Jochens Wetterblog am 9.1.2020

Rückblick

Der Winter kommt nicht in Schwung. Nachts gab es zwar teilweise Frost bis unter -3 °C, aber tagsüber stiegen die Temperaturen bis auf Werte um die 8 °C. Nachdem sich der Feinstaub der Böllerei am Neujahrsmorgen verteilt hatte, begann das neue Jahr mit knapp 7 Sonnenstunden recht freundlich. Ab Donnerstag wurde es dann trüber und es zeigten sich mehr Wolken am Himmel. Am Montag verzogen sich die Wolken vorübergehend und das Wetter zeigte sich schon fast frühlingshaft. Nachts kühlte es dann wieder auf -3 °C ab und am frühen Dienstagmorgen regnete es auf den gefrorenen Boden. Es bildete sich teilweise Blitzeis und im Landkreis gab es dadurch viele Verkehrsunfälle. Tagsüber stiegen die Temperaturen dann wieder bis auf 8 °C. Der Wind war zum Jahreswechsel nur schwach. Samstag und Sonntag gab es mehr Luftbewegung und Böen bis an die 50 km/h, ab Montag wurde es dann wieder ruhiger.

Ausblick

Winterwetter gibt es auch die nächsten Tage nicht. Bis 13 °C soll das Thermometer steigen. Dazu wird es bis Freitag überwiegend bedeckt und es kann auch etwas Niederschlag geben. Am Wochenende wird es sonnig, teilweise kann es aber auch den ganzen Tag neblig bleiben. Dabei sinken die Temperaturen etwas ab. Für die nächste Woche geht es dann wieder mit vielen Wolken weiter. Schnee ist nicht in Sicht.

3D-Druck: Erstes eigenes Projekte: Raumreiniger

Wie vermutlich fast jeder Besitzer eines 3D-Druckers, habe ich Anfangs eigentlich nur fertige Objekte aus dem Internet gedruckt, vor allem von thingiverse.com.

Irgendwann wird das aber langweilig und eigentlich will man ja was Eigenes drucken. Vor dem Druck steht aber die größte Hürde: Die Konstruktion.

Für mein erstes Projekt habe ich ein ganze einfaches Objekt gefunden, das dennoch für mich sehr viel Nutzen bringt:

Einen Lüfter-Adapter für einen Raumluftfilter

Bevor man ein 3-D-Objekt drucken kann, muss man es erst einmal erstellen. Dazu benötigt man eine Software.
Zum Glück gibt es die Software recht günstig und teilweise sogar gratis.
Beispielsweise Fusion 360, Tinkercad oder ähnliche.

Ich bevorzuge aber lokale Anwendungen und habe gewisse Vorbehalte gegen CLOUD-Lösungen. Meine Wahl fiel daher auf FreeCAD.

Freecad ist eine kostenlose Software und läuft bei mir perfekt unter Linux Mint. Der Funktionsumfang erschlägt einen am Anfang.
Nachdem ich erst einmal nichts auf die Reihe gebracht habe, bin ich auf Empfehlung zu Tinkercad gewechselt. Damit kann man aber nur “malen”, richtiges Zeichnen funktioniert damit nicht. Daher bin ich schnell wieder zurück zu FreeCAD.
Nachdem ich einige Tutorials angeschaut habe, bin ich dann tiefer in das Programm eingestiegen.
Für den Anfang sollte man sich ein einfaches Objekt konstruieren.
Ich habe dafür ein Tutorial gewählt, das meinem Zielobjekt von den benötigten Arbeitsschritten recht nahe kam. Dann habe ich angefangen zu konstruieren. Nach 2 Stunden war ich fertig.
Als ich das Objekt spaßeshalber noch einmal konstruiert habe, war ich in 5 Minuten fertig. Aller Anfang ist schwer.

Mein erstes 3D-Objekt

Bei mir arbeiten mehrere Druckmaschinen, das gibt Papierstaub und auch Ausdünstungen von sogenannten VOC (das sind Lösemitteldämpfe, nicht unbedingt gesund).
Ich habe eine Belüftungsanlage und nebenbei mit einigen Raumlüftern experimentiert. Die Dinger sind alle laut und teuer. Am besten gefiel mit der Xioami Air Purifier. Davon habe ich mir auch gleich ein Modell gekauft. Den Rundfilter halte ich sehr praktisch. Das Gerät ist aber wie alle anderen Luftreiniger nicht ganz billig. App-Steuerung, WLAN-Anbindung und so einen Quatsch benötige ich nicht.
Die Alternative war ganz einfach:

Man nimmt diesen Rundfilter aus dem Xioami Air Purifer und bastelt sich einen Lüfter oben drauf. Fertig ist ein perfekter Raumluftfilter.

Passende Lüfter habe ich genug im Keller, zu Weihnachten gab es aber eine Aktion mit 5 Lüftern Arctic F14 – 140mm zum Preis von 11,- Euro.
Vielleicht ein Preisfehler? jedenfalls habe ich zugeschlagen.

Fehlt nur noch ein passender Adapter. Und damit mein erstes eigenes 3D-Objekt.

Konstruiert in FreeCAD

Für einfache Objekte reicht ein Meterstab oder Lineal, besser ist aber ein Meßschieber. Zuerst muss man nämlich die benötigten Maße bestimmen.
Der Luftfilter des Xioami Air Purifiers hat einen Durchmesser von 200mm. Daher habe ich einfach zuerst einen Kreis mit 204mm Durchmesser in FreeCAD gezeichnet, die 4mm Überstand sind wichtig!

Kurz überlegt und entschieden, dass der Deckel 15mm mit dem Filter überlappen soll. Daher die Dicke des Kreisobjekts auf 17mm gesetzt.

Damit habe ich einen Kreiskörper, der den Filter auf jeder Seite um 2mm überlappt. Nächster Schritt: einen weiteren Kreiskörper mit 200mm und 15mm als Vertiefung aus dem ersten Körper ausgespart.
2mm Rand bleiben stehen. Damit haben wir einen Deckel für den Lüfter.

Jetzt einfach noch den Lüfter abmessen – die Öffnung des Lüfters ist 135mm im Durchmesser. Also noch einen Körper erstellt mit 135mm x 17mm und wieder als “Vertiefung” eingesetzt. damit wird der erste Körper in der Mitte komplett entfernt. Es bleibt ein Körper mit 204mm Durchmesser stehen, mit 2 umlaufendem Rand und 2mm Bodenfläche, in der in der Mitte ein 135mm Loch ausgespart ist.

Letzter Schritt: Die 4 Bohrlöcher abmessen und einzeichnen, auch wieder als Vertiefungen und mit 5mm Durchmesser, passend zu den Lüfterschrauben.

Sieht doch ganz gut aus. Das ganze als STL exportiert und in Cura wieder importiert.
Cura ist ein sogenannter Slicer, eine Software, die aus meiner Konstruktionsdatei eine Druckdatei erstellt. Dabei wird das Objekt in Schichten (Slices) zerlegt, der 3D-Drucker druckt ja Schicht für Schicht übereinander.

Cura hat meine Datei ohne Beanstandung bearbeitet und für meinen 3D-Drucker aufbereitet. Jetzt kommt der spannende Teil: der Druck mit meinem Anycubic i3 Mega 3D-Drucker.

Unheimlich spannend ist das vor allem deshalb, weil der 3D-Druck so langsam ist. Mein erstes Objekt ging dann mit 204mm Durchmesser auch gleich an die Grenze des Machbaren, der Drucker kann bis 210x210mm drucken.

Nach 4 Stunden konnte ich dann das fertige Objekt entnehmen. Es hat auf Anhieb perfekt gepasst. Mit leichtem Druck ließ sich der Deckel auf den Filter stecken und die Passung war so genau, dass man den Filter am gedruckten Deckel anheben konnte. Das war besser, als erwartet.

Damit der Lüfter dicht anliegt, habe ich noch dünne Schaumstoffstreifen aufgeklebt. Danach den Lüfter mit den beiliegenden Schrauben vorsichtig angeschraubt.

Beim Anschrauben muss man auf die Blasrichtung des Lüfters achten, dafür sind auf dem Lüfter immer Pfeile angebracht, die sind aber oft schwer zu erkennen. Bei diesem Projekt soll die Luft unten seitlich in den Filter eingesaugt und nach oben ausgeblasen werden.

Für die Stromversorgung habe ich einfach ein altes 12V-Netzteil verwendet. Davon habe ich noch eine ganze Kiste voll im Keller.

Man kann alternativ natürlich auch 7V-Netzteile verwenden oder eine Lüftersteuerung, damit der Lüfter leiser läuft. Da kann man noch viel optimieren. Mir reicht ein einfacher Lüfter.
Gedruckt habe ich das Objekt mit PETG, das ist haltbarer und stabiler als PLA. Zwar ist es etwas schwieriger zu drucken, gefällt mir aber insgesamt einfach besser.

Materialkosten: 2,50 Euro für den Lüfter, 2,50 Euro für Druck und Druckmaterial, Netzteil gratis aus der Schrottkiste.
Gesamt also um die 5,- Euro. Da kann man nicht meckern.
Der Filter kostet natürlich extra. Die einfachen Modelle sind ab 20,- Euro erhältlich, die besseren mit Aktivkohle kosten um die 35,- Euro.

Serienproduktion


Mit 3 Filtern riecht man beim Betrieb meiner Maschinen nichts mehr.
So gefällt mir das.

Ich habe auch gleich einen Filter in den Vorratsraum im Keller gestellt.
Eigentlich wollte ich Staub und Pilzsporen einsammeln.
Das Haus ist alt, der Keller kämpft mit Luftfeuchte um 60%, da muss man aufpassen, dass nichts schimmelt.

Luftentfeuchter kosten Strom, Lüften ist aufwändig. Der Filter war als zusätzliche Maßnahme gedacht.
Interessanterweise ist die Luftfeuchte auf 50% gefallen, seit der Lüfter im Raum steht. Ich vermute, dass die Luftbewegung einen Luftaustausch mit dem Treppenhaus erzeugt und damit Feuchtigkeit abtransportiert wird.
Mittlerweile habe ich 4 Luftreiniger gedruckt, alle funktionieren perfekt.

Die Filter gibt es in Grün, Blau und Lila, je nachdem, welche Filterstufe man benötigt. Die Lila Filter haben sogar noch eine antibakterielle Beschichtung und töten Viren und Bakterien ab.
So einen stelle ich dann auch noch ins Schlafzimmer.
Die Lüfter haben weniger als 2W Leistungsaufnahme, das lässt sich verkraften.
Die verwendeten Arctic F14 140mm-Lüfer haben einen Luftstrom von 126m³/h. Mit dem vorgebauten Filter natürlich deutlich weniger. Aber wenn noch 50m³/h übrig bleiben, dann reicht das für viele Anwendungen. Ein Raum sollte min 1x pro Stunde umgewälzt werden. Für Produktionsräume habe ich im Internet Angaben von 5x gefunden.
Mein Produktionsraum hat knapp 30qm, bei 2,3m Höhe wären das ungefähr 70m³.
Die benötigte Mindest-Umwälzung wäre damit 70m³/h, optimal 350m³/h.
Mit 3 selbst gebauten Raum-Reinigern liege ich irgendwo zwischen 150m³ und 200m³, also ganz passabel. Zusätzlich arbeitet ja auch noch meine Absauganlage, die die Raumluft über einen Wärmetauscher durch Aussenluft ersetzt.
Wenn die Drucker gearbeitet haben, dann hat man das bisher nach einiger Zeit deutlich riechen können. Die Hersteller behaupten zwar, das sei alles ungiftig, aber so ganz vertraue ich dieser Aussage nicht. Seit die 3 Raumreiniger laufen, ist kein Geruch mehr feststellbar.

Der Lüfteradapter ist problemlos in FreeCAD konstruierbar.
Auf Wunsch stelle ich aber gerne die Dateien zur Verfügung, falls jemand selbst so einen Adapter drucken möchte.

Das erste Projekt ist damit erfolgreich abgeschlossen.
Weitere Projekte folgen natürlich bald.

3D-Drucker: Anycubic i3 Mega

Mein Creality CR-10 3D-Drucker war ein feines Teil.
Vor allem der vergleichsweise große Druckraum hat mir gefallen.
Allerdings hatte das Gerät auch ein paar Nachteile, die mich teilweise ziemlich genervt haben. Durch die Größe und die wackelige Führung war der Druck oft etwas unsauber. Besonders nervig war aber das Druckbett. Dauernd musste man nachjustieren und trotzdem klappte es oft nicht mit der Haftung.

Ganz anders der Anycubic i3 Mega.
Nachdem mir das Gerät empfohlen worden war und ich ein paar Testdrucke davon gesehen hatte, habe ich mir den Drucker einfach bestellt. Wirklich teuer sind die Geräte ja nicht. Für den Anycubic i3 Mega habe ich nur 230,- Euro bezahlt.

Nachteil gegenüber dem Creality CR-10: deutlich kleinerer Druckraum.
Ansonsten ist das Gerät in allen Belangen einfach nur besser.
Die Drucke sind um einiges feiner. Die Führungen laufen besser und die Ultrabase ist (fast) perfekt. Einmal ganz am Anfang nivelliert, seither läuft der Drucker. In über einem Jahr gab es noch keine Druckjobs, bei denen irgendwelche Haftungsprobleme aufgetreten sind.

Nach dem Abkühlen des Drucks lassen sich die Objekte einfach von der Druckplatte herunternehmen. Die Konstruktion des Anycubic i3 Mega ist sehr stabil, da wackelt nichts.

Mittlerweile habe ich den Creality CR-10 verkauft und drucke nur noch mit dem Anycubic i3 Mega:
Drucker einschalten, Druckjob starten, kurz schauen, ob der Druck sauber startet und dann nach ein paar Stunden (3D-Drucke dauern leider immer ziemlich lange) kann man das Druckobjekt vom Drucker nehmen.
Anfangs habe ich nur PLA gedruckt, da der Drucker offiziell nicht für PETG freigegeben ist. Irgendwann habe ich es dann aber doch gewagt und kann sagen, dass das Gerät einwandfrei mit PETG funktioniert.
PETG ist deutlich temperaturstabiler als PLA, witterungsbeständiger und sehr UV-beständig.
Es eignet sich daher deutlich besser für Objekte im Außenbereich. Außerdem ist es angeblich lebensmittelecht. Geschirr möchte ich damit zwar nicht drucken, aber diese Eigenschaft könnte für manche Anwendungen durchaus interessant sein.

Angeschlossen ist der Anycubic i3 Mega über USB an einen Raspberry Pi Model 3B, auf dem Octoprint läuft. Das Zusammenspiel funktioniert perfekt.
PETG drucke ich mit 228°C, Druckbett auf 70°C
Das muss aber bei jedem Drucker und bei jedem Filament einzeln eingestellt werden, da gibt es leider ziemliche Schwankungen im Material und bei den Sensoren.

Das größte bisher gedruckte Objekt hatte einen Durchmesser von 202mm, da kommt der Drucker schon nah an seine Grenzen. Die üblicherweise von mir verwendeten Skirt-Linien konnten dabei nicht mehr verwendet werden. Die maximale Druckgröße des Anycubic i3 Mega liegt bei 210x210x205mm.

Wenn man den großen Bauraum des Creality CR-10 nicht benötigt, würde ich auf jeden Fall den Anycubic i3 Mega vorziehen. Das Gerät ist viel zuverlässiger beim Druck, die Druckqualität ist deutlich besser und vor allem die Haftung auf dem Druckbett funktioniert einfach.

Ich hatte für den Creality CR-10 noch eine Ultrabase gekauft, die gibt es auch mit 30x30cm. Damit funktioniert auch der CR-10 recht gut. Aber insgesamt ist der Anycubic i3 Mega einfach zuverlässiger und macht einfach das, was er soll: Drucken.
Beim Creality CR-10 lag das Verhältnis zwischen Wartung und Druck ungefähr bei 50:50, beim Anycubic i3 Mega gab es seit der Inbetriebnahme mit dem ersten Leveln des Druckbetts keinerlei Wartungsbedarf – mit Ausnahme von gelegentlichen Filament-Wechseln.

Man kann mit 3D-Druckern basteln oder einfach nur damit drucken.
Ich bevorzuge das Drucken, daher ist für meine Zwecke der i3 Mega einfach das besser geeignete Gerät.

Nachdem ich Anfangs überwiegend fertige Objekte von Thingiverse.com und anderen Webseiten gedruckt habe, arbeite ich mich mittlerweile in die Erstellung eigener Drucksachen ein. Dazu gibt es natürlich einen weiteren Blogbeitrag auf www.bastel-bastel.de