Toen het bed eenmaal was bepaald, kon het frame echt worden uitgewerkt.

Het belangrijkste uitgangspunt was dat ik de bestaande Z-geometrie niet onnodig wilde wijzigen.

Niet omdat dat onmogelijk is, maar omdat de aanwezige constructie technisch bruikbaar is en al als complete module is opgebouwd.

Aan beide zijden zitten twee Z-geleiders.

De onderlinge afstand is ongeveer 190 mm.

Exact tussen die twee geleiders zit de spindel.

Die spindel en geleiders zitten mechanisch gekoppeld aan zowel de bedconstructie als het frame.

Dat betekent in de praktijk: die geometrie ligt vast.

Daarom moest het nieuwe frame zich aanpassen aan de Z-constructie, niet andersom.

Bij het nameten bleek vanaf de buitenzijde van het frame tot aan het daadwerkelijke bed ongeveer 70 mm nodig te zijn. In die ruimte zitten de spindel en de geleiders.

Met een bed van 1020 mm breed kom je daarmee logisch uit op een buitenbreedte van ongeveer 1200 mm.

En dat werd vervolgens ook de vaste maat.

1200 mm buitenbreedte.

De twee lange zijprofielen worden 2040-profielen, rechtop geplaatst.

Dat betekent 20 mm profielbreedte in horizontale richting en 40 mm in verticale richting.

De hartlijn van ieder profiel ligt daarmee 10 mm vanaf de buitenzijde van het frame.

Bij 1200 mm buitenmaat krijg je dus:

1180 mm hart-op-hart.

Dat is precies de maat waarop de carrierinterface moet worden aangepast.

De bestaande gefreesde carrier is 8 mm dik, met ribben van ongeveer 25 mm breed en buitenranden van exact 20 mm.

Het plan is om delen daarvan opnieuw te gebruiken als interface tussen de bestaande Z-mechanica en de nieuwe bedcarrier.

De bedcarrier zelf krijgt simpelweg langere dwarsliggers zodat de bestaande Z-modules op 1180 mm hart-op-hart uitkomen.

Daarmee kan de volledige Z-constructie blijven zoals hij is.

Dat scheelt niet alleen werk, maar houdt ook een bestaande geometrie intact die al bewezen heeft mechanisch te functioneren.

Voor het nieuwe frame worden vijf nieuwe ononderbroken 2040-profielen van 1200 mm voorzien.

De reden voor vijf in plaats van vier is eenvoudig: vier zijn nodig voor de hoofdconstructie en één extra profiel blijft beschikbaar voor de X-gantry of een andere kritische dwarsverbinding.

De bestaande voorraad is ondertussen behoorlijk groot:

* 12 × 2040 van 1000 mm;
* 12 × 2020 van 500 mm;
* 12 × 2020 van 530 mm;
* 2 × 2020 van 540 mm;
* 2 × 2020 van 560 mm;
* 2 × 2020 van 520 mm;
* 2 × 2020 van 500 mm;
* 4 × 2040 van 640 mm;
* 2 × 2040 van 520 mm;
* plus de nieuwe 1200-mm profielen.

Daarmee is voor het frame zelf materiaal ruim aanwezig.

De hoogte blijft zoals hij is:

1050 mm.

Daar wilden we niets aan veranderen.

De volgende maat was de diepte.

Het bed zelf is maar 510 mm diep, maar de machine moet uiteindelijk een toolchanger krijgen. Daarvoor is extra ruimte nodig voor docking, carriage-clearance en overtravel.

De machine onnodig 750 of 800 mm diep maken wilde ik echter niet.

Na rekenen en inpassen is de buitenmaat daarom vastgezet op:

700 mm diep.

Met voor- en achterprofiel blijft ongeveer 660 mm interne ruimte over.

Daar gaat 510 mm beddiepte vanaf.

Er blijft dus ongeveer 150 mm extra Y-ruimte beschikbaar.

Dat is voldoende voor de toolchanger zonder de machine onnodig groot te maken.

Daarmee staat het frame nu in feite vast:

1200 × 700 × 1050 mm.

Het beoogde bouwvolume komt daarmee ongeveer uit op:

1020 × 510 × 800 mm.

XY: rails en riemen

Bij een machine van deze schaal wordt de bewegingsconstructie meteen belangrijk.

Een standaard VZBot gebruikt op X bijvoorbeeld een relatief kleine lineaire rail. Bij een VZ330 werkt dat uitstekend, maar onze overspanning is ruim een meter.

Daarom wordt de XY-constructie zwaarder uitgevoerd.

Geen V-wheels.

Geen losse ronde assen.

Geen spindels op X en Y.

De keuze is:

lineaire rails voor geleiding, riemen voor aandrijving.

Voor Y komen twee rails, één links en één rechts.

De huidige richting is MGN12H of MGN15H.

Voor X gaat de voorkeur naar MGN15H.

Niet omdat MGN9 technisch waardeloos is, maar omdat de schaal van deze machine simpelweg totaal anders is.

De X-gantry zelf staat nog niet definitief vast.

Een enkel 2040-profiel van ruim een meter lang kan te slap worden.

Daarom wordt nog gekeken naar een stijvere extrusie of samengestelde gantry.

De uiteindelijke lengte zal waarschijnlijk ergens rond 1160–1180 mm uitkomen.

De aandrijving blijft met riemen.

Spindels op X en Y zijn bewust niet gekozen vanwege:

* hogere massa;
* lagere snelheid;
* extra lagering;
* risico op whip bij grote lengtes;
* minder passend bij een snelle VZBot-achtige architectuur.

Voor Z blijven spindels juist logisch.

Van meerdere extruders naar een echte toolchanger

De oorspronkelijke wens was vooral: meerdere materialen gebruiken zonder constant filament te wisselen.

Een tweede extruder zou dat al deels oplossen.

Maar zodra je zelfbouw serieus gaat uitwerken, is twee tools eigenlijk een vrij willekeurige grens.

Daarom is uiteindelijk gekozen voor:

Lineux Toolchanger op VZBot-basis.

Het doel is ongeveer zes tools.

Dat maakt combinaties mogelijk zoals:

* verschillende nozzleformaten;
* supportmateriaal;
* verschillende technische filamenten;
* gespecialiseerde hotends;
* eventueel meerdere kleuren zonder eindeloze purgecycli.

Voor de actieve toolheads zijn inmiddels ook al componenten gekozen:

* Bondtech LGX Lite V2;
* Phaetus Dragon ACE;
* PT1000;
* 24 V Sunon MagLev 40 × 20 mm fan.

De hotends moeten minimaal ongeveer 350 °C aankunnen.

Liever richting 370 °C.

De chamber zelf moet continu ongeveer 90 °C kunnen draaien.

Het bed moet richting 120 °C kunnen.

Dat betekent dat de machine expliciet bedoeld is voor materialen zoals:

* ASA;
* ASA-CF;
* PA;
* PAHT;
* PA12;
* PETG;
* PLA;
* en andere technische filamenten.

Load cells

Een andere ontwerpbeslissing ging over crashdetectie en probing.

In eerste instantie werd gekeken naar camera’s per toolhead.

Dat zou echter betekenen dat iedere tool extra videobekabeling krijgt.

Dat past totaal niet bij het doel om de moving harness zo compact mogelijk te houden.

Daarom is gekozen voor een load cell per toolhead.

Diezelfde sensor kan worden gebruikt voor:

* nozzle probing;
* Z-homing;
* bed mesh;
* nozzle-contactdetectie;
* crashdetectie.

Dat maakt de sensor veel nuttiger dan alleen een losse probe.

De exacte load cell is nog niet gekozen.

Camera’s

Ook de camera-opstelling is vereenvoudigd.

In plaats van meerdere camera’s per tool komen er:

* 2 vaste groothoekcamera’s in de chamber;
* 1 gedeelde carriagecamera.

De carriagecamera blijft dus op de bewegende carriage zitten en kijkt steeds naar de actieve tool.

Dat geeft een close-up van nozzle en eerste laag zonder dat iedere tool zijn eigen USB-kabel hoeft te krijgen.

Collision detection blijft een taak van de load cells.

Video is alleen voor zicht en inspectie.

Daarmee is de mechanische architectuur inmiddels opvallend compleet.

De grootste open punten zijn nu vooral:

* exacte X-gantry;
* definitieve railmaten;
* riemlayout;
* Lineux-docking;
* CAN-toolboards;
* heateropbouw;
* voeding en chamberverwarming.

Maar qua hoofdconstructie staat de richting vast.