Schrittmotor des 3D-Druckers funktioniert nicht:Lass es uns reparieren!

Obwohl ich denke, dass ich mich mit einem 3D-Drucker auskenne, macht es mir immer Angst, wenn eine Maschine aufgrund eines möglichen Hardwareproblems ausfällt. Im Gegensatz zum Ändern einiger obskurer Einstellungen im Slicer, neigt mein Herz dazu, einen Schlag auszusetzen, wenn ich mich mit mechanischen und elektrischen Teilen beschäftige.

Früher oder später müssen Sie sich mit einem Schrittmotor auseinandersetzen, der nicht richtig funktioniert. Wenn Sie wie ich sind, ziehen Sie es sicherlich vor, etwas zu recherchieren, bevor Sie möglicherweise irreversible Dinge ausprobieren. Obwohl wir die einzelnen Ursachen genauer untersuchen werden, sind dies die häufigsten Ursachen dafür, dass ein Schrittmotor nicht richtig funktioniert.

Der Schrittmotor eines 3D-Druckers funktioniert möglicherweise aufgrund von unzureichendem elektrischen Strom, einem Verlust der Kontinuität zusammen mit der Verkabelung oder einem Stecker oder einem fehlerhaften Schrittmotortreiber oder einer Steuerplatine.

Natürlich ist diese kurze Zusammenfassung nicht sehr nützlich, wenn es darum geht, Ihr Problem zu lösen, also fangen wir an!

Wie man einen Schrittmotor repariert, der sich nicht bewegt

Wenn es um Probleme im Zusammenhang mit nicht funktionierender Hardware geht, ist der empfohlene Lösungsweg immer von der einfachsten zur kompliziertesten möglichen Lösung. Es ist sinnlos, die Firmware-Einstellungen zu überprüfen oder erweiterte Konfigurationen unseres Druckers zu ändern, wenn wir nicht zuerst überprüfen, ob das Gerät eingeschaltet ist. Obwohl es albern klingt, werden die meisten Probleme normalerweise durch fast triviale und sehr einfache Überprüfungen gelöst. bei Schrittmotoren ist dies nicht die Ausnahme.

Bevor wir beginnen, das Problem aufzuspüren, das keine Bewegung des Motors zulässt, stelle ich Ihnen eine Frage:Liegt das Problem am Schrittmotor selbst?

Viele Benutzer wissen es nicht (und warum sollten sie?), Aber die Firmware des 3D-Druckers ist so eingestellt, dass sich der Extrudermotor nicht bewegt, wenn das Hotend kalt ist. Das heißt, bevor Sie versuchen, es zu bewegen, müssen Sie das Hotend auf eine Temperatur über dem Minimum vorheizen (ich empfehle 200 Grad, nur um sicher zu gehen).

Jetzt, da wir uns dessen bewusst sind, versuchen wir, diesen lästigen Motor zu reparieren!

Schrittmotor bekommt keinen Strom

Zunächst müssen Sie prüfen, ob der Motor mit Strom versorgt wird. Dazu benötigen Sie kein Multimeter oder ein spezielles Werkzeug, schalten Sie einfach den Drucker ein und versuchen Sie, die Motoren über das Menü zu bewegen.

Wählen Sie bei Marlin-Druckern „Vorbereiten ” -> „Achse verschieben “ und wählen Sie die Achse des Motors aus, die nicht funktioniert. Bestellen Sie eine ausreichend lange Bewegung, z. B. 150 mm in der X- / Y-Achse oder 100 mm in der Z-Achse. Wenn Sie den Motor während der Bewegung mit Ihrer Hand bewegen können, bedeutet dies, dass im Motor kein Magnetfeld erzeugt wird, das für seinen Betrieb erforderlich ist. Da das Feld durch elektrischen Strom erzeugt wird, handelt es sich höchstwahrscheinlich um ein Stromversorgungsproblem.

Überprüfen Sie die von der Quelle gelieferte Spannung mit einem Multimeter. Einige Drucker laufen mit 12 V, während andere 24 V benötigen. Der Messwert sollte jederzeit stabil sein. Wenn die Stromquellenanschlüsse nicht die erforderliche Spannung liefern, beginnen die Druckerkomponenten zu versagen. Ersetzen Sie ggf. das Netzteil.

Vergewissern Sie sich danach, dass die Motoranschlussstecker richtig angeschlossen sind und dass keine Stifte verbogen sind. Versuchen Sie, die Kontinuität jedes Kabels mit einem Multimeter zu überprüfen (das Video unten zeigt Ihnen, wie es geht). Ein Fehler in einem der Kabel führt dazu, dass der Motor nicht richtig funktioniert. Wenn Sie einen Draht finden, der den Durchgangstest nicht besteht, ersetzen Sie den Stecker.

Überprüfen Sie die Treiberplatine des Schrittmotors

Der nächste Schritt bei der Suche nach der Fehlerursache ist die Überprüfung des Treibers. Typischerweise ein Pololu A4988 wird genutzt. Diese kleine Platine regelt die Leistung des Schrittmotors und dient als Bindeglied zwischen der Steuerplatine und dem Schrittmotor.

Versuchen Sie, den Treiber an einen anderen Stecker anzuschließen, und prüfen Sie, ob das Problem auf die Engine übertragen wird, an der Sie diesen Treiber angeschlossen haben. Gehen Sie beim Anschließen des Treibers sehr vorsichtig vor, da seine Stifte korrekt ausgerichtet sein müssen (suchen Sie nach „Enable“ Stecken Sie sowohl den Treiber als auch die Platine fest und passen Sie sie an). Wenn Sie es auf den Kopf stellen, brennt der Treiber oder die Steuerplatine durch.

Wenn Sie feststellen, dass das Problem der Treiber war, ersetzen Sie ihn durch denselben oder einen gleichwertigen. Es gibt leisere und langlebigere Modelle, aber sie sind viel teurer als der A4988 Fahrer.

Jetzt ist es Zeit, die Steuerplatine zu überprüfen. RepRap 3D-Drucker verwenden oft ein Arduino Mega + Rampen Kombination, da sie die billigste und zuverlässigste Version sind, die Sie bekommen können. Sie müssen sich ein anderes Board besorgen, um zu testen, ob das Problem weiterhin auftritt.

Wie man einen lauten/klickenden Schrittmotor repariert

Erhöhen Sie die Motortreiberspannung, um das erforderliche Drehmoment zu erreichen

Wenn ein Schrittmotor ein wirklich großes Drehmoment erzeugen muss (höher als das, was er liefern kann), hört er auf, sich zu bewegen, aber das Magnetfeld fordert die Motorwelle weiterhin auf, sich zu drehen. Dies ist als ein oder mehrere „Klicks“ innerhalb der Engine zu hören.

Da die Steuerplatine keine Rückmeldung über die Extruderposition hat, wird der Druck fortgesetzt, als ob nichts passiert wäre und der Schritt „verloren“ ist. Dies erzeugt eine Verschiebung von Schichten im Objekt oder Sektoren ohne abgelegtes Filament, wenn der Motor, der Schritte verliert, der Extrudermotor ist.

Die häufigste Ursache für Schrittverluste in den Bewegungsachsen ist eine im Motortreiber eingestellte niedrige Spannung. Um die Spannung zu erhöhen, haben die Treiber auf der Oberseite ein kleines Potentiometer. Drehen Sie das Potentiometer mit einem Schraubendreher mit Keramikspitze im Uhrzeigersinn. Gleichzeitig sollte die gelieferte Spannung mit einem Multimeter abgelesen werden.

Die erforderliche Spannung variiert je nach Drucker, Schrittmotortyp und vom Motor benötigter Last. Z-Achsen- und Extrudermotoren erfordern oft mehr Spannung als die anderen. Einige Leute führen Berechnungen durch, um die Spannung entsprechend dem verwendeten Motor zu bestimmen, aber meiner Erfahrung nach muss dies empirisch erfolgen, indem der Spannungswert erhöht wird, bis ein zuverlässiger Betrieb erreicht ist.

Andere häufige Ursachen

• Mangel an Schmierung in den Führungen :Dadurch erfordert die Bewegung ein größeres Drehmoment.
• Übermäßige Spannung der Riemen :Der Riemen zieht stark an der Motorwelle, wodurch er unnötig gespannt wird. Die Riemen sollten relativ straff sein, aber übertreiben Sie es nicht.
• Niedrige Extrusionstemperatur :Wenn das Filament nicht heiß genug ist, fließt es nicht reibungslos durch das Hotend, wodurch der für die Extrusion erforderliche Druck zunimmt. Ein Temperaturturm ist der beste Test, um die optimale Drucktemperatur zu ermitteln.
• Fehler in der Fasskühlung :wenn die Hitze „steigt ” entlang des Laufs führt dies dazu, dass das Filament weich wird. Der obere Teil des Filaments soll wie ein Kolben wirken, also muss er möglichst kalt sein. Wenn dies fehlschlägt, wird der Motor stärker angetrieben, was dazu führt, dass er Schritte verliert und einen Stau in der Düse erzeugt. Das Hinzufügen eines Kühlkörpers und/oder eines Lüfters kann bei diesem Problem Abhilfe schaffen.
• Die eingestellte Geschwindigkeit ist zu hoch :Die vom Motor geforderte Beschleunigung muss innerhalb seiner Möglichkeiten liegen. Wenn der Motor die Bewegungsanforderung nicht erfüllt, verliert er Schritte. Die X/Y-Achsen sind am stärksten von diesem Problem betroffen.
• Spiel auf der Welle :Wenn der Riemen zu locker ist oder das Führungssystem ein geringes Spiel zulässt, gehen die ersten Schritte bei einer Richtungsänderung verloren, was zu einer Verzerrung des Objekts führt.
• Treiberüberlastung :Da Treiber mit sehr großen Strömen umgehen, müssen sie große Wärmemengen abführen. Dazu werden in der Regel Aluminium-Kühlkörper auf dem Hauptchip des Treibers angebracht. Wenn die Hitze zu groß ist, beginnt der Treiber zu versagen und eines der häufigsten Symptome ist der Verlust von Schritten im Motor. Um dies zu vermeiden, empfehle ich, einen Lüfter direkt auf die Treiber zu platzieren.

Andere häufig gestellte Fragen

Kann ein Schrittmotor zu heiß werden?

Wenn Sie die Motoren während eines sehr langen Drucks berühren, werden Sie feststellen, dass sie ziemlich heiß werden können. Dies geschieht, weil ein Teil der von den Motoren erzeugten Energie in mechanische Energie umgewandelt wird und ein anderer Teil als Wärme verloren geht.

Das Motorgehäuse und seine internen Komponenten sind so konstruiert, dass sie viel Hitze aushalten, aber wenn eine maximale Temperatur überschritten wird, könnten sie beschädigt werden.

Die maximale Betriebstemperatur eines Schrittmotors ist immer auf dem Datenblatt des jeweiligen Modells angegeben. Obwohl die spezifischen Werte sehr unterschiedlich sind, liegen sie normalerweise im Bereich von 70 °C bis 100 °C.

Als Faustregel könnte man sagen, wenn man den Schrittmotor nicht anfassen kann, liegt es daran, dass er eindeutig zu heiß ist. Obwohl dies relativ ist, ist es ein guter Ausgangspunkt. Regulieren Sie die Spannung in den Treibern auf einen mittleren Wert, in dem der Betrieb wie erwartet ist, aber ohne die Temperatur zu stark zu erhöhen.

Sobald Sie eine gute Konfiguration haben, empfehle ich Ihnen, die Werte für jeden Schrittmotor zu notieren. Falls Sie einen Treiber ersetzen müssen, müssen Sie diesen Test nicht wiederholen.

Müssen Schrittmotoren gewartet werden?

Schrittmotoren sind wartungsfrei. Es ist nicht notwendig, auf Details einzugehen, aber im Gegensatz zu herkömmlichen Gleichstrommotoren haben sie keine Bürsten oder Kontaktteile, die verschleißen können. Achten Sie nur darauf, dass es staub- und schmutzfrei bleibt. Wenn Sie Haarspray verwenden, um die Betthaftung zu verbessern, achten Sie darauf, alle elektronischen Teile abzudecken, bevor Sie es besprühen.

So ersetzen Sie einen Schrittmotor

Wenn Sie hierher gekommen sind, ohne das Problem zu finden, ist der Schrittmotor höchstwahrscheinlich defekt und Sie müssen ihn ersetzen. Dazu ist es wichtig, dass Sie wissen, dass sich die NEMA 17-Bezeichnung (die im 3D-Druck am häufigsten verwendete) nur auf die Verteilung der Befestigungsgewindebohrungen bezieht. Innerhalb dieser Motorenpalette gibt es unzählige Varianten, die den von Ihnen benötigten Spezifikationen entsprechen können oder auch nicht.

Erkundigen Sie sich vor dem Kauf eines neuen Motors beim Druckerhersteller nach den Spezifikationen in Bezug auf:

• Betriebsspannung
• Drehmoment
• Rotationsgrad für jeden Schritt (Anzahl der Schritte pro Umdrehung)
• Höhe des Motors (um sicherzustellen, dass er an die gleiche Stelle wie der vorherige passt)

Sehen Sie sich unseren Bereich mit empfohlenen Produkten an

Wir haben einen Abschnitt mit empfohlenen Produkten erstellt, der es Ihnen ermöglicht, das Rätselraten zu beseitigen und den Zeitaufwand für die Suche nach Druckern, Filamenten oder Upgrades zu reduzieren, da wir wissen, dass dies eine sehr entmutigende Aufgabe sein kann und im Allgemeinen zu viel Verwirrung führt .

Wir haben nur eine Handvoll 3D-Drucker ausgewählt, die unserer Meinung nach sowohl für Anfänger als auch für Fortgeschrittene und sogar Experten geeignet sind, um die Entscheidung zu erleichtern, und die Filamente sowie die aufgeführten Upgrades wurden alle von uns getestet und sorgfältig ausgewählt , damit Sie wissen, dass die von Ihnen gewählte Methode wie beabsichtigt funktioniert.