DIY - 3D Drucker ANet A8 (plus Brandschutz)

Ich habe schon seit langer Zeit eine Faszination für den 3D Druck.
Bisher war der Einstieg in dieses Hobby jedoch mit hohen Kosten verbunden. Erst kürzlich wurde ich auf ein Angebot aufmerksam gemacht, das zu gut klang, um wahr zu sein, aber auch zu gut war, um es auszuschlagen.

Bei besagtem Angebot handelte es sich um den Drucker ANet A8 als Bausatz auf Gearbest.com. Nach einigem Zögern und Googlen, entschied ich mich für den Kauf, da der Drucker gerade im Angebot war und sogar scheinbar von einem Lager in Europa ausgeliefert wurde.

Ich war jedoch zu spät.

Wie das mit der menschlichen Psychologie nun einmal so ist, MUSSTE ich den Drucker jetzt aber haben und bestellte ihn mir für einen geringfügig höheren Preis aus China (ebenfalls bei Gearbest).
Inklusive Versandkosten kostete der Drucker mich €140.97.

Nach der Bestellung begann das Warten. In dieser Zeit konnte ich mich bereits ausführlich auf meinen Bausatz vorbereiten. Drei Wochen später erhielt ich dann ein großes Paket:

Auspacken

Ich fragte mich, ob das Paket nicht vielleicht auf dem Kopf steht, machte es dann aber so auf, wie es war:

Jep, falschherum. Aber das machte nichts. Die Teile waren gut verpackt und nichts wirkte auf den ersten Blick beschädigt.

Der Rahmen des Druckers besteht aus schwarzem Acryl, das in der Produktion mit einer Schutzfolie versehen ist. Das Abziehen dieser Folie ist nicht allzu schwer, dauert aber so seine 1-2 Folgen einer guten Serie, die man nebenbei schauen kann.

Zusammenbau 

Der Zusammenbau gestaltete sich - dank Videoanleitung - kinderleicht. Schon recht früh stellte ich jedoch fest, dass eines der Acryl-Teile nicht richtig gearbeitet war: Die Löcher waren leicht versetzt und das Teil passte nicht. Zum Glück ließ sich dies mit einer Feile leicht beheben.

Weiterhin hatte ich beim Aufschrauben des Heizbettes das Problem, dass sich eine der Schrauben fest gefressen hatte. Mit viel Gewalt bekam ich sie wieder heraus. Um dem vorzubeugen, habe ich in der Folge alle anderen Löcher der Aluminiumplatte mit einer Feile vergrößert:

Vorher / Nachher

Die Schraube kann nun einfach durchgleiten und kann von unten mit der Flügelmutter justiert werden. Dass das geht ist wichtig, damit man das Heizbett "leveln" kann.

Bei der Verkabelung macht es Sinn, einen Blick in die PDF zu werfen, da die Anschlüsse, die das Mainboard mit Strom versorgen, in dem Video genau andersherum belegt sind. Dies würde das Mainboard vermutlich sofort rösten. Also lieber zweimal draufschauen!

"Kernschmelze" verhindern

Man liest im Internet sehr viel über Benutzer, denen dieser Drucker auf alle erdenklichen Arten und Weisen in Flammen aufgegangen ist, was mich bei einem Warenwert von <150€ nur wenig verwundert. Insbesondere nicht, weil so ein 3D-Drucker Temperaturen von über 200°C erreichen muss, um das Plastik-Filament zu schmelzen.

Ich habe also versucht herauszufinden, wo die Probleme liegen und was ich dagegen tun kann.

Vorweg: Ich bin kein gelernter Elektrotechniker, Elektroinstallateur oder Blitzmagier. Befolgung meines Rates gilt auf eigene Gefahr!

Crimping

Es wird laut Anleitung erwartet, dass man die Kabelenden mit Schrauben an das Mainboard anklemmt. Diese Art der Verbindung wirkt auf mich nicht sonderlich vertrauenerweckend, weshalb ich alle Kabelenden mit Kabelschuhen versehen habe. Ich bin nicht sehr gut im Löten, weshalb das "Crimpen" für mich die beste Methode war, um sichere Verbindungen herzustellen. Hierbei wird eine Kaltverschweißung hergestellt, indem man einer speziellen Zange Druck auf das Metall ausübt (Videoerklärung auf Englisch).

Scheinbar hat sich das der Hersteller auch gedacht und zumindest die beiden Kabel vom Netzteil zum Mainboard mit U-förmigen Kabelschuhen versehen. Ich bevorzuge hingegen die runde, geschlossene Variante, da sich diese nicht loswackeln können:

Auch auf die Kabel, die vom Hotend (Teil zum Erhitzen des Plastiks) zum Mainboard führen, habe ich mit Aderendhülsen versehen, bevor ich diese in den entsprechenden Stecker geschraubt habe.

Damit wäre bereits einer potenziellen Brandquelle vorgebeugt.

MOSFETs

Das Hotend und insbesondere das Heizbett ziehen eine Menge Strom. In der Standardkonfiguration läuft der gesamte Strom über das Mainboard. Damit dieses dadurch nicht zum Toaster wird, habe ich mir zwei MOSFETs für ~12€ das Stück bei Amazon bestellt. Verbaut habe ich bisher nur einen MOSFET für das Heizbett, der andere sah mir etwas wackelig zusammengebaut aus. Natürlich lohnen sich dazu dicke, hitzebeständige Kabel, die ebenfalls für wenige Euro zu haben sind.

Anstatt das Heizbett direkt mit dem Mainboard zu verbinden, wird nun ein MOSFET verwendet, der Strom direkt vom Netzteil in das Heizbett speist und lediglich durch das Mainboard angesteuert wird. Der hohe Strom fällt somit nicht mehr über das Mainboard ab.

Dies hat den weiteren Vorteil, dass am Netzteil mehrere Anschlüsse belegt werden können, was diese wiederum entlastet.

Eine gute und günstige Quelle für die Kleinteile und Kabel ist Bohrers. Dort gibt es sogar eine eigene Kategorie, die sich speziell dem Brandschutz des A8 widmet.

Heizbett Stecker

Der Stecker des Heizbettes ist nicht gerade das, was man als hochwertig bezeichnen würde. Da dieses Teil auch ständigem Zug und Bewegung unterliegt, kann sich da leicht mal etwas loswackeln, was eine potenzielle Brandgefahr darstellt.

Die häufigste Empfehlung in diesem Fall ist, die Kabel direkt an das Heizbett zu löten. Da ich nicht gut im Löten bin und mir das zu fummelig und fehleranfällig ist, habe ich mich allerdings für eine andere Lösung entschieden.

Der Stecker auf dem Heizbett hat insgesamt vier Pins, die für die Stromversorgung verwendet werden können. Der A8 verwendet jedoch nur die beiden äußeren davon. Ich habe also zwei weitere Kabel hinzugefügt, Pins aufgecrimpt und dem Stecker hinzugefügt:

Nun brauchte ich eine Möglichkeit, diese Paare von zwei Kabeln so zu verzweigen, dass ich sie an meinen MOSFET anschließen kann. Ich fand im Baumarkt passende Klemmen, die für meine Zwecke taugten. Natürlich habe ich hier wieder alle Kabelenden mit Aderendhülsen versehen:

Würde ich trotz all dieser Maßnahmen den Drucker unbeaufsichtigt laufen lassen? Vermutlich nicht. 

Was kann man noch tun? Eine weitere häufige Empfehlung ist das Netzteil gegen ein besseres auszutauschen. Bisher habe ich das nicht getan, aber es ist durchaus überlegenswert. Insbesondere, wenn man mit ABS drucken will, welches eine höhere Temperatur benötigt.

Kabel Management

Damit keine Spannung auf den Verbindungen ist, habe ich das Netzkabel wie folgt mit einem der beiliegenden Kabelhaltern befestigt:

Somit zieht das Kabel nicht unnötig mit seinem Gewicht an den Verbindungen.

Das Kabel vom Hotend war mir etwas kurz, weshalb ich es entlang der X-Achse verlegt und mit Kabelbindern befestigt habe. Bei anderen habe ich gesehen, dass das Kabel über den Drucker hinweg verlegt wurde.

Eines der Kabelhalter habe ich als Filament-Halter missbraucht. Dies scheint fürs erste ganz gut zu funktionieren.

Probleme

Nachdem ich alles angeschlossen hatte, versuchte ich den Drucker in Betrieb zu nehmen. Das LCD leuchtete auf, ich konnte das Menü bedienen, Sensoren zeigten glaubwürdige Temperaturen an. Zunächst schien alles in Ordnung zu sein, doch dann folgte mein erster Test: Alle Achsen in die Nullstellung zu fahren.

Das Fahren in die Nullstellung beginnt mit der X-Achse, welche zwar anfing wie wild hin und her zu zucken, sich aber nicht von der Stelle rührte. 

Also: Drucker aus, Drucker wieder an. 

Dann habe ich die anderen beiden Achsen getestet, welche ihren Dienst taten. 

Ich baute also den Motor der X-Achse aus, um das Problem zu identifizieren. Nach kurzer Google-Suche zeigte sich, dass solche Symptome wohl am häufigsten durch eine falsche Verkabelung hervorgerufen werden. Falsche Verkabelung? Der Stecker war doch schon dran!

Ich verglich die Farben der Kabel im Stecker des Motors mit den anderen Motoren und bemerkte die Unterschiede: Schwarz, Rot, Grün Blau anstatt Rot, Blau, Grün Schwarz.

Mit einem Schraubenzieher habe ich die Pins also leicht angedrückt, raus gezogen und in der richtigen Reihenfolge wieder hineingesteckt und siehe da: 

ES FUNKTIONIERT

Allerdings gleitete die Y-Achse mir nicht gleichmäßig gut genug, weshalb ich das Gestänge noch einmal entfernte (was zum Glück sehr einfach möglich war), dies säuberte und mit WD-40 einölte. 

Dann war ich soweit.

Der erste Druck

 Da stand er nun also: Mein 3D-Drucker

Wäre ich nicht so besessen vom Aufbau gewesen, hätte ich mir vielleicht vermehrt Gedanken darüber gemacht, was ich nun damit drucken soll :-D

Um nicht gleich zu ambitioniert loszulegen, war mein erster Druck ein 2cm x 2cm Kalibrierungswürfel:

Ich war von dem Ergebnis recht positiv überrascht.

Vorläufiges Fazit

In der Zwischenzeit habe ich bereits erste Modifikationen vorgenommen, z.B. eine BuildTak Vertex Oberfläche statt dem einfachen Tape aufgeklebt:

Die hält gut und sieht zudem noch recht sexy aus. Auch gut zu sehen auf dem Bild ist der weiße Aufsatz auf dem Extruder der das Wechseln des Filaments deutlich weniger schmerzhaft macht.

Auch habe ich die Firmware auf Skynet3d geupdatet. Diese zeigt nützliche Informationen wie vergangene Druckdauer an und verfügt weiterhin über eine Thermal Runaway Protection, die im Falle eines fehlerhaften Temperatursensors eine Kernschmelze verhindern soll. Die Installation der Firmware erfolgt über ein USB-Kabel. Dies klappte jedoch auf Anhieb ohne Probleme.

Ich werde im Laufe der nächsten Zeit noch weiter an der Druckqualität arbeiten und weitere Verbesserungen einbauen, aber dennoch möchte ich bereits jetzt ein vorläufiges Fazit geben:

Pros

Preis 

150€ + Erweiterungen sind wirklich ein Schnäppchen

Simples Design

Im Problemfall lassen sich einzelne Komponenten leicht ausbauen und austauschen.

Einfacher Aufbau

Der Aufbau ging schnell und ohne größere Verständnisprobleme vonstatten. 

Größe

Das maximale Druckvolumen von 22cm x 22cm x 24cm ist wirklich beachtlich.

Sehr gute Dokumentation / Anleitung

Auch wenn die PDFs sehr zusammengeworfen aussehen und zum Teil in gebrochenem Englisch geschrieben sind, sind sie insbesondere durch die inflationäre Verwendung von Bildern sehr hilfreich und präzise.

Erweiterbarkeit

Zwar wünschte ich mir ein paar mehr Löcher in den Acryl-Teilen, um Erweiterungen installieren zu können, aber die Community hat bereits eine Vielzahl Modifikationen entwickelt, die sich direkt mit dem Drucker herstellen und anbringen lassen.

Cons

Verarbeitung

Bei dem Preis und ohne das Vorhandensein einer Qualitätskontrolle heißt es: Selbst ist der Mann.

Glaubt man den Berichten von anderen Benutzern, besteht insbesondere im Bereich Brandschutz Nachholbedarf. Den Drucker ohne Aufsicht laufen zu lassen, wäre meiner Ansicht nach fahrlässig.

Lautstärke

Insbesondere die Lüfter geben gerne ein sehr hohes, lautes, unangenehmes Pfeif-Geräusch von sich. Wenn ich eine zufriedenstellende Lösung hierfür finde, werde ich darüber berichten.

Kein Plug&Play

Wer erwartet, dass der Drucker nach dem Aufbau sofort top Ergebnisse liefert, wird leider enttäuscht sein. Hier wird vom Benutzer erwartet, dass er sich mit der Thematik auseinandersetzt und viel experimentiert. 

Wem das liegt (mir z.B. sehr), der wird damit viel Spaß haben.

Die Technologie steckt halt in vielerlei Hinsicht noch in den Kinderschuhen, wer aber deutlich bessere Qualität will, muss auch deutlich mehr investieren.

Kein Auto-Leveling

Das korrekte Leveling ist der wichtigste Schritt beim Einrichten des Druckers und kann sich als mühsam erweisen. Ich habe gehört, dass es Bausätze gibt, die ein Auto-Leveling Feature haben. Dies sollte man in Erwägung ziehen. Ich werde es sicherlich irgendwann nachrüsten.

Mechanik zum Wechseln des Filaments macht Aua

Die gefederte Mechanik zum Aufdrücken des Extruders um das Filament einzuschieben ist nur unter Schmerzen längere Zeit zu bedienen. Insbesondere dann, wenn es mit dem Einführen des Filaments nicht sofort klappt. Es lohnt sich daher, einen Aufsatz dafür auszudrucken, der das Bedienen dieser Mechanik tausendfach angenehmer macht.

Das war es erst einmal soweit. Über weitere Druckergebnisse, Modifikationen und Erfahrungen werde ich in Zukunft berichten.