Zesty Nimble (am TT Sapphire S) Teil 1

Heute möchte ich Euch den Zesty Nimble vorstellen.

Zuerst möchte ich erläutern welche Idee hinter dem Nimble von Zestytech steckt. Wie wir alle wissen gibt es 2 Arten von Extrudern. Die sicher verbreitetste Technik sind die Bowden Extruder, die das Filament vom Extruder selbst durch einen Bowdenschlauch zum Hotend transportieren. Die Alternative sind DirectExtruder bei denen der Extruder samt Motor direkt am Hotend verbaut ist.
Beide Systeme haben ihre Vor- und Nachteile. Beim Bowdensystem liegt der Nachteil darin, dass das Filament im inneren des Bowdenschlauchs gestaucht wird, bzw. sich in leichte Bögen legt. Da der Bowdenschlauch nicht exakt der Dicke des Filament entsprechen darf um meist vorhanden Toleranzen bei der Durchmesserstabilität des Filament auszugleichen und nicht zu verstopfen. Diese Stauchung beeinflusst unseren Retract. Wenn der Extruder das Filament zurückzieht, wird es nicht direkt aus der Spitze der Düse zurückgezogen, sondern es muss zuerst die Stauchung innerhalb des Schlauches beseitigt werden. Diese Ausgleichslänge muss auf die eigentliche Retractlänge aufgeschlagen werden. Leider ist es nun mal so, dass ein Filament nicht wie das andere ist. (Durchmesser, Flexibilität, usw.) Also ist dieser Aufschlag auch vom Filament abhängig. Weiterhin kommt die Länge des Bowdenschlauchs zum tragen. Insbesondere bei größeren Druckern mit entsprechend langen Bowdensystemen kann dies in sehr hohen Retract-Längen resultieren. Somit ergibt sich das Problem, das wir nicht die eine perfekte Retractlänge einstellen können, sondern theoretisch je nach Filament anpassen müssen. Der nächste Nachteil eines Bowdensystems ist, dass sich Flex-Filamente, je nach Ihrer Flexibilität, schwer bis gar nicht verarbeiten lassen.
Der Vorteil bei Bowden-System ist, dass der Extruder vom Druckkopf getrennt ist. Dadurch wird, im Gegensatz zum Direct-Extruder massiv Gewicht am Druckkopf eingespart.

Womit wir auch beim größten Nachteil des Direct-Extruders sind, dem Gewicht. Durch den Fakt dass zum eigentlichen Aufbau des Druckkopfs (Hotend, Lüfter, usw.) auch noch der Extruder samt passendem Motor kommt, wird er eben sehr schwer. Durch das hohe Gewicht muss meistens auch die Geschwindigkeit stark reduziert werden, da Hotends mit Direct-Extruder auf Grund der Massenträgheit zum Nachschwingen und damit zum Ghosting neigen.

Da kommt der Zesty nimble ins Spiel.

Die Idee hinter dem nimble ist, die Vorteile der beiden oben genannten Systeme zu vereinen und dabei gleichzeitig Ihre jeweiligen Nachteile auszumerzen.
Dies wird versucht, indem zwar der eigentliche Extruder, in sehr kleiner leichter Bauweise mit gerade einmal 26 Gramm Gewicht, direkt am Hotend sitzt. Der eigentliche Antrieb, also der Motor, aber weiterhin am Rahmen des Druckers befestigt wird. Die Kraftübertragung vom Motor zum Extruder wird dabei über eine Flexible Welle gelöst.

Lieferumfang des Zesty nimble

Wie oben auf dem Bild zu erkennen ist besteht der Lieferumfang des nimble aus der flexiblen Welle, dem Extruder selbst, der in Einzelteilen, die aber schnell und unkompliziert montiert sind, geliefert wird, einer kleinen Tube Fett für die Lager, einer Halterung für den Motor und die Welle und einem Adapterstück um die Flexwelle am Motor zu befestigen.

Beim Umbau kann der Motor des Extruder weiter verwendet werden, Zesty empfiehlt hier einen Motor mit 1,8 grad Schrittweite.
Dies liegt daran, dass der Motor wenig Kraft benötigt, aber schnelle Bewegungen erfordert.
Warum wenig Kraft, aber schnelle Umdrehungen? Dies hat mit dem zu tun, was viele als Gegenargument zum nimble ins Feld führen wenn Sie den Aufbau des nimble sehen. Die Flexwelle ist letztendlich ein Stahlkabel welches durch einen Schlauch geführt wird. Wenn nun die Kraft des Motors auf dem Extruder übertragen wird, wirken natürlich Torsionskräfte auf das Kabel. Zesty sagt, dass den innere Aufbau des Kabels die Kräfte extrem gut weiter gibt ohne sich stark in sich selbst zu verdrehen. Vollständig vermeiden lässt sich dies aber nicht, da das Kabel dadurch zu steif werden würde für unsere Anwendung. Also hat sich Zesty überlegt und getestet wie dieser Torsionskraftverlust optimal ausgeglichen wird und sind bei der Lösung angekommen eine 1 zu 32 Übersetzung im inneren des Extruders zu verwenden.

Motor mit Verbindung zur Flexwelle

Durch diese hohe Übersetzung wird der Torsionskraftverlust nahezu vollständig ausgeglichen aber der Motor muss entsprechend mehr Umdrehungen machen um das Filament zu transportieren. Bei meinem Aufbau sind dies aktuell um die 2700 Schritte bei 16 Microstepps. Dafür komme ich nun mit 1,2mm Retract bei 32mm/s Retract-Geschwindigkeit aus.

Ende Teil 1

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