Project: CoreXY 3D-printer met meerdere printkoppen

[ocf81]

Ik ga een CoreXY 3D-pinter ontwerpen en bouwen. In dit topic wil ik graag mijn proces documenteren en ook feedback kunnen ontvangen.

Ik heb gemma3 om een opzetje voor een OP gevraagd en deze aangepast:

1. Algemene Doelstelling

Het doel van dit project is het ontwerpen en construeren van een functionele 3D-printer die in staat is om meerdere printkoppen tegelijkertijd te beheren en te parkeren. Deze printer zal de
productiviteit verhogen ten opzichte van traditionele 3D-printers door gelijktijdig te printen met verschillende materialen of te schakelen tussen verschillende printkop-configuraties (bv.
verschillende nozzle diameters). De printer moet betrouwbaar, kalibreerbaar en relatief eenvoudig te onderhouden zijn. De printer moet als prototype dienen en de basis vormen voor een verder
ontwikkelbaar product.
De printer moet in een kast passen met planken van 61cm diep en een hoogte van 64cm.

2. Technische Doelstellingen

• Printvolume (XYZ): (500mm)³. 410 mm × 410 mm × 410 mm.
• Aantal Printkoppen: Minimaal 4 printkoppen, met de mogelijkheid om later uit te breiden. De printkoppen worden gestald met een parkeersysteem voor de printkoppen, waarmee de koppen veilig en efficiënt weggeparkeerd kunnen worden wanneer ze niet in gebruik
zijn. Dit om te voorkomen dat de printkop de printplaat of onderdelen raakt. De koppeling zal een magnetische koppeling zijn.
• Materiaal Compatibiliteit: Ondersteuning voor minstens de volgende filamenttypen: PLA, ABS, PETG, PA.
• Veiligheid: Implementeer veiligheidsmechanismen om letsel en schade aan de printer te voorkomen (bv. automatische uitschakeling bij oververhitting, noodstop).
• Kinematiek: CoreXY met 9mm aandrijfriemen en een bed met driepuntsstabilisatie.

3. Technische Middelen

• Hardware:

• Frame: 3030 aluminium profielen voor het hoofdraamwerk en 2020 voor de X-as.
• Beweging:
  • Lineaire geleiderails en lagers voor X, Y en Z-assen.
  • NEMA17 stepper motoren en TMC2209 motoraandrijving.
  • Belt of sprockets en riemen voor beweging.
  • Spoedregelaars (endstops).
• Printkoppen: Revo spuitmonden met LGX extruders.
• Heated Bed: CNC-gefreesde gegoten plaat met thermistor voor temperatuurregeling.
• Microcontroller: Duet 3D met Rapsberry Pi voor de aansturing van het bed en de beweging in het XY-vlak, almede de koppeling van de printkoppen. Duet 3D toolboards voor de printkoppen.
• Sensoren: Thermistor voor bed en hotends, endstops voor aspositionering en een tool sensor voor het meten van spuitmondafstanden.

• Software:

• Firmware: Reprap Firmware
• Besturingsinterface: Webinterface en seriële interface. Aansturing via PrusaSlicer of OrcaSlicer

4. Oplossingsrichting & Architectuur

• Frame Ontwerp: Modulaire constructie met focus op stabiliteit en precisie. De positie van de printkoppen moet met hoge precisie bepaald kunnen worden.
• Motion Systems: Geïntegreerde motion controllers (bijv. TMC2209) voor stille en nauwkeurige beweging.
• Multi-Head Management: met een magnetische koppeling kan makkelijk een zelfcentrerende koppeling worden gemaakt die herhaalbaar en precies kan koppelen.
• Software Logica: ReprapFirmware wordt ingericht om meerdere printkoppen te kunnen aansturen en om de selectie en het parkeren van de koppen te regelen.
• Hardware: Gebruik triac om de stroomvoorziening naar het bed te regelen. Gebruik MGN12 rails voor geleiding. Gebruik van schroefdraadspindel voor aandrijving bed.

5. Risico's en Mitigatie

• Risico:Houdkracht van magneten kan bij verwarming boven de 80° C.
Mitigatie: neodynium SH-graad mageneten gebruiken.
• Risico: Nauwkeurigheid van koppeling van printkop kan te veel speling hebben.
Mitigatie: Koppeling modulair maken zodat dit deel iteratief kan worden ontwikkeld.
• Risico: Draadbreuk
Mitigatie: geïntegreerde draadbundels voor robotiseringsdoeleinden gebruiken voor verbinding met printkop

6. Planning & Tijdlijn

• Fase 1: CAD-model Frame en geleiding/bewegingsapparaat.
• Fase 2: CAD-model printkop en koppeling
• Fase 3: Bouw printer
• Fase 4: Kalibratie, veiligheidsfuncties en besturingsinterface ontwikkeling.

7. Succescriteria

• De printer kan 4 printkoppen tegelijkertijd beheren.
• De printkoppen kunnen veilig en efficiënt worden geparkeerd.
• De printer produceert prints met de een acceptabele resolutie en toleranties voor PA en ABS.

Versiehistorie:

2025-06-18:
- Aanpassing maximaal formaat n.a.v. de omvang van de printer als het originele bereik van (50cm)³ wordt aangehouden.
- De beoogde plaatsingszone benoemd.

[ Voor 4% gewijzigd door ocf81 op 18-06-2025 00:46 ]

[HSlegend]

Is Klipper niet een beter ontwikkelde firmware dan Marlin?

[ocf81]

HSlegend schreef op zaterdag 14 juni 2025 @ 17:54:
Is Klipper niet een beter ontwikkelde firmware dan Marlin?

Ik heb die ene referentie naar Marlin over het hoofd gezien. Ik heb het inmiddels aangepast naar RRF, wat de firmware is die ik wil gaan gebruiken.

[ocf81]

Hmm, ik zit nu te tekenen, maar de printer wordt te groot! Ik heb een volume van (61cm)³ beschikbaar. Maar als ik alles op zijn plek zet kom ik ruimte te kort om alles goed kwijt te kunnen in dat volume. Ik ga denk ik maar van buiten naar binnen werken, aangezien het externe volume toch een bepalende factor is. Wellicht toch maar een maatje kleiner.

[jbhc]

Ik weet niet of je de hatdware al hebt maar ik heb nog een duet3d kloon liggen die ik niet meer ga gebruiken.

[haarbal]

Hoeveel toegevoegde waarde heeft coreXY voor zo'n grote machine? 1 extra stepper op de x as zal het gewicht relatief weinig verhogen lijkt me. Zeker als het een wat kleinere mag zijn.

[ocf81]

jbhc schreef op dinsdag 17 juni 2025 @ 19:50:
Ik weet niet of je de hatdware al hebt maar ik heb nog een duet3d kloon liggen die ik niet meer ga gebruiken.

Ik heb ooit een Duet 3D 3 6HC overgenomen van @Boullie Die gaat waarschijnlijk hier in terecht komen. Verder natuurlijk losse aansturingen voor de gereedschappen. Maar toch bedankt voor het aanbod!

[ocf81]

haarbal schreef op dinsdag 17 juni 2025 @ 21:40:
Hoeveel toegevoegde waarde heeft coreXY voor zo'n grote machine? 1 extra stepper op de x as zal het gewicht relatief weinig verhogen lijkt me. Zeker als het een wat kleinere mag zijn.

In eerste instantie was ik van plan om een machine met balschroeven te maken, maar daar ben ik van teruggekomen. Dat is toch wel een beetje te veel van het goede. Ik kan inderdaad ook wel een cartesische machine maken met dubbele aandrijving van de Y-as.
Er zijn de laatste tijd ook wat grotere Voron mods uitgekomen (Bijv. de Siboor AWD) en ook de V-Core 4 gebruikt 10mm riemen met succes. Het kan dus zeker en ik denk dat met 10mm riemen ik wel een eind ga komen.

Ik heb vandaag het bed vormgegeven:

Eigenschappen:

• Materiaal: 5083 gegoten aluminium plaat
• Werkbereik: 41x41 cm
• Plek voor 81 neodymium potmagneten van 20mm × 6mm (gewaardeerd als 38SH) met in het bed geïntegreerde schroefdraad voor 10mm M3 schroef
• Een kinematische ophanging die in het bed zelf is geïntegreerd. Het plan is om gebruik te maken van MGN12C wagentjes en korte MGN12 rails. Kan eventueel ook nog MGN9 worden. Een aanpassing is zo gemaakt
• Voorziening voor gereedschapshoogtemeter
• Voorziening voor locatie van printoppervlak door middel van M3 DIN912 schroeven
• Voorziening voor thermische zekering.
• Voorziening voor thermistor onder het bed. (pad van 1mm diepte)

Verder natuurlijk de hoogte en breedte vastgesteld. Nu ik het bed heb getekend bleek ik ook een paar mm aan de zijkant op te moeten schuiven. Dat is minder erg dan in de diepte of de hoogte en het is nog geen 70cm, wat in de breedte de kritieke bovenwaarde is.

[ Voor 11% gewijzigd door ocf81 op 18-06-2025 00:37 ]

[haarbal]

MGN9 past bijna in het slot van een 3030 profiel. Wellicht makkelijker om het bij 12 te houden.

[ocf81]

haarbal schreef op woensdag 18 juni 2025 @ 09:32:
MGN9 past bijna in het slot van een 3030 profiel. Wellicht makkelijker om het bij 12 te houden.

De geleiderails voor X-, Y- en Z-as worden ook MGN12, maar de koppelingen die het bed met de Z-as verbinden kunnen eventueel ook een maatje kleiner. Het is op hetzelfde principe gebaseerd als het bed bij de HevORT:

Maar ik ben van plan om middels een gewrichtslager, het soort lager dat in de Voron Trident wordt gebruikt voor het bed, dit veel compacter en eenvoudiger uit te voeren dan dat bij de HevORT het geval is. Tevens doe ik dus de geleiding direct aan het bed, zonder apart frame eronder net als bij de RatRig V-Core.

[ Voor 4% gewijzigd door ocf81 op 18-06-2025 12:16 ]

[gastje01]

Leuk project, ga ik zeker volgen! Ik zit zelf midden in de bouw van een (simpelere) machine van bij elkaar geraapte onderdelen, wellicht trek jij me nog dieper de rabithole in

Ga je met CANbus werken voor al je printkoppen, of wil je alles direct bekabelen?

[ocf81]

gastje01 schreef op vrijdag 20 juni 2025 @ 20:39:
Leuk project, ga ik zeker volgen! Ik zit zelf midden in de bouw van een (simpelere) machine van bij elkaar geraapte onderdelen, wellicht trek jij me nog dieper de rabithole in

Ga je met CANbus werken voor al je printkoppen, of wil je alles direct bekabelen?

Duet werkt met CAN-FD. Dat is een versie van CANbus die met boodschappen van verschillende groottes om kan gaan. Tevens kan het in theorie ook sneller zijn, maar dat hangt wel af van welke kabels je gebruikt etc. Helaas dus niet zo maar compatibel met CANbus.

[ Voor 9% gewijzigd door ocf81 op 23-06-2025 00:16 ]

[JJ White]

Ik zou zelf nog even afwachten wat er qua ontwikkeling gaat gebeuren met multi-tool printers. Ik heb het gevoel dat het uitbrengen van de Bondtech INDX een kleine revolutie gaat veroorzaken voor deze categorie door hoeveel simpeler (en goedkoper?) deze het geheel maakt. Wellicht met een vloedgolf aan opties van alle fabrikanten en projecten zoals we nu voor multi material hebben gezien na de komst van de Bambu Lab printers

Daarnaast misschien een gek idee, maar zou het mogelijk zijn om een Independent Dual EXtruder (IDEX) te bouwen met toolchanger? Dat zou naast de normale multi-tool voordelen nog meer mogelijkheden geven, zoals met twee koppen tegelijk printen als je meer dezelfde of gespiegelde parts moet hebben. Vooral als je toch vanaf niks begint zou dit misschien een leuke uitdaging kunnen zijn?

[ocf81]

JJ White schreef op maandag 23 juni 2025 @ 11:43:
Ik zou zelf nog even afwachten wat er qua ontwikkeling gaat gebeuren met multi-tool printers. Ik heb het gevoel dat het uitbrengen van de Bondtech INDX een kleine revolutie gaat veroorzaken voor deze categorie door hoeveel simpeler (en goedkoper?) deze het geheel maakt.Wellicht met een vloedgolf aan opties van alle fabrikanten en projecten zoals we nu voor multi material hebben gezien na de komst van de Bambu Lab printers

Ik heb de extruders en de controllers al een een hele lange tijd in huis liggen omdat ik dit project al jaren in mijn hoofd heb. Dit topic is voor mij zowel een manier om de voortgang te rapporteren als dat het een stok achter de deur om eindelijk het project eens over de finishlijn te krijgen.
Maar wellicht kan ik de INDX wel toepassen op een andere printer. Ik heb nog wat controllers en bedden liggen, die kan ik vast wel ergens in kwijt.

JJ White schreef op maandag 23 juni 2025 @ 11:43:
Daarnaast misschien een gek idee, maar zou het mogelijk zijn om een Independent Dual EXtruder (IDEX) te bouwen met toolchanger? Dat zou naast de normale multi-tool voordelen nog meer mogelijkheden geven, zoals met twee koppen tegelijk printen als je meer dezelfde of gespiegelde parts moet hebben. Vooral als je toch vanaf niks begint zou dit misschien een leuke uitdaging kunnen zijn?

IDEX in combinatie met gereedschapswisselaars is geen levensvatbaar scenario. Dit is omdat je tools op een bepaalde plek parkeert en je dan mogelijk verstrengelde kabels krijgt doordat de planner geen rekening houdt met verstrengeling. De manier om daar mee om te gaan is een excessief aantal wisselingen van gereedschap, waarmee er geen voordeel meer te behalen valt met IDEX. Tevens kan je komen te zitten met gereedschapstoewijzingen die conflicteren. Je zou dan een eigen slicer moeten schrijven om daar mee om te gaan. Ik wil graag een printer bouwen, geen slicer schrijven. Ik zou dat wel kunnen, ik kan programmeren en heb de source code van Cura (15, dus al een tijdje geleden) al eens doorgenomen maar ik heb er geen zin in. Er moeten nog joystick grips en flightsims worden gemaakt.

[JJ White]

Ik dacht meer aan een IDEX waarvan 1 tool een toolchanger is, beetje zoals de Bambu H2D ook 2 nozzles heeft waarvan er standaard 1 multi-material is. Maar ik snap dat dat inderdaad een uitdaging gaat worden met de configuratie, dan is een "normale" toolchanger een stuk veiliger.

[ocf81]

Je kan inderdaad een IDEX printer maken met één kop die geen wissel doet en dan kan het ook zonder een eigen slicer te schrijven. Maar je krijgt dan toegevoegde mechanische complexiteit, en dat heeft een prijs, zowel qua prestaties als in geld. Hoe veel winst krijg je er mee ten opzichte van een gereedschapswissel? Het betekent ook weer dat je de printruimte in moet gaan delen per printkop, waardoor je dus ruimte kwijt raakt of moet toevoegen om het bereik op de X-as in lijn te brengen met het printoppervlak. Al met al zeker een leuk gedachte-experiement, maar voor mij niet zo aantrekkelijk in de praktijk.
Wat betreft de H2D: ik heb nog een BMG-X2 liggen waar je dan op elke spuitmond een BoxTurtle o.i.d. op kan aansluiten. Wellicht met een aangepast koelblok dat de afmetingen van een chimera blok heeft qua schroefgaten maar dan met een bocht en de spuitmonden op een hoek van ongeveer 20° en een kantelmechanisme om voor wat tussenruimte tussen de print en de inactieve spuitmond te zorgen Dat is een ander project wat ik in mijn hoofd heb zitten. Maar waarschijnlijk ga ik dat niet uitvoeren. (hoewel ik de BMG-X2 wel in een lade heb liggen)

[ Voor 5% gewijzigd door ocf81 op 23-06-2025 15:00 ]

[WeeDzi]

Ik volg ook met veel interesse, ik heb sinds kort het virus ook weer terug en wil graag met de onderdelen van mn oude printers weer eens iets nieuws in elkaar knutselen.

De HevORT leek mij ook een mooi begin voor een nieuwe basis

[haarbal]

Nog wat vooruitgang geboekt de afgelopen maand?

[ocf81]

Ik heb de laatste paar weken het document wel een aantal keer open gehad maar ik ben door omstandigheden niet in staat geweest om betekenisvolle veranderingen aan het ontwerp door te voeren. De volgende stap is het uittekenen van de koppeling van de Z-as met het bed. Ik heb al wel uitgedacht hoe het er uit moet zien.

[ Voor 4% gewijzigd door ocf81 op 03-08-2025 12:27 ]