3D-Druck

Rahmen, Beine und Schalen von Strido sind 67 gedruckte Teile aus 34 Teiletypen, alle per FDM (Fused Deposition Modelling) auf einem gewöhnlichen 220 × 220 mm großen Drucker hergestellt. Diese Seite erklärt die Einstellungen im Kit-Profil, warum jede davon für einen Laufroboter wichtig ist und wie Sie die Druckliste und den Druckbarkeitsbericht lesen.

In Strido

Jedes gedruckte Teil ist in der Druckliste mit Anzahl, Farbe, Datei, Größe auf dem Druckbett, Stützen und Hinweisen aufgeführt. Die verifizierten Slicer-Einstellungen stehen in prusaslicer.ini; 13 fertige 220 × 220 mm große Druckplatten (10 graphit, 3 limette) sind im Druckpaket und im Bausatz enthalten. Die Druckbarkeitsprüfung (make printability, Bericht in Druckbarkeit) slict jedes Teil und jede Druckplatte mit PrusaSlicer. Die Seite Druckpaket bündelt all das zum Herunterladen.

Wie FDM funktioniert

Ein FDM-Drucker schiebt ein 1,75 mm dickes Kunststofffilament durch eine heiße Düse (0,4 mm in diesem Kit) und legt es in dünnen Linien ab. Linien bilden eine Schicht; Schichten stapeln sich zum Teil. Daraus folgen drei Konsequenzen, und jede Einstellung unten betrifft eine davon:

1. Ein Teil ist ein Stapel verschweißter Linien, kein massiver Block. Es ist entlang der Linien am stärksten und zwischen den Schichten am schwächsten.
2. Jede Schicht braucht etwas darunter. Steile Überhänge und frei schwebende Elemente brauchen Stützen.
3. Geschmolzener Kunststoff fließt und schrumpft. Löcher werden etwas kleiner als gezeichnet, und die erste Schicht breitet sich aus.

Das Material: PETG (oder PLA+)

Die Druckliste erlaubt PETG oder PLA+; das Profil ist auf PETG eingestellt (filament_type = PETG, Dichte 1,27 g/cm³).

Eigenschaft	Warum sie für Strido wichtig ist
Zäh statt spröde	Beine nehmen bei jedem Auftreten Stöße auf; PETG biegt sich eher, bevor es bricht
Gute Schichthaftung	Weniger Risse zwischen den Schichten bei dünnen Koppeln wie short_link
Wärmeformbeständigkeit bei 68 °C (Prusament-PETG-Datenblatt)	Servos und UBECs erwärmen sich im Körper; PLA erweicht bei niedrigerer Temperatur
Geringer Verzug	Große flache Teile wie bottom_shell und top_shell_sensor (114 × 208 mm) bleiben eben
Zieht Fäden und haftet stark auf glattem PEI	Verwenden Sie ein texturiertes oder Satin-Blech oder Klebestift auf glattem PEI
Stützen sind schwer zu entfernen	Eng anliegende Stützen und sorgfältiger Einsatz des Seitenschneiders (siehe Werkzeuge)

Temperaturen im Kit-Profil: Düse 235 °C für die erste Schicht, danach 240 °C; Bett durchgehend 80 °C. Prusas PETG-Leitfaden empfiehlt 230/240 °C für die Düse und 85/90 °C für das Bett, die Kit-Werte liegen also im üblichen Bereich; passen Sie das Bett an Ihr Druckblech an, wenn die erste Schicht nicht haftet.

Trockenes Filament

PETG nimmt Feuchtigkeit aus der Luft auf. Feuchtes Filament knackt, zieht Fäden und ergibt schwächere Schichten. Wenn Sie an der Düse Knistern hören, trocknen Sie die Spule, bevor Sie tragende Teile drucken.

Das Kit-Profil, Einstellung für Einstellung

hardware/print/prusaslicer.ini spiegelt die Druckliste wider. Laden Sie es in PrusaSlicer über File > Import > Import Config. Wenn Sie einen anderen Slicer verwenden, übernehmen Sie diese Werte von Hand.

Einstellung	Wert	Was sie bewirkt und warum dieser Wert
Bettgröße	220 × 220 mm, 250 mm hoch	Die größten Teile (Schalen, 114 × 208 mm) müssen passen; das ist auch die Druckplattengröße
Düse	0,4 mm	Die Standarddüse; eine Linie ist etwa 0,45 mm breit
Schichthöhe	0,2 mm (erste Schicht 0,2 mm)	Halber Düsendurchmesser: gute Festigkeit und Geschwindigkeit; die Passungs- und Wandprüfungen setzen sie voraus
Perimeter	3 (≈ 1,2 mm Wand)	Die Wände tragen den Großteil der Last um Schraubenlöcher; Prusa empfiehlt für feste Teile mehr Perimeter, nicht mehr Füllung
Perimeter-Generator	Arachne	Variiert die Linienbreite, sodass dünne Wände gefüllt werden, statt Lücken zu lassen
Massive Ober-/Unterschichten	5 / 5 (1,0 mm Haut)	Schließt die Füllung mit einer steifen Haut; mit weniger Schichten kann die Füllung oben durchscheinen
Füllung	30 % Gyroid	Gyroid ist in alle Richtungen fest und wird gedruckt, ohne dass die Düse ihre eigenen Linien auf gleicher Höhe kreuzt
Stützen	standardmäßig aus, automatische Erkennung, Stil „snug“	Die Prüfung schaltet Stützen laut Liste pro Teil ein; eng anliegende Stützen folgen der Teilekontur und lassen sich leichter entfernen
Brim	standardmäßig 0	Die Prüfung fügt Teilen, die höher als 40 mm sind, einen 5-mm-Brim hinzu
Skirt	1 Umlauf	Füllt die Düse vor, bevor das Teil beginnt
gcode_label_objects	firmware	Ermöglicht es, ein einzelnes fehlgeschlagenes Teil auf einer vollen Druckplatte abzubrechen, ohne den Rest zu stoppen

Ausrichtung und Festigkeit der Schichtlinien

Da Schichten schwächer verbunden sind als Linien, ist ein Teil am schwächsten, wenn es so belastet wird, dass sich seine Schichten voneinander lösen würden. Die Kit-STLs sind bereits ausgerichtet, und die Druckliste erklärt jede Wahl in ihrer Spalte Note:

• veröffentlichte Ausrichtung: die eigene Ausrichtung von Upstream-Yertle, beibehalten, wo sie schon gut druckbar ist. Die Notiz nennt, welche Fläche den Überhang verringern würde (z. B. bottom_shell: 9 % Überhang wie veröffentlicht, 1 % auf der −Y-Fläche, dann aber 208 mm hoch auf einer schmalen Kante). Weniger Überhang heißt weniger Stützen, ändert aber auch die Schichtrichtung; behalten Sie also die veröffentlichte Ausrichtung, wenn Sie keinen Grund haben.
• neu ausgerichtet: die veröffentlichte STL war oft die CAD-Lage des Teils, hoch auf kleiner Grundfläche; das Druckpaket legt es auf die Fläche mit dem meisten Bettkontakt und dem geringsten Überhang, nie mit der Längsachse einer Koppel senkrecht (z. B. inner_tibia und outer_tibia auf ihren flachen Seiten, short_link, femur, femur_servo_connector, servo_mount_top_bracket, side_body_beam). So kommen die Bohrungen von Femur und Femur-Servoverbinder senkrecht heraus. Die Servohalter liegen wie ein U (offene Seite oben): 19 mm statt 56 mm hoch, 2 % statt 13 % Überhang, und 10 ihrer 13 M3-Vorbohrungen (Servolaschen, Halterung) senkrecht; die zwei Vorbohrungen für das Hüfthorn und die für den Hüftdrehpunkt liegen waagrecht.
• auf der Grundfläche / kopfüber drucken: camera_mount_base steht auf seiner Grundfläche (sein M3-Drehpunkt ist ein Reibgelenk, eine leicht abgeflachte waagrechte Bohrung ist daher in Ordnung; bei Bedarf mit 3,4 mm aufbohren); lidar_pedestal wird mit der Deckplatte nach unten gedruckt; electronics_deck mit der Oberseite nach unten; stiff_long_link liegt flach, beide Buchsenbohrungen senkrecht.

Warum eine senkrechte Bohrung? Ein Loch mit senkrechter Achse wird als Stapel von Kreisen gedruckt und wird rund. Ein waagrechtes Loch entsteht aus Schichten, daher muss seine Oberseite überbrückt oder gestützt werden und wird leicht abgeflacht. Bohrungen, die einen Drehpunkt oder ein Lager aufnehmen, sollten nach Möglichkeit senkrecht stehen.

Stützen und Brims

Stützen sind temporäre Strukturen unter Überhängen (Flächen, die steiler sind, als der Drucker überbrücken kann). Die Spalte Supports der Druckliste gibt yes (N % overhang) an, wobei N der Anteil der Teileoberfläche ist, der Stützen braucht. Das Profil verwendet support_material_threshold = 0, also automatische Überhangerkennung, und den Stil „snug“.

Brims sind ein paar zusätzliche Linien um die erste Schicht, die den Bettkontakt vergrößern. Ein hohes, schmales Teil wirkt als Hebel auf seiner kleinen Grundfläche: Die Düse stößt es los, bevor es fertig ist. Regel in diesem Druckpaket: Brim bei Teilen über 40 mm Höhe, 5 mm breit. Im Druckbarkeitsbericht gilt das zum Beispiel für die Schalen; die Servohalter (19 mm, wie ein U liegend) und servo_mount_top_bracket (6 mm, flach) brauchen keinen.

Lochstufen sind der eine Überhang, den das Druckpaket stattdessen im Modell beseitigt: Wo ein weites Loch auf der Bettseite (ein Lagersitz) in ein kleineres Loch darüber übergeht, hängt der Ring dazwischen in der Luft, und eine Stütze in einem Lagersitz lässt sich schwer herauspulen. Die STLs des Druckpakets schneiden die zwei Schichten über einer solchen Stufe für Brücken aus (der Lochüberhang-Trick): Schicht 1 lässt einen Schlitz so breit wie das enge Loch quer über das ganze weite Loch frei, sodass das Material links und rechts davon eine gerade Brücke zwischen seinen Wänden ist; Schicht 2 lässt ein Quadrat so breit wie das enge Loch frei und überbrückt den Schlitz; Schicht 3 ist das enge Loch wie konstruiert. Der Sitzdurchmesser und das enge Loch ändern sich nicht; das Lager liegt dann auf den zwei Sicheln links und rechts des Schlitzes auf. strido_publish.print_bridges findet diese Stufen in jedem Teil, so wie es auf dem Bett liegt (derzeit die Lagersitze von inner_tibia, outer_tibia und outer_shoulder_frame); die Druckliste vermerkt jede. In outer_shoulder_frame öffnet sich der Sitz zum Bett und wird ganz ohne Stützen gesliced. In den Tibias liegt er unter einem Auge, das über dem Bett schwebt und ohnehin Stützen braucht, und der Slicer füllt auch die Bohrung: Blockieren Sie Stützen in der Lagerbohrung (Support-Blocker oder Aufmalen), dann wird die Stufe überbrückt.

Entfernen Sie Stützen und Brims vor der Montage (Montageanleitung, Schritt 0) und entgraten Sie jede Kante, die ein bewegtes Teil berührt.

Betthaftung und die erste Schicht

Die erste Schicht entscheidet, ob ein Druck gelingt:

• Reinigen Sie das Druckblech (Fingerabdrücke sind Öl; PETG und PLA lösen sich beide von fettigen Stellen).
• Nivellieren/kalibrieren Sie die erste Schicht, sodass die Linien leicht gequetscht sind, sich aber nicht aufwerfen.
• Für PETG auf glattem PEI verwenden Sie Klebestift als Trennschicht: PETG kann so stark haften, dass es die Blechoberfläche herausreißt (Prusa).
• Lassen Sie das Bett abkühlen, bevor Sie große Teile wie bottom_shell abnehmen.

Toleranzen: Warum Löcher zu klein werden

Geschmolzene Linien werden auf einer Polygon-Näherung eines Kreises abgelegt, und die erste Schicht wird nach außen gequetscht. Beide Effekte machen Löcher kleiner als gezeichnet. Die Strido-Passungsprüfung nimmt an, dass Löcher 0,15 mm zu klein gedruckt werden (expected_hole_shrink_mm: 0.15 in hardware/verification/tolerances.yaml); ADR-009 merkt an, dass die meisten Drucker kleine Löcher 0,2–0,3 mm zu klein drucken.

Was Sie nach dem Druck dagegen tun:

Lochtyp	Abhilfe	Beispiel aus dem Passungsbericht
Durchgangsloch (Schraube geht hindurch)	Einmal mit einem Bohrer durchbohren: 3,2 mm für M3, 2,7 mm für M2.5, 2,2 mm für M2 (ISO 273 fein; mittel 3,4 / 2,9 / 2,4 mm)	bottom_shell, 4 × M3 mit 3,05 mm im CAD: 3,2 mm bohren
Kernloch für gewindeformende Schraube (Schraube schneidet ihr eigenes Gewinde)	So belassen; siehe Befestigungselemente	femur M3-Kernlöcher, 2,80–2,85 mm im CAD
Lagersitz (Presspassung)	Vor der Montage zur Probe einpassen; ein lockeres Lager bekommt einen Tropfen CA-Kleber	outer_shoulder_frame, 625ZZ (16 mm Außendurchmesser) in einem 16,17–16,21-mm-Sitz

Elefantenfuß ist die Aufweitung an der Unterkante eines Teils, verursacht durch die gequetschte erste Schicht und das Gewicht der darüberliegenden Schichten. Er macht nach unten weisende Löcher und Schlitze enger und kann verhindern, dass ein Teil plan aufliegt. Die meisten Slicer haben eine Einstellung Elefantenfuß-Kompensation, die die erste Schicht leicht verkleinert; wenn die Unterkante eines Teils ausfranst, schneiden Sie sie mit einem Entgratwerkzeug nach.

Lochkompensation für die Servohalter

Die Druckliste verlangt X-Y-Lochkompensation −0,15 mm für left_servo_mount, right_servo_mount, left_servo_mount_fl, right_servo_mount_fr und servo_mount_top_bracket; damit kommen ihre M3-Vorbohrungen auf etwa 2,65 mm, und die Schrauben greifen (ADR-009). Sie wirkt auf senkrechte Löcher; die Vorbohrungen für Hüfthorn und Hüftdrehpunkt der Servohalter liegen waagrecht, härten Sie diese also mit dünnflüssigem Sekundenkleber, wenn eine Schraube durchdreht. Die Option heißt so in Bambu Studio und OrcaSlicer; nicht jeder Slicer hat eine reine Lochkompensation. Wenn Sie ohne sie drucken, härten Sie diese Vorbohrungen vor dem Eindrehen der Schrauben mit einem Tropfen dünnflüssigem Sekundenkleber, wie in Verbindungselemente erklärt; anaerobe Schraubensicherung ist nicht für Kunststoff.

Druckplatten und Farben

Das Kit verwendet zwei Farben: Primär (graphit) für Rahmen und Beine und Sekundär (limette) für Schalen und Schultern. Die 13 fertigen Druckplatten in hardware/print/plates/ (plate_graphite_01…10.3mf, plate_lime_01…03.3mf) sind vorab angeordnete 220 × 220 mm große Druckbetten, sodass ein ganzer Roboter kein manuelles Anordnen erfordert. Jede Druckplatte wurde von der Druckbarkeitsprüfung so wie angeordnet geslict und akzeptiert.

Filamentbudget: Die Druckliste summiert sich auf 943 cm³ massive Teile (≈ 659 g PETG bei den Kit-Einstellungen). Der Slicer schätzt inklusive Füllung, Stützen und Brims für jedes Teil 958 g und 100 h. Die Stückliste sieht zwei 1-kg-Spulen vor (eine pro Farbe); die Druckliste plant 1,2 kg inklusive Testdrucken ein.

Die Druckbarkeitsprüfung

Die Druckbarkeitsprüfung (python -m strido_verify.printability, make printability) stellt sicher, dass sich das Kit mit genau diesen Einstellungen wirklich drucken lässt:

Diagramm wird gezeichnet…

• Slicer-Stufe: Jedes Teil wird so geslict, wie es liegt, mit den Stützen und dem Brim aus der Druckliste. Sie scheitert, wenn der Slicer Fehler liefert oder Stabilitätsprobleme meldet, die diese Stützen und der Brim nicht verhindern. Filamentmasse und Zeit stammen aus dem erzeugten G-Code.
• Wand-Scan: Eine seitliche Wand besteht aus Linien (je ≈ 0,45 mm), eine waagrechte Haut aus Schichten (0,2 mm). Unter einer Linie (0,4 mm) oder einer Schicht (0,2 mm) lässt der Slicer das Element weg: fail. Unter zwei Linien (0,8 mm) oder drei Schichten (0,6 mm) wird es gedruckt, ist aber zerbrechlich: warn.
• Druckplatten: Jede 3MF-Druckplatte wird so geslict, wie sie angeordnet ist, und muss auf das Bett passen.

Aktuelles Ergebnis: 34 Teiletypen und 13 Platten, 0 fail, 4 warn. Die Warnungen betreffen die vier Servohalter mit kleinen Deckschichtbereichen von nur 0,38–0,53 mm Dicke (zwei Schichten): druckbar, aber drucken Sie sie sorgfältig.

So lesen Sie die Druckliste

Jede Zeile von hardware/print/print_list.md hat acht Spalten:

Spalte	Bedeutung
Part	Teile-ID, dieselbe wie im Teilekatalog und in der Montageanleitung
Qty	Stück pro Roboter (z. B. femur 4, eines pro Bein)
Colour	primär (graphit) oder sekundär (limette)
File	STL unter hardware/print/, bereits ausgerichtet
Size on bed (mm)	X × Y × Z, wie es liegt; Z ist die Höhe, die über den Brim entscheidet (> 40 mm)
Supports	no oder yes (N % overhang)
Source	Upstream-STL, Upstream-STEP, neues Strido-Teil oder ein geändertes Upstream-Teil
Note	Gründe für die Ausrichtung und Änderungen gegenüber Upstream

Lesen Sie auch die beiden Absätze über der Tabelle: Sie enthalten die globalen Einstellungen und die besondere Anweisung für die Servohalter.

Selbsttest

1. Warum verwendet das Kit drei Perimeter und nur 30 % Füllung statt mehr Füllung?
2. bottom_shell ist 42 mm hoch. Bekommt sie einen Brim, und warum?
3. Ein gedrucktes M3-Durchgangsloch ist für die Schraube zu eng. Was tun Sie?
4. Was macht das Druckpaket, wo ein Lagersitz auf der Bettseite in ein kleineres Loch darüber übergeht?
5. Was sind die beiden Fehlerkriterien des Wandstärken-Scans?

Antworten

1. Lasten um Schraubenlöcher und Kanten werden von den Wänden getragen; zusätzliche Perimeter erhöhen die Festigkeit dort, wo sie gebraucht wird, während Füllung hauptsächlich Masse und Zeit hinzufügt (Prusa gibt denselben Rat).
2. Ja. Jedes Teil, das höher als 40 mm ist, bekommt einen 5-mm-Brim, weil ein hohes Teil auf kleiner Grundfläche vom Bett gestoßen werden kann.
3. Bohren Sie einmal mit einem 3,2-mm-Bohrer durch (3,4 mm für eine lockerere Passung); gedruckte Löcher fallen etwa 0,15 mm zu klein aus.
4. Es schneidet die zwei Schichten über der Stufe für Brücken aus (der Lochüberhang-Trick): einen Schlitz so breit wie das kleine Loch quer über den Sitz, dann ein Quadrat, dann das kleine Loch. Jede Schicht überbrückt dann zwischen Wänden, auf denen sie aufliegt, sodass der Sitz keine eigenen Stützen braucht (wo der Slicer trotzdem welche setzt, wie in den Tibias, blockieren Sie sie in der Bohrung).
5. Eine seitliche Wand dünner als eine Extrusionslinie (0,4 mm) oder eine waagrechte Haut dünner als eine Schicht (0,2 mm).

Weiterführende Literatur

• Prusa-Wissensdatenbank: PETG
• Prusa-Wissensdatenbank: Elefantenfuß-Kompensation
• Bambu Lab Wiki: XY-Loch-/Konturkompensation
• PrusaSlicer auf GitHub
• Verwandt in diesem Wiki: Befestigungselemente, CAD als Code, Mechanik