten Zeichnungen: Basierend auf 32 Wicklungen, musste die Filamentführung also exakt nach 32 Wicklungen einmal die Richtung wechseln. Danach habe ich hier die Zahnräder entworfen.
Das letzte Zahnrad hatte zufällig 32 Zähne. 32 Zähne , 32 Windungen – zufällig identisch. Später änderte ich die Zähnezahl auf 34. Und so flutschte diese Zahl auch an die falsche Stelle meiner Excel Tabelle: 34 Windungen pro Spule. Das ist nicht so verhängnisvoll wie bei Airbus, aber leider ärgerlich.
Glücklicherweise müssen nur 2 Zahnräder ausgetauscht werden: ZIN und Z1
Die Radien ändern sich gegenläufig, so dass die neue Zahnradkombination Z1/ZIN denselben Achsabstand hat. Der Zahnradtausch ist also paarweise sehr leicht möglich.
Wer exaktere Lagen möchte, sollte die neuen Zahnräder verwenden. Ich teste gerade
Unfortunately, I had a change management problem when designing the spooler: The picture shows the first drawings: Based on 32 windings, the filament guide therefore had to change direction exactly once after 32 windings. I then designed the gear wheels here.
The last gear wheel happened to have 32 teeth. 32 teeth, 32 turns – identical by chance. I later changed the number of teeth to 34, and so this number also slipped into the wrong place in my Excel table: 34 turns per coil. This is not as disastrous as with Airbus, but unfortunately annoying.
Fortunately, only 2 gears need to be replaced: ZIN and Z1. The diameters change in the opposite direction so that the new gear combination Z1/ZIN has the same centre distance. It is therefore very easy to replace the gears in pairs.
If you want more precise positions, you should use the new gears. I am currently testing
Q2: Klemmrollenverschleiß: Unterlegscheiben und TPU
Nach dem Umspulen ca. von 7 Kilometern Filament waren die Klemmrollen einseitig abgefahren. Vermutlich sind die Rollen nicht beweglich genug.
Lösungsversuch: Bessere, reibungs ärmere seitliche Führung, Rollenreifen aus TPU. Durch höhere Rollengleitreibung (TPU) muss weniger Druck durch die Gummiringe aufgebracht werden
Q3: Steckachse gerissen
Im Vergleich zur Kurbel, wir der Wellenadapter nur in die Steckachse gesteckt, satt diese innen und aussen zu umschließen. Beim sehr schnellen Umspulen mit dem Akkuschrauber (im schnellen Bohrgang – ohnehin nicht zu empfehlen) ist die Steckachse zerbrochen.
Lösungsversuch: Steckachsen Design ähnlich der Kurbelwelle
