Bessere 3D-Druck-Qualität durch Einzeldruck mit dem Anycubic i3 Mega und ideaMaker

Letztens habe ich mal wieder ein bisschen Elektronik-Kram bei Pollin bestellt, darunter auch sehr günstige beleuchtete Eingabetaster, die ich fälschlicherweise für Schalter gehalten habe, also Taster, die einrasten und ihren Zustand halten, bis sie wieder gedrückt werden und aus gehen. Ich dachte, die LED zeigt dann den Einschaltzustand an.




Mikro-Eingabetaster, C&K, K6BL GN1,5 3N Mikro-Eingabetaster mit eingebauter grüner 3 mm LED. Bestellnr.: 121768 Technische Daten: Bauform: Radial Schaltleistung: 10...100 mA/2...30 V- Knopf (LxB): 6x6,5 mm Maße: 11x7,3x8,2 mm. Rastermaß: 5,08x 10,16 mm Aber Pustekuchen. Nix da. Das sind ganz gewöhnliche Taster, nur mit einer 3mm-LED in der Mitte mit zwei Anschlüssen für den Taster und zwei Anschlüssen für die LED. Dummerweise ist die LED im Weg, will man den Taster runter drücken. Man muss das weiße drum herum niederdrücken, damit der Taster funktioniert. Und das ist sehr fummelig zu treffen.

Jetzt ist mir klar, woher der super Preis herkommt. Die Dinger sind einfach unbrauchbar, wenn man nicht die entsprechenden Tastenkappen dazu hat...

Dem Absatz scheint das nicht geschadet zu haben, die Dinger sind bereits wieder ausverkauft. Da haben wohl einige die gleichen falschen Annahmen wie ich gemacht.

Selbst ist der Mann

Doch halt, ich nenne doch den Anycubic i3 Mega mein Eigen, einen 3D-Drucker. Und transparentes PLA habe ich auch noch übrig. Damit könnte ich doch vielleicht eine eigene Tastenkappe entwerfen, durch die die LED dann durchscheint !?

Gesagt. Getan. Das Ergebnis sieht wie folgt aus:



Sieht doch gut aus, oder? Die große Fläche oben kann man nun gut niederdrücken und in einem runden Ausschnitt kann man die LED leuchten sehen. Das Kappengehäuse schmiegt sich mit ein bisschen Luft außen an das Tastengehäuse und damit die Kappe nicht verloren geht, hat sie unten zwei kleine Nasen links und rechts, die einrasten - unten ist das Tastengehäuse ca. 0.4 mm pro Seite.

Die Durchlass- und Betriebsspannung der LED ist übrigens 1.9 Volt. Damit leuchtet sie auch gerade auf dem Foto. Das kann man auch bei Tageslicht noch gut erkennen.

Nun kann ich die Taster doch noch gebrauchen. Für das Ein- und Ausschalten muss dann halt ein Mikrocontroller herhalten, der die Tastendrucke übernimmt, sich merkt und je nachdem die LED ein- oder ausschaltet.

3D-Design einer Tastenkappe


Zuerst halt es den Taster aufs genaueste auszumessen und den umgebenen Block zu definieren. Aus dem wird dann innen ein Block ausgeschnitten, zu dass eine nach unten offene Hülle bleibt. Die habe ich dann erstmal ausgedruckt und solange vergrößert, bis das Spiel passte und das Gehäuse auf dem Taster schön hin- und hergleitete.

Dann kam da ein zweiter Block rein, der auf dem weißen, eigentlichen Taster ruhen sollte. Der brauchte in der Mitte ein 4 mm-Loch für die LED. Nach oben sollte das Loch größer werden und auf der Oberseite in ganzer Breite durchscheinen (6 mm). Mit dem optimalen Z-Position der Auflagefläche musste ich auch noch experimentieren. Die Kappe sollte mögichst tief gehen, damit sie eine gute Führung hat aber darf auch nicht zu tief gehen, damit sie sich unten nicht verhakt.

Dann ging es an zwei Nasen, je eine links und rechts. Die sind nur 0.4 mm dick, also eine Nozzlebreite. Was anderes kann ich hier mit meiner 0.4 mm Nozzle nicht drucken. Schnell stellte ich fest, dass ich mit ringsum geschlossener Kante die Kappe nicht über den Schalter bekomme, also wurden an den Ecken Schlitze ins Gehäuse eingebracht, damit sich die damit entstehenden Laschen links und rechts ein wenig nach außen biegen konnten.

Damit ging die Kappe dann über den Taster, hakte aber in manchen Fällen noch. Also wurde mit der Gesamt-Breite (die Nasenbreite musste ja fest 0.4 mm sein) und der Schlitzlänge und der Gesamthöhe gespielt, bis alles optimal passte und die Tastenkappe fertig war.

Hier könnt ihr das fertige STL-File herunterladen.

Gedruckt habe ich die Tastenkappe während des Prototypings natürlich immer einzeln nach dem Prinzip "Drucken, testen, editieren". Dabei habe ich 0% Infill genommen, damit die Oberfläche nicht durch ein Infill-Muster gestört wird. Die Brücken sind dank der kleinen Abmessungen des Gehäuses kein Problem. Außerdem geht so der Druck schneller und es wird Material gespart.

Allen Interessierten möchte ich den OpenSCAD-Source nicht vorenthalten, falls ihr mal selbst ähnliche Tastenkappen benötigt: ////////////////////////////////////////// // (C) 2020 Oliver Kuhlemann, cool-web.de // Quelle: http://cool-web.de/3d-druck/ ////////////////////////////////////////// wand=0.8; xxges=11.2; // gesamt xxgesinn=10.2; // breite unter der nase yyges=7.6+.2; zzges=12-1-.4; zauf = 6.2+.4; //ab hier kommt der Aufbau für den Taster, der niederdrückt zztast=6.4+3; yytast=6.8; xled=4.6; //yled=3.2; d1led=4; d2led=6; union() { difference() { // gesamt aussen cube ( [xxges+wand*2, yyges+wand*2, zzges+wand] ); // innen quader raus, so dass man das ganz auf den taster von oben drauf // schieben kann translate ( [wand , wand, 0] ) { cube ( [xxges, yyges, zzges] ); } // damit sich die nasen drüberschieben lassen, spalt, damit biegsam zzspalt=3; translate ( [0 , 0, 0] ) { cube ( [wand+.8, wand, zzspalt] ); } translate ( [wand+xxges-.8 , 0, 0] ) { cube ( [wand+.8, wand, zzspalt] ); } translate ( [0 , wand+yyges, 0] ) { cube ( [wand+.8, wand, zzspalt] ); } translate ( [wand+xxges-.8 , wand+yyges, 0] ) { cube ( [wand+.8, wand, zzspalt] ); } } // end diff // nasen für außengehäuse , damit es nicht wieder nach oben ab geht translate ( [wand , wand, 0] ) { cube ( [.4, yyges, .8] ); } translate ( [xxges+wand-.4 , wand, 0] ) { cube ( [.4, yyges, .8] ); } // Aufsatz, der oben auf den weißen taster drückt difference() { translate ( [wand , wand, zauf] ) { cube ( [xxges, yyges, zzges-zauf+wand] ); } //loch für die LED translate ( [wand+xled , wand+yyges/2, zauf] ) { cylinder ( d1=d1led, d2=d2led, h=zzges-zauf, $fn=40 ); } } // end diff } // end union

Das Problem: Schlechte Qualität im Massendruck

Nachdem der Taster-Entwurf nun fertig war, brauchte ich 100 Gehäuse für meine 100 Taster. Die wollte ich natürlich nicht alle einzeln drucken. Denn dann muss ich jedesmal warten, bis die Heizbett abgekühlt ist, den einzelnen Druck abnehmen. Einen neuen Druck starten, der wieder braucht, bis das Heizbett aufgeheit ist usw. usf. Anders gesagt: das Ganze artet in Warterei, Stromverschwendung für das ständige ausheizen und eine Rennerei zum Drucker aus.

Ich drucke darum dann ganz gerne 3 x 3, 4 x 4 oder 5 x 5 gleiche Teile auf einer Druckplatte auf einmal. Je höher die Zahl der Einzelteile ist, desto höher ist natürlich auch das Risiko, dass eines der Teile nicht richtig haftet, ein Filament-Knäuel oder -Klumpen bildet und die anderen Teile in Mitleidenschaft zieht oder sogar den ganzen Druck zerstört.

Aber Hauptproblem dieses Massendrucks ist, dass die Qualität gegenüber dem Einzeldruck leidet. Denn es wird ja zuerst Layer 1 aller Objekte gedruckt, dann Layer 2 aller Objekte usw. Damit springt der Druckkopf jedesmal von einem Objekt zum nächsten, muss dabei ein Retracting beim alten Objekt machen und ein Filament-Forward beim neuen. Dieses Ab- und wieder aufsetzen hinterlässt jedesmal einen kleinen Filamentrest im Druck, die später aussehen wie kleine Pickel. Außerdem wirken sich die weiten Wege auf die Positionierungen aus und auch daher ist der Druck nicht so sauber wie beim Einzeldruck, der immer im selben kleinen Bereich stattfindet und ein Teil von unten nach oben in einem Rutsch durchdrucken kann.

Was nun tun? 100 Einzeldrucke machen wirklich Null Spaß und bei Massendruck leidet die Qualität. Damit passen die Kappen nicht mehr richtig auf die Taster und hakeln.

Die Lösung: mehrere Einzeldrucke auf einer Platte

Man bräuchte eine Option, mit den man in einem Druckvorgang auf einer Platte mehrere Teile hintereinander im Einzeldruck machen kann. Erst das 1. Objekt im Einzeldruck machen, dann zum 2. Objekt, das im Einzeldruck machen und so weiter. Das Problem dabei: Die Abstände zwischen den Druckobjekten müssen groß genug sein, sonst kommt der Druckkopf an ein bereits gedrucktes Objekt und reißt es von der Platte, bleibt daran hängen oder verliert seine Positionieren. Schlimmstenfalls blockiert etwas und die Schrittmotoren werden in Mitleidenschaft gezogen. Nicht umsonst geschieht der Normaldruck Layer 1 für alle Objekte, Layer 2 für alle Objekte usw., denn da kommt man sich nicht selbst in den Weg.

Ich hatte noch dunkel in Erinnerung das der Slicer Cura so eine Option hatte, aber ich habe entdeckt, dass auch mein Lieblings-Slicer, der ideaMaker eine solche Funktion hat, auch wenn die ein wenig versteckt ist.

Links in der Leiste vom ideaMaker gibt es ein Wiedergabe-Symbol, auf dieses geklickt, öffnet sich ein weiteres Fenster.

Dort im Tab Sequenitial Printing kann der Massen-Einzeldruck ausgewählt werden.

Ist Sequenitial Printing ausgewählt druckt ideaMaker jedes Objekt für sich allein, bevor es mit dem nächsten weitermacht.

Der Button "Arrange All Models" verteilt die Objekte dann so auf der Platte, dass der nötige Abstand eingehalten wird, damit der Druckkopf nicht den bereits gedruckten Objekten in den Weg kommt.

Alles, was dadurch nicht mehr auf die Druckplatte passt wird rot dargestellt und muss gelöscht werden.

Dummerweise ließ dies (erstmal) nur 4 Objekte bei mir zu. Wollte ich diese manuell näher zusammenrücken, kam beim Slicen immer eine Fehlermeldung und es ging nicht weiter, bis die Mindestabstände wieder hergestellt waren.

Nach meinem Gefühl müssten aber mindestens 9, wenn nicht gar 16 Objekte auf die Platte passen, so groß war der Druckkopf des Anycubic i3 Mega nun auch wieder nicht.

Und für wahr: es gibt eine Einstellungsseite, in der man die Druckkopf-Dimensionen festgelegt werden können. Man findet sie unter Printer / Printer Settings / Primary Extruder



Hier standen bei mir zu hohe Werte drin - wahrscheinlich von einem anderen Drucker übernommen - aber ich kann sie ja anpassen. Also den Druckkopf des Anycubic i3 Mega ausgemessen und auf folgende Werte für den Original-Aufbau ohne Anbauteile, größere Lüfter und ähnlichem gekommen: Von der Nozzle bis Außenkante links: 40 mm rechts: 35 mm vorne: 50 mm hinten: 25 mm Und siehe da: damit passten schon mal 9 Objekte auf die Platte:



Mit einem Druchgang konnten also wenigstens 9 Tastenkappen auf einmal ausgedruckt werden. Das war eigentlich ein ganz guter Wert und hieß: ich muss nur 11 mal zum Drucker rennen und nicht 100 mal. Der Drucker war immer etwas über eine Stunde beschäftigt, bevor ich die Teile abmachen musste. Das war schon eher erträglich.

Im Slicer gibt es übrigens hellgraue Markierungen, die frei bleiben müssen. Dort darf man keine anderen Objekte platzieren, sonst besteht die Gefahr, dass der Druckkopf sie runterreißt.

Eventuell hätte ich auch 16 Tastenkappe auf die Platte bekommen, hätte ich die ersten ganz außen positioniert und evtl. noch ein bisschen an den Werten gespielt. Der ideaMaker scheint nämlich noch einen gewissen Extra-Sicherheitsabstand einzurechnen. Dann ist aber nichts mehr mit Skirt. Und ein gewisses Kollisionsrisiko. Darüber kann ich vielleicht mal nachdenken, wenn ich noch viel mehr Teile zu drucken habe. Für die 100 war das jetzt mit jeweils 9 eigentlich ganz okay.

Und qualitätsmäßig stehen die sequenteill ausgedruckten Objekte dem Einzedruckobjekt in nichts nach. Man muss das Bett natürlich gut gelevelt haben, damit auch an den Kanten alles optimal gedruckt wird. Bei einem welligen, nicht 100%ig ebenen Bett hat man dann leider eher schlechte Karten.

Natürlich habe ich auch wieder ein Video für euch, in dem ich noch ein wenig mehr zeigen kann: