Schrittmotor: was den 3D-Drucker bewegt

So funktioniert ein Schrittmotor

Ein Schrittmotor ist ein Elektromotor, dessen Rotor sich in festen Schritten weiterbewegt, üblicherweise um 1,8 Grad, also 200 Schritte pro Umdrehung. Die Steuerelektronik schickt Impulse an die Spulen, und der Motor dreht sich genau um so viele Schritte, wie er Impulse bekommen hat.

Die Chips im Treiber teilen außerdem jeden Schritt in kleinere Teile (Mikroschritte), wodurch die Bewegung gleichmäßiger und leiser wird. Deshalb muss man sich beim Positionieren nicht auf einen Sensor verlassen, und der Drucker weiß, wo der Kopf ist, auch wenn er ihn nicht sieht.

Wo er im Drucker eingesetzt wird

• Kopfbewegung. Bei CoreXY bewegen zwei Motoren über Riemen den Kopf in X und Y.
• Bett heben und senken. Ein weiterer Motor oder mehrere Motoren bewegen das Bett in der Z-Achse.
• Filamentvorschub. Ein kleiner Motor im Extruder schiebt den Kunststoff mit einer Genauigkeit von Bruchteilen eines Millimeters ins Hotend.

Wann der Motor versagt und was das bedeutet

Bekommt der Motor zu große Last, überspringt er einen Schritt, und der Drucker merkt es nicht. Dann verschiebt sich der gesamte weitere Druck, was ein typischer Layer Shift ist: Der obere Teil des Teils ist gegenüber dem unteren versetzt. Ursache ist meist zu hohe Geschwindigkeit, ein verhakter Kopf oder ein lockerer Riemen.

Für Sie heißt das, dass man ein fehlerhaftes Teil auf den ersten Blick erkennen sollte. Achten Sie beim fertigen Stück auf regelmäßige Stufen an den Seiten. Jede Charge fotografieren wir vor dem Versand, und wenn Sie mit einem Stück unzufrieden sind, schreiben Sie an jakub.novak@boostello.com. Wie sich der Kopf bewegt, beschreibt CoreXY.

Servomotor oder Schrittmotor

Auch ein Servomotor kann die Position steuern, hat aber im Unterschied zum Schrittmotor einen Sensor, der kontrolliert, wohin er sich wirklich gedreht hat, und danach den Fehler korrigiert. Er ist genauer und leistungsfähiger, aber auch deutlich teurer. In 3D-Druckern für Endkunden kommen deshalb vor allem Schrittmotoren zum Einsatz.

Einen geschlossenen Regelkreis gibt es allerdings auch bei Schrittmotoren mit Magnetsensor. Manche Drucker nutzen ihn, um einen übersprungenen Schritt zu erkennen. Für den Kunden ist das ohne Bedeutung, wichtig ist das Ergebnis.