Automatischer Filamentsensor / Forum-Projekt

  • Das ist kein fertiges Projekt, sondern eher eine Planung/Diskussion bzw. ein Forum-Projekt.

    Dürfte denke ich einige interessieren :)


    Es geht darum, dass der Drucker automatisch den Filamentdurchmesser misst und den Fluss reguliert, damit die Drucke - egal mit welchem Filament auch immer - so optimal raus kommen wie nur möglich. Eine Schwankung haben die teuresten Filamente und es wird wohl nie welche geben die ohne irgendwelche Schwankungen raus kommen.

    Dies kann bei sehr schlechten Filamenten im Bereich um +/- 0.1..0.2 einen sehr großen Einfluss auf das Endergebnis haben. Mit so einem Sensor wäre es absolut egal und mit jeder Art Filament "optimal". So kann man auch ein nicht existierendes Z-Wobble beseitigen, welches durch den ungleichmäßigen Filamentdurchmesser verursacht wird.


    Es gibt anscheinend schon diverse Ansätze. Dass es optisch (Sensor) funktionieren sollte war mir schon irgendwie klar, da es z.B. via Hallsensor diverse Einflussprobleme geben kann.


    Ich habe mir ein paar Projekte angeschaut und finde dieses sehr interessant. Es arbeitet mit einem Zeilensensor (CCD). Es gibt sogar schon Bausätze zu kaufen.


    https://www.thingiverse.com/thing:704897


    Die 3 LEDs werden denke ich genutzt um die Breite von mehreren Winkeln erfassen zu können.

    Dieser Sensor wird eingesetzt:

    https://www.mouser.de/ProductD…2pvdsSAxzAfrSHNCmXw%3D%3D


    Über dieses Kit darauf gekommen. Besteht hier aber nur aus Platine, Attiny85 und LEDs. Sensor muss noch dazu:

    https://www.tindie.com/product…ent-width-sensor-pcb-kit/

  • Ich hatte die letzten Wochen diverse Youtube Video gesehen und auch Rezensionen von günstigen Filamtenen....die Hersteller achten da jetzt anscheinend sehr drauf. Bei Prusa kann man sogar für die gekaufte Rolle den real gemessenen Durchmesser online einsehen :D


    Somit erübrigt sich das ganze natürlich. Da spielen anderen Faktoren mehr ein als das hier ;)

  • hmm, keine Ahnung wie ich hier Zitate splitten kann aber ich versuche es mal.


    Wie soll sich das Filament auf z-wobble auswirken? Das hat doch gar nichts damit zu tun. Oder meinst du, dass ein Ziehen von Filament den Druckkopf anhebt? Dann hast Du am Drucker andere Probleme als schwankende Durchmesser.


    Den Satz mit Hallsensor verstehe ich nicht. Ein Hallsensor misst magnetfelder und nix anderes. Daher ungeeignet für Dein Vorhaben. Was meinst Du mit "Einflussprobleme"?

    P3Steel Toolson Edition (~90%)

  • hmm, keine Ahnung wie ich hier Zitate splitten kann aber ich versuche es mal.


    Wie soll sich das Filament auf z-wobble auswirken? Das hat doch gar nichts damit zu tun. Oder meinst du, dass ein Ziehen von Filament den Druckkopf anhebt? Dann hast Du am Drucker andere Probleme als schwankende Durchmesser.


    Den Satz mit Hallsensor verstehe ich nicht. Ein Hallsensor misst magnetfelder und nix anderes. Daher ungeeignet für Dein Vorhaben. Was meinst Du mit "Einflussprobleme"?

    Durch Z-Wobble entstehen ja die Ungleichmäßigkeiten in X-Y-Richtung - passiert ja auch wenn der Durchmesser schwankt. Wand wird dünner oder breiter, was man bei der Außenwand sieht. Das ist doch das Hauptproblem bei großen Schwankungen im Durchmesser des Filaments.


    Gefederter Hebel mit gelagerter Rolle gegen Filament gedrückt + auf anderer seite Neodym-Magnet, welcher über Hallsensor erfasst wird.

    Mit Einflussprobleme meinte ich die Umgebungsprobleme..Hallsensor reagiert auf alle möglichen Magnetfelder. Zeigt 1,75 mm an und eigentlich sinds 1,7...z.B..nur weil du einen emailierter Kaffeebecher neben dem Drucker stehen hast ;)

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    Die Idee gabs schon immer mal:

    Extruder macht nur noch Ärger...


    Aber der ganze Thread ist zum Problem unsauberes Extrudieren nochmal lesenswert, haste vielleicht schon wieder verdrängt....

    Hö? Der Thread ist ja auch paar Tage später von mir als Erörterung des Themas eröffnet worden :D Schau mal Eröffnungspost hier ;)


    Das Thema hatte ich die Tage auch mit #3 erledigt...

  • Dann hab ich wohl übersehen dass wir doch schon 2020 haben lol...

    Dachte schon du wolltest das Thema doch nochmal aktiv angehen.


    Die Prusa Filament Daten lassen sich ja nicht aktiv bzw interaktiv im DruckProzess einbinden.

    Mal abgesehen davon dass man keine Marker am Filament hat um die konkret gemessenen DurchmesserWerte der FilamentPosition zuzuordnen.

    Also gibts nur nen Durchschnittswert der nutzbar waere.


    Ich glaub auch nicht, dass das Beispiel bei den BilligAnbietern Schule macht. Bei QualitätsAnbietern vielleicht schon.

    Letztlich ist ja nur extrahiert aus ner LogDatei der FilamentProduktion.

  • Ja ne..braucht man ja aber nicht bei den Toleranzen. Da macht der Extruder/Hotend usw. schon mehr kaputt als die Toleranz der heutigen Rollen.

    Eine Abweichung von 0,02 mm ist ja gerade mal 0,0114 % von 1,75 mm...d.h. bei einer Düsenbreite von 0,5 mm hätte man eine Schwankung von +/- 0,00285‬ mm :/?(

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  • Ich denke, man muss das anders rechnen. 3D Druck arbeitet mit Volumen.
    Bei einem Durchmesser von +/-0,02mm (also von 1,73-1,77mmØ) hast du eine Volumentoleranz von - 2,25% zu +2,33% zum 1,75mmØ Filament.
    1,75mmØ macht bei 0,5mm Layerbreite und 0,2mm Layerhöhe (hier bin ich jetzt bei einer 0,5mm Düse von einem perfekten Layerquerschnitt ausgegangen) eine druckbare Länge von 24,05mm pro 1mm Rohfilamentlänge.
    Bei "nur" +/-0,02mm Ø macht das eine Längediff von +/- 0,54mm

    Wenn man bedenkt, dass ein verstellter EW/EM-Wert im Slicer von nur 1-2% schon einen sichtbaren Unterschied im Druck ausmachen kann, kann im gleichen Zug der fehlerhafte Durchmesser zu sichtbarer Über-/Unterextrusion führen.


    Ohne Gewähr - kann auch sein, das sich mich komplett verrechnet habe 8o:D


    Von links nach rechts 1,73mm, 1,75mm, 1,77mm Ø


    - CTC Bizer (SKR1.3/TMC2209; Marlin2) -> Umbauthread hier im Forum
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  • Ich komme auf ~1,15 %.

    = +/- 0,5575 % bei +/- 0,2 mm Filamentdurchmesserabweichung


    Ich rechne hier mit Fläche, weil "Volumen" ist nur Fläche * Länge.

    Prozent = Prozent


    1,75 -> 5,495 mm² * 10 = 54,95 mm³

    1,75 -> 5,4322 mm² * 10 * 54,32 mm³

    54,32 zu 54,95 ist wie bei Fläche auch 1,15 %.. ;)


    Somit wäre beim Ausgang von 0,5 mm Düse = 1,57 mm²

    1,57 mm² + 0,5575 % = 1,57875275 / 3,14 = 0,5028 mm


    D.h.:

    0,5000 mm Breite bei 1,75 mm Filament

    0,5028 mm Breite bei 1,77 mm Filament



    1,75
    5,495 mm²
    1,73 5,4322 mm² 1,01156069364162
    1,77 5,5578 mm² 1,01142857142857
  • Ich komme auf ~1,15 %.

    Das kommt daher, weil Du falsch rechnest, Pointers Berechnungen stimmen.


    Was generell kritisch zu sehen ist, ist vom Durchmesser auf den Querschnitt zu schliessen. Oder vom Durchmesser/Querschnitt auf Filamentmenge. Wenn das Filament unrund ist oder unterschiedliche Luftmengen enthält passen die Berechnungen nicht mehr

  • Wenn das Filament unrund ist oder unterschiedliche Luftmengen enthält passen die Berechnungen nicht mehr


    Unrund hatte ich persönlich noch nicht, da bei der Herstellung ja "in der Luft" extrudiert wird, sollte es ziemlich rund bleiben. Es kann sich je nach Transportgeschwindigkeit in der Abkühlphase halt längen oder stauchen und dadurch eben im Ø variieren. Außer es wird noch zu weich aufgerollt und dadurch platt gedrückt - das wäre natürlich auch eine Möglichkeit.
    Lufteinschlüsse sind allerdings auch fies - aber bei guten Herstellern/Händlern bekommt man bei sowas nach Reklamation 100%igen Ersatz. Daher gebe ich lieber ein paar Euro mehr aus und habe weniger Ärger.

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  • Unrund hatte ich persönlich noch nicht, da bei der Herstellung ja "in der Luft" extrudiert wird, sollte es ziemlich rund bleiben. Es kann sich je nach Transportgeschwindigkeit in der Abkühlphase halt längen oder stauchen und dadurch eben im Ø variieren. Außer es wird noch zu weich aufgerollt und dadurch platt gedrückt - das wäre natürlich auch eine Möglichkeit.
    Lufteinschlüsse sind allerdings auch fies - aber bei guten Herstellern/Händlern bekommt man bei sowas nach Reklamation 100%igen Ersatz. Daher gebe ich lieber ein paar Euro mehr aus und habe weniger Ärger.

    Oval hatte ich schon mal beim oft kritisierten OWL-Filament, allerdings ist auch meine Messmethode mit dem China-Messschieber stark fehlerbehaftet. Mein Filament stammt zum Großteil von Amazon, da aber auch meist die preiswerteren Sorten (ok... mittlerweile sind alle teurer geworden). Reklamationen hatte ich zweimal, die Anbieter sind da auch aus Respekt zu Amazon sehr kulant. Den Ärger über einen abgebrochenen Druck hat man aber trotzdem.

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  • Habe es gesehen..habe die Flächen falsch berechnet..ist ja r^2 und nicht r*2 :/:rolleyes:


    Fakt ist jedoch:


    - Filamentdurchmesserschwankungen sind heute extrem gering

    - Einen Sensor zu basteln der 0,02 mm Schwankung erkennt ohne selbst Messfehler zu haben (!) wird extrem schwierig zu Basteln

    - Die Prüfung mit/ohne Messung gegen zu prüfen wird schon ziemlich schwierig


    Ich meine dass man solche Schwankungen nicht sieht. Die +/- 0,02 mm sind meine ich so gering, dass man die mit dem bloßen Auge nicht wirlich erkennen kann. Und in den meisten Fällen ist dies sowieso egal - wir stellen ja keine Messinstrumente für NASA her, wo man absolut perfekte Objekte haben müsste.

    Sogar die teuren PLA drucker nutzen die selben Filamente ohne nachzumessen ob alles stimmt... D.h. dass hier die "Oberflächengenauigkeit" durch Filamentdurchmesserabweichungen (theoretisch) identisch ist zu einem viel günstigeren Drucker.

  • Habe zufällig in der configuration_adv.h von Marlin 2 die Konfiguration des Filamentsensors gefunden.


    Hier gibts man an wie weit sich der Sensor von der "Schmelzkammer" (Mitte Headblock?) in cm befindet:

    #define MEASUREMENT_DELAY_CM 14 // (cm) The distance from the filament sensor to the melting chamber


    Somit muss man nur noch den gemessenen Wert - Volt entsprechen 1:1 den Millimetern (!!) - über Analogeingang an's Board liefern - fertig.

    Funktioniert allerdings aktuell nur mit einem Extruder.




    * Only a single extruder is supported at this time.

    *

    * 34 RAMPS_14 : Analog input 5 on the AUX2 connector

    * 81 PRINTRBOARD : Analog input 2 on the Exp1 connector (version B,C,D,E)

    * 301 RAMBO : Analog input 3

    *

    * Note: May require analog pins to be defined for other boards.

    */

    //#define FILAMENT_WIDTH_SENSOR


    #if ENABLED(FILAMENT_WIDTH_SENSOR)

    #define FILAMENT_SENSOR_EXTRUDER_NUM 0 // Index of the extruder that has the filament sensor. :[0,1,2,3,4]

    #define MEASUREMENT_DELAY_CM 14 // (cm) The distance from the filament sensor to the melting chamber


    #define FILWIDTH_ERROR_MARGIN 1.0 // (mm) If a measurement differs too much from nominal width ignore it

    #define MAX_MEASUREMENT_DELAY 20 // (bytes) Buffer size for stored measurements (1 byte per cm). Must be larger than MEASUREMENT_DELAY_CM.


    #define DEFAULT_MEASURED_FILAMENT_DIA DEFAULT_NOMINAL_FILAMENT_DIA // Set measured to nominal initially


    // Display filament width on the LCD status line. Status messages will expire after 5 seconds.

    //#define FILAMENT_LCD_DISPLAY

    #endif

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