DIE SIDL BIGBOX 750
& SIDL BIGBOX 1500

Der Drucker ist in der Größe skalierbar und kann wahrscheinlich mit der von uns verwendeten Technik auf bis zu 2x2x2m skaliert werden.

Bauraumgröße

Momentan können wir mit einer Bauraumgröße von 700x550x900mm drucken.
Entwickelt wird gerade der SIDL BIGBOX1500 mit einem Bauraum von 1.5m x 1.0m x 60cm – siehe auch unter: aktuelle Projekte

Heizbett

Ein Heizbett mit 2KW kann zugeschaltet werden und erwärmt die Druckplatte in ca. 60sec. auf 60 Grad

Extruder und HotEnd

Aus Gründen der Kühlbarkeit und Geschwindigkeiten haben wir uns für einem BQ DirectExtruder für 1.75mm Filamente entschieden.
Nach vielen Test u.a. auch mit E3D, E3D Volcano und anderen mussten wir einsehen, dass BQ da einen guten Job gemacht hat.

Das BQ Standard Hotend als auch weitere Hotends können ab Geschwindigkeiten von ca. 80mm/sec bei großen Druckdüsen die Temperaturen nicht mehr halten. Eine Lösung dieses Problems kann nur durch mehr Heizleistung geschehen. Größere oder gar mehr als eine Heizpatrone passen aber in kein vorhandenes HotEnd hinein.
So wurde von uns das 80Watt Hotend (SIDLHE80) entwickelt, welches zu den Düsen von E3D Volcano kompatibel ist. Dieses HotEnd wird aus hochfestem und gut wärmeleitenden Aluminium im Fräsverfahren hergestellt.
Bei Druckdüsen mit bis zu 2mm ist es mit  diesem Hotend endlich möglich die Temperatur bei Geschwindigkeiten von bis zu 170mm/s einzuhalten.

Um mit noch schnelleren Geschwindigkeiten bei gleichzeitig noch größeren Düsen drucken zu können, entwicklen wir zur Zeit einen Extruder der mit 3.0mm Filament und mit bis zu 5mm großen Düsen drucken kann.

Fast and BIG Printing

Die Probleme die sich erst stellen – wenn man denn einen funktionierenden Drucker in solchen Größen gebaut hat – sind eher der Geschwindigkeit als der Qualität geschuldet.

Ein Objekt, weches auf einem guten Standard 3D Drucker mit z.b. 5x5x5cm bei 100% Infill ca. 8h benötigt, wird in 10 facher Skalierung nicht etwa 80h sondern eher 8000h benötigen. (könnt Ihr mit jedem Slicer ausprobieren)
Wir reden ja über 3D – also werden Druckzeiten auch mit Faktor „hoch 3“ gerechnet:
8h x Skalierung10 x Skalierung10 x Skalierung10 =8000h

Somit muss also die Geschwindigkeit optimiert werden, wenn man denn nicht 33 Tage Zeit hat.

• weniger Infill (zu Lasten der Stabilität)
• weniger Wandstärke (zu Lasten der Stabilität)
• mehr Geschwindigkeit (ggf. zu Lasten der Qualität)
• größere Druckdüsen (ggf. zu Lasten der Qualität)

Nun kann man aber nicht einfach alle Werte beliebig verändern.
Bei Standarddruckern erreicht man da schnell die Grenzen in Form von nicht mehr extruhierendem Material. Bessere, oder gar untersetzte ExtruderMotoren helfen hier meist nicht, da das Problem eher an der Heizleistung liegt und ein schnell extruhiertes Filament zu viel Wärmeleistung mit „herausschwemmt“. Somit ist das Hotend nicht mehr heiß genug – zumal bei deutlich höheren Geschwindigkeiten auch höhere Temperaturen eingestellt werden müssen.

Die Grenzen eines Druckers sind bei auswechselbaren Düsen prüfbar. Ein Standard Drucker erreicht da z.b. hohe Geschwindigkeiten, dies aber nur beil relativ kleinen Düsen wie z.b. 0.4mm.

Eine einfache Rechnung für einen guten 3D Drucker :
(optimiert und ProFialment (max 150mm/s))

• Geschwindigkeit 150mm/s x Schichthöhe 0.2mm x Düse0.4mm =
  12mm³/sec
• Geschwindigkeit 150mm/s x Schichthöhe 0.2mm x Düse0.8mm =
  24 mm³/sec

dies würde der Druckkopf nicht mehr schaffen, da die Hotend Temperatur nicht mehr erreicht werden kann.
Bei etwa 18cmm/sec liegt die thermische Grenze des Druckkopfes.

Diese o.g. Erkennisse führte uns zu der Entwicklung eines eigenen HeaterBlock (SIDLHE80).
Dieser HeaterBlock wird im Fräsverfahren aus stabilen Aluminium hergestellt und besitzt 2 Heizpatronen zu je 40Watt. Dieses Hotend erlaubt auch bei hohen Durchsatz im Druckkopf die Temperaturen zu halten und kann bei Berücksichtigung aller Regeln des BigPrinting ca. 15x schneller drucken als herkömmliche Drucker.

Mit dem  HotEnd SIDLHE80 kommen wir im Vergleich zu o.g. Werten bei diesem Verfahren zu folgenden Geschwindigkeitsvorteilen:

Objekt 50x50x50mm = 125.000.000 mm³

Nozzle   LayerHigh   Speed   Infill   Zeit
0.4mm   0.2mm           50           100    8680h
0.4mm   0.2mm           50                 0       116h
0.4mm   0.2mm           50               15    1412h
0.4mm   0.2mm           100               0          59h
0.4mm   0.2mm           100            15       708h
1.5mm   0.2mm           100               0          48h
1.5mm   0.2mm           100            15        219h
1.5mm   0.2mm           100               0          48h
1.5mm   0.2mm           100            15        219h
2.0mm   0.2mm           100               0           17h
2.0mm   0.2mm           100            15           60h

Man erkennt ganz deutlich, das das Geheimnis des FastBigPrinting in der richtigen Kombination der Parameter liegt.

Hier ein Beispiel für einen Print mit dem Prototyp einer3.0mm Düse, Schichthöhe 0.2mm und einer Geschwindigkeit von bis zu 100mm/s.
Output  36mm³ bis zu 60mm³

 

Dabei ist jedes Bauteil einzeln zu betachten.
Nicht jedes Bauteil eignet sich zum Druck mit 0% Infill.
Große Düsen beschleunigen den Vorgang  bei Objekten mit geringer Wandstärke nicht.
aber: Große Düsen beschleunigen den Vorgang  bei Objekten mit viel Fläche.

Die Grenzen des Druckers, des Extruders und des Hotends sind einzuhaltem.

Materialien in der SIDL BIGBOX 750

Bisher getestete Materialien:
PLA mit bis zu 170mm/s bei einer 0.8mm Nozzle
PLA mit bis zu 100mm/s bei einer 1.5mm Nozzle
PLA mit bis zu 120mm/s bei einer 2.0mm Nozzle
PLA mit bis zu 120mm/s bei einer 3.0mm Nozzle

PETG mit bis zu 170mm/sec bei einer 0.8mm Nozzle
PETG mit bis zu 120mm/sec bei einer 1.2mm Nozzle
PETG mit bis zu 100mm/sec bei einer 3.0mm Nozzle

Das o.g. Hotend SIDLHE80  als auch der Drucker SIDL BIGBOX 750  und SIDL BIGBOX 1500 werden in naher Zukunft als Kickstarter Kampagne verfübar sein.