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Joshua Birds polarer 4-Achsen-3D-Drucker „core-RΘ“ für den FDM-Druck ohne Stützstrukturen

Am 20. Januar 2025 von Astrid Z. veröffentlicht

In der Welt des 3D-Drucks, die von klassischen kartesianischen Systemen beherrscht wird, gibt es Innovationen, die die etablierten Codes auf den Kopf stellen. Dies gilt für den 4-achsigen 3D-Core-RΘ-Drucker von Joshua Bird, einem kühnen Maker, der die Grenzen des traditionellen FDM-Designs durch die Entwicklung einer Maschine auf der Grundlage eines polaren Kinematik-Systems verschoben hat.

Ein radikal anderes Konzept

Im Gegensatz zu herkömmlichen 3D-Druckern, die mit einem kartesischen System mit drei Achsen (X, Y und Z) arbeiten, nutzt der core-RΘ von Joshua Bird ein polares System. Einfach ausgedrückt zeichnet sich das Polsystem dadurch aus, dass es einen rotierenden Rundtisch in Kombination mit Winkel- und Radialbewegungen anstelle von linearen Bewegungen in horizontalen Ebenen verwendet. Diese Wahl ermöglicht es, radiale Scheiben anstelle von ebenen Schichten zu erzeugen.

Imprssion 3D avec la core-RΘ

Der 3D-Drucker core-RΘ verwendet eine runde Platte, die sich dreht, um sich zu bewegen.

Ein großer Vorteil dieses Ansatzes ist die bessere Handhabung von Überhängen, da der Drucker ohne besondere Schwierigkeiten in der Lage ist, mit einer Ausrichtung von 90° zur Druckplatte zu drucken. In seinem Präsentationsvideo veranschaulicht Joshua Bird diese Fähigkeit anhand eines baumartigen Teils, bei dem die horizontalen und geneigten Äste ohne Stützen gedruckt werden, da der Druckkopf auf einer Drehachse montiert ist, die die Extrusion des Materials nach innen ermöglicht, direkt auf die vorhandenen Abschnitte.

Eine innovative Mechanik: der „Core-RΘ“.

Um dies zu ermöglichen, hat Bird ein neues kinematisches System entwickelt, das er „Core-RΘ“ nennt. Dieses System kombiniert:

  • einen drehbaren Rundtisch (C-Achse),
  • eine vertikale Spindel für die Z-Bewegung,
  • eine horizontale Schiene mit Riemen für die X-Achse,
  • einen rotierenden Druckkopf (B-Achse), der sich in der XZ-Ebene neigen kann

Sein System verwendet zwei Motoren, die mit einer Riemenscheibe verbunden sind, die sowohl die X-Bewegung als auch die Rotation des Druckkopfs steuert, und die beide auf einer Z-Achse montiert sind. Dieses Design ermöglicht es dem Druckkopf, sich zu bewegen und zu neigen, um jeden beliebigen Punkt über der Tischplatte zu erreichen, wodurch radiales Drucken möglich wird.

Poulie core-RΘ

Das von Joshua Bird „core-RΘ“ genannte System verwendet eine Riemenscheibe, um sowohl die Rotation des Druckkopfes als auch die Bewegung der X-Achse zu steuern.

Ein maßgeschneiderter Slicer

Die Herausforderung dieser Maschine endet nicht bei der Mechanik. Standard-Firmware und Slicer sind mit dieser Art von Kinematik nicht kompatibel. Um dieses Hindernis zu umgehen, konfigurierte Joshua Bird die Reprap-Firmware, die insbesondere von den Duet3D-Karten verwendet wird, und entwickelte seine eigene Schneidsoftware, den Radial Non-Planar Slicer, der speziell für die Generierung des für diesen einzigartigen Drucker geeigneten G-Codes konzipiert wurde.

Ein vollständiges Open-Source-Projekt

Im Sinne des gemeinschaftlichen Teilens und der Innovation hat Joshua Bird seine Kreationen, sowohl den Drucker als auch den Slicer, als Open-Source auf GitHub zugänglich gemacht. Dadurch kann jeder das Projekt nachbauen oder verbessern, ganz im Sinne des Reprap-Projekts. Laut Bird werden die Kosten für die Herstellung des Druckers auf 300 bis 400 US-Dollar geschätzt, eine relativ niedrige Hürde für eine so interessante Technologie.

Mit diesem polaren 4-Achsen-3D-Drucker bietet Joshua Bird eine Lösung für Anwendungen, bei denen ein Drucken ohne Stützstrukturen erforderlich ist, und eröffnet gleichzeitig neue Möglichkeiten für komplexe Formen. Sein Projekt, das in einem YouTube-Video näher erläutert wird, weckt bereits das Interesse der Nutzer auf YouTube. Um mehr über dieses Projekt zu erfahren und es vielleicht sogar nachzubauen, besuchen Sie die GitHub-Projekte: HIER für den Drucker und HIER für den Slicer.

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*Bildnachweise: Screenshots aus dem Youtube-Video von Joshua Bird

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