June 5, 2025
Description
Mit einer Kaffeespende könnt ihr meine Arbeit unterstützen: https://ko-fi.com/peopleware Danke :-)
Für dieses Model existiert eine Version 2: PrecisionWinder NT: Gleiches Prinzip, aber einfacher - noch präziser und kompakter mit integriertem Motor und integrierten Sensoren:
There is a version 2 for this model: PrecisionWinder NT: Same principle, but simpler - even more precise and compact with integrated motor and integrated sensors:
https://www.printables.com/de/model/886231-precision-winder-nt
Modul System mit Abwickler, Universal-Spulenadapter, Motor Modul, Motor Controller verfügbar
30.03.24: Korrigierte Datei Filament guideance.3mf bzw. Rev A Files Teil 1.3mf (Rollenbohrungen fehlten)
Neu: Zweisprachige PDF Dokumentation für Revision A hier verfügbar unter "Andere Dateien" oder hier: https://pww-3d.com/winder/pwwfsreva.pdf
New: Bilingual PDF documentation for Revision A available here under "Other files" or here https://pww-3d.com/winder/pwwfsreva.pdf
Ich habe mittlerweile mehrere Dutzend Umspulungen durchgeführt und einige Teile des Spoolers modifiziert oder erweitert.
Folgende Verbesserungen wurden in Revision a eingebracht.
Die folgende Liste zeigt die modifizierten Dateien und die darin veränderten geänderten Teile:
Wenn ihr ein vorhandenes Modell aktualisieren möchtet, könnt ihr einfach die beiden Dateien Rev A Files Teil 1.3mf und Rev A Files Teil 2.3mf herunterladen. Wenn ihr ein neues Modell erstellen möchtet, könnt ihr die beiden Revisionsdateien und die obige Tabelle ignorieren
Einige Details zu den durchgeführten Änderungen findet ihr hier.
(Die komplette zweisprachige und für den Papierdruck formatierte Dokumentation ist hier verfügbar. /The complete bilingual documentation formatted for paper printing is available here)
You can find the English documentation much further down)
Der Filament-Spooler wickelt das Filament (1,75 mm) Lage für Lage präzise auf. Der Spooler ist derzeit ausschließlich für 1 kg Prusament Filamentspulen vorgesehen. Dies liegt zum einen daran, dass die Spulenkappen (spoolcaps.3mf) nur auf diese Spulen passen und zum anderen, dass das Getriebe auf diese Prusament-Spulen abgestimmt ist.
Das Filament wird durch eine Ratsche im Spulenträger und zwei Klemmrollen in der Filamentführung auf Spannung gehalten. Dadurch wird verhindert, dass sich die sorgfältig gewickelten Lagen aufrollen, wenn der Spulvorgang gestoppt wird. Die Ratsche kann weggeklappt werden, um z.B. das Filament wieder herauszuziehen oder teilweise abzuwickeln. .
Anstelle der Kurbel kann auch ein Akkuschrauber mit passender flexibler Welle verwendet werden. Die Welle kann über einen Adapter an Stelle der Kurbel angeschlossen werden. Das Filament kann schnell aufgewickelt werden, wie im obigen Montagevideo am Ende zu sehen ist.
Die automatische Wicklung erfolgt über ein Getriebe und eine Doppelhelix-Automatik.
Dabei werden pro Lage 32 Windungen auf die Spule gewickelt.
Fischgrätzahnräder werden verwendet, da sie ohne weitere Führungen in der Spur bleiben und somit weitere Gehäusewände überflüssig machen.
Im nächsten Abschnitt findest du Screenshots der PrusaSlicer-Dateien. Die Nummerierung der Teile beginnt in jedem Screenshot bei (1).
Die meisten großen Teile wurden mit 25% Infill gedruckt, während einige strapazierte Teile mit 100% Infill gedruckt wurden. Wie du auf den Bildern und den 3MF Projektdateien sehen kannst, wurde auch Infill (100%) Modifier verwendet.
Die Namen der Druckdateien (3MF, BGCODE) und die zugehörigen Nummern werden in der (Video-)Dokumentation referenziert.
Bitte beachte, dass die Videodokumentation sich von dem hier beschriebenen Vorgehen unterscheiden kann, da sie mit Revision 0 entstand und eher dem Verständnis dienen soll. In dieser Dokumentation beabsichtige ich alle Details exakt beschrieben und auf aktuellen Stand zu halten.
Im Folgenden findet ihr Listen der auszudruckenden Teile. Am Ende der folgenden Bilder befindet sich eine Liste der zusätzlich benötigten Metallteile, die beim Bau verwendet wurden. Oft können auch ähnliche Teile verwendet werden, z.B. längere Schrauben oder ein Gummiring statt einer Zugfeder usw. Bitte beachte jedoch, dass einige Schrauben im Getriebe nicht länger sein dürfen, da sie sonst die Funktion beeinträchtigen.
(Die folgende LIste ist bereits auf Stand von Rev A, Modifikationen sind markiert)
Die Dokumentation ist in 7 Teilschritte gegliedert, die folgende Tabelle ordnet die Druckteile den Steps zu:
| File | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| axlespindle.3mf (7-9) | 1 | ||||||
| baseplate.3mf (2) | 1 | ||||||
| drive.3mf (1.4) | 1 | ||||||
| filament guideance.3mf (1-3) | 1 | ||||||
| filament guideance.3mf (4-5) | 1 | ||||||
| Filament guidance extension.3mf (9) | 1 | ||||||
| frontplate.3mf (6) | 1 | ||||||
| gauge.3mf (8) | 1 | ||||||
| gears.3mf / (1) | 1 | ||||||
| gerars.3mf (2-8) | 1 | ||||||
| mainplate.3mf (1) | 1 | ||||||
| spoolcaps.3mf (5-6) | 1 | ||||||
| spoolholder.3mf (7) | 1 | ||||||
| struts.3mf (3-5) | 1 |
Zusätzlich benötigte Bauteile und meine verwendeten Bezugsquellen:
Ich habe mich beim Amazon Partnernet registriert, verdiene daher als Amazon-Partner an qualifizierten Verkäufen und bedanke mich daher, wenn ihr die Links nutzt.
Alle Teile habe ich selbst verbaut, d.h. die Maße sollten exakt passen, vorausgesetzt es gibt keine (Qualitäts)-Unterschiede zwischen unterschiedlichen Lieferbatches.
| Zusätzliche Bauteile | wird verwendet in Steps | Quelle | |||||||
| Item | Total | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Schraube M3x08 | 3 | 2 | 1 | Amzn | |||||
| Schraube M3x14 | 3 | 2 | 1 | ||||||
| Schraube M3x20 | 17 | 1 | 2 | 14 | |||||
| Schraube M3x25 | 3 | 1 | 2 | ||||||
| Schraube M3x30 | 2 | 1 | 1 | ||||||
| Mutter M3 | 5 | 1 | 2 | 2 | |||||
| Schraube M3x35 | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Schraube M5x35 | 2 | 2 | Amzn | ||||||
| Schraube M5x70 | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Mutter M5 | 2 | 2 | |||||||
| Unterlegscheibe 5 mm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Unterlegscheibe 3mm | 5 | 2 | 3 | ||||||
| Vierkant Mutter M3 | 3 | 1 | 2 | Amzn | |||||
| Vierkant Mutter M5 | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Gummi/Dichtringe | 2 | 2 | Amzn | ||||||
| Lager 11 mm | 5 | 2 | 3 | Amzn | |||||
| Lager 22 mm | 6 | 4 | 1 | 1 | Amzn | ||||
| Lager 35 mm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Gleitlager linear, 8 mm Innen | 2 | 2 | Amzn | ||||||
| Linearwelle 100 x 8 mm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Zugfeder 4,5*45 oder ähnlich, Ersatzweise Gummiringe | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| PTFE Schlauch 10 cm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Sekundenkleber | 1 | Amzn | |||||||
| Leere Prusament Spule | 1 | Prusa |
Optional benötigt ihr eine flexible Welle. Dies ist der Amazon Link zur Welle, die ich verwendet habe, und für welche der Adpater (drive.3mf (2)) passt. Es handelt sich um eine sehr günstige Welle, die aber aus meiner Sicht ausreicht, da keine großen Kräfte wirken.
Die Linerawelle und die Doppelhelix sollten geschmiert werden. Ich verwende das Fett, das ich auch zur Wartung des Druckers verwende: Synthetisches Super Lube
Die Lager werden mittig in die Platte eingepresst. Dazu wird die Messleere unter die Platte und um die Lager herum gelegt. Dann werden die Lager eingepresst oder mit einem Holzstück vorsichtig eingeklopft. Eine hohe Genauigkeit ist dabei nicht notwendig.
Die Ratsche wird rechts oben auf der Vorderseite und der Rückseite der Hauptplatte angebracht.
Zunächst pressen wir eine M3 Mutter bündig in die Unterseite der Ratsche ein. Danach wird sie rechts oben mit drei Unterlegscheiben an der Hauptplatte befestigt, wie auf dem Bild gezeigt. Die M3x20 Schraube sollte so fest angezogen werden, dass die Ratsche noch beweglich ist. Ich sichere die Schraube mit Sicherungslack oder Sekundenkleber.
Nun befestigen wir die Zugfeder, welche die Ratsche unter Spannung hält, mit je einer M3 x 8 Schraube. Auf der Hauptplatte wird die Feder an der rechten dafür vorgesehen Buchse befestigt.
Funktion des Getriebes:
Obiges Bild zeigt das Zusammenspiel der Zahnräder
Das Zahnrad ZIN leitet die Drehbewegung der Spule in das Getriebe ein und das Zahnrad ZOUT treibt schließlich die Filamentführung an.
Auf Prusament-Spulen passen 32 Windungen pro Lage. Das Getriebe sollte daher so ausgelegt sein, dass sich die Filamentführung nach 32 Spulenumdrehungen genau einmal von einer Seite zur anderen bewegt.
Das Filament wird durch einen sogenannten Reiter geführt, der auf der linken Welle (rot), der sogenannten Doppelhelix, sitzt. Die Welle hat zwei gegenläufige Spiralen, die an den Enden ineinander übergehen. Das T-Stück des Reiters wird in dieser Nut geführt. Wenn sich die Welle dreht, bewegt sich das T-Stück zum Ende der Welle. Da die Nut am Ende nahtlos in die gegenläufige Spirale übergeht, ändert das T-Stück hier seine Richtung und der Reiter wird zurückgeführt. Die kontinuierliche Drehbewegung der Spule wird in eine präzise Hin- und Herbewegung der Filamentführung umgewandelt.
Das Getriebe hat eine Übersetzung von 15,6:1. Die Doppelhelix hat 2 Windungen. Der Reiter durchläuft nach 31,2 Windungen genau einmal die Spulenbreite.
Hinweis: Bei Verwendung der Handkurbel kann die Spule in exakten Lagen vollständig aufgewickelt werden. Um die Arbeit mit dem Akkuschrauber zu beschleunigen, kann es gelegentlich zu Über- oder Unterläufen bei einer Wicklung kommen. Dies führt zu einer Störung des exakten Lagenbildes. Diese Störung setzt sich normalerweise fort. Insgesamt bleibt die Wicklung jedich auch mit dem Akkuschrauber homogener als wir sie bei manch billigem Filament im Original vorfinden.
Im Getriebe kommen sogenannte Fischgrätzahnräder zum Einsatz. Es ist wichtig zu beachten, dass korrespondierende Zahnräder immer gegenläufig montiert werden müssen. Das bedeutet, dass die Fischgrätpfeilung entweder zueinander oder voneinander zeigen muss. Besondere Vorsicht ist beim Einbau von Zahnrad Z3 geboten, da es aus Unachtsamkeit auch falsch eingesetzt werden könnte.
Ein oder mehrere korrespondierende Fischgrätzahnräder können nicht vertikal zur Achse eines bereits montierten Rades montiert werden. Stattdessen müssen sie in der Regel immer gemeinsam, also parallel vertikal montiert werden.
Zunächst bereiten wir das Helix-Zahnrad (ZOUT) und das Distanzzahnrad (ZD) vor bringen M3x14 Schrauben ein. Die Schraube wird in die Zahnradachse des ZOUT-Doppelhelix von der Zahnradachsenseite und in das Distanzzahnrad von der flachen Seite eingedrehtt.
Diese Schrauben dienen dazu, die Zahnradachsen gegen Scherkräfte zu verstärken, insbesondere wenn sich in der Filamentführung etwas verklemmt. In diesem Fall könnte die Achse abscheren (was mir bei den ersten Prototypen passiert ist).
In Z4 pressen wir von der Zahnradseite eine M3 Mutter ein. Danach können wir die vorbereiteten Zahnräder montieren. Wir nehmen die Doppelhelix (ZOUT) in die linke und Z4 in die rechte Hand und klemmen das Zwischenzahnrad (ZD) zwischen die Verzahnung der äußeren Zahnräder. Diese nun recht stabile Kombination schieben wir nun in die 3 linken Lager.
2er Gruppe hinten:
Danach drehen wir die Hauptplatte vorsichtig auf die Rückseite, um zwei weitere Zahnräder montieren zu können: Z2 und Z3.
Z3 ist an den 6 großen Löchern leicht erkennbar, Z2 an Steckachse und den 13 Zähnen,
In Z3 pressen wir eine M3 Mutter ein.
Wir legen nun beide Zahnräder aneinander. Dabei sollten wir bereits jetzt auf die Orientierung des Vierkantloches von Z3 achten, so dass es die gleiche Orientierung wie die Achse des bereits eingebauten Z4 Zahnrades besitzt. Jetzt schieben wir diese gesamte Anordnung in die Buchse bzw. auf die Steckachse.
Mit einer M3 Scheibe und einer M3 mal 25 Schraube verbinden wir nun die Räder Z3 und Z4
2er Gruppe vorne:
Jetzt bauen wir die beiden verbleibenden Zahnräder ZIN mit Ratsche und Kugellager, sowie Z1 (erkennbar an den 7 Bohrungen) ein.
Dazu bereiten wir ZIN zunächst vor, in dem wir ein 22er Lager bis zum Anschlag von Seite der drei Rundbögen einpressen.
Zuletzt legen wir das große Zahnrad Z1 an ZIN an und schieben danach beide Zahnräder gemeinsam auf die Steckachse des bereits eingebauten Z2 bzw auf die Achsbuchse auf der Hauptplatte.
Schließlich befestigen wir Z1 und Z2 mit einer M3x30 Schraube. Dabei legen wir von der Z1 Seite eine Scheibe unter.
Jetzt bereiten wir die Achsspindel (Axlespindle.3mf) vor. Achte nach dem 3D Druck darauf, dass die Nuten für die Vierkantmuttern frei sind und dass sich kein Stützmaterial mehr darin befindet, insbesondere auf den Stirnseiten. Andernfalls kannst du die Muttern nicht bis zum Anschlag einstecken. Gegebenenfalls musst du die Nuten mit einem kleinen Schraubenzieher oder einem Dremel-Werkzeug säubern.
Nachdem alles gereinigt wurde, setzen wir die M5- und M3-Vierkantmuttern ein und überprüfen, ob sie korrekt sitzen.
Danach fügen wir die passenden Abschlusspins ein und fixieren sie mit Sekundenkleber (und Aktivator). Beim Einpressen kann eine Rohrzange hilfreich sein.
Die Achsspindel ist damit vorbereitet.
Wir bauen sie jetzt ein und befestigen damit gleichzeitig das ZIN Zahnrad. Dazu stecken wir die Achsspindel mit der angeschrägten Seite (M3 Mutter) auf das Zahnrad bzw. das Lager. Von der Rückseite stecken wir nun eine M3x35 mit Scheibe auf. Wir können gerne eine größere Unterlegscheibe verwenden, um die Kraft besser auf die Hauptplatte zu verteilen) Wir schrauben die Spindekl fest an. Das Zahnrad muss sich aber jederzeit leicht drehen lassen..
Das Filament Führungssystem besteht aus 2 Hauptteilen dem sogenannten Reiter und der eigentlichen Filamentführung.
Der Reiter ist dafür verantwortlich, dass die Filamentlagen möglichst präzise gewickelt werden.
Der Reiter besteht aus 2 Teilen.
Um Teil 1 des Reiters vorzubereiten, müssen wir zunächst sicherstellen, dass die Nuten, in welche die Vierkantmuttern eingesteckt werden, sauber und durchgängig sind. Anschließend stecken wir die M3 Vierkantmuttern ein und vergewissern uns, dass die Bohrungen zentrisch sitzen. Zum Abschluss verschließen wir die Nuten mit den ausgedruckten Verschlusspins.
Bitte beachten: Der Reiter kann nicht separat montiert werden kann, sondern muss direkt an der Doppelhelix montiert werden.
Als nächstes betrachten wir das T-Stück, das im Betrieb in die Rille der Doppelhelix greift und kontinuierlich von einer zur anderen Seite fährt. Wir können das T-Stück nun mit etwas Superl Lube Schmierfett einfetten, welches wir üblicherweise für die Wartung des Gleitlagers des 3D-Druckers verwenden. So bleibt es an der Spindel haften und kann bereits richtig ausgerichtet werden.
(Achtung im Video ist noch die alte Filamentführung zu sehen)
Die Filamentführung besteht aus folgenden Teilen:
Zunächst bereiten wir die Klemmvorrichtung vor. Diese besteht aus zwei Klemmrollen, die über ein Gummi zusammengezogen werden. Ich verwende dazu 15 mm Dichtungsringe, die über jeweils 2 Tüllen gestülpt werden und die Rollen zusammenpressen. Die Klemmrolle selbst besteht aus der eigentlichen Rolle, die idealerweise aus TPU gedruckt wird und auf einem Lager (Breite/Innen/Außen: 5/5/11) sitzt.
Es gibt 2 unterschiedliche Tüllen. In den Typ (1) wird eine M3 Mutter eingesteckt, in den Typ (2) eine M3x25 Schraube. Damit Mutter und Schraube fest in den Tüllen sitzen, werden diese eingezogen, das heißt wir stecken die Schraube wie im Bild zu sehen durch beide Tüllen und ziehen diese so lange fest bis Mutter und Schraubenkopf nahezu bündig in den Tüllen verschwinden. Danach lösen wir die beiden Tüllen wieder voneinander. Die Schraube sollte nun fest im Typ (2) sitzen, die Mutter fest im Typ (1)
Wir bereiten die Lager vor. Dazu stecken wir von jeder Seite einen Achspin (4) in das Lager (3) und setzen jeweils einen Rollreifen (5) auf.
Als nächstes bereiten wir das Führungsgelenk vor dazu müssen wir den PTFE-Schlauch (2) in das Führungsgelenk (3) einführen. Es erfordert etwas Kraft, den Schlauch einzustecken. Eine breite Zange kann dabei helfen, aber achte darauf, den Schlauch nicht zu zerquetschen. Es kann auch hilfreich sein, vorher ein Filamentstück in den Schlauch einzuführen. In manchen Fällen, wie bei mir, kann es notwendig sein, die Bohrung in der Filamentführung vorsichtig mit einem Bohrer zu erweitern. Es ist wichtig, dass der PTFE-Schlauch fest im Gelenk sitzt, da er sich meines Wissens nicht kleben lässt. Danach stecken wird die Extension (3) auf die Schwalbenschwanznut des Gelenks und fixieren sie mit einer M3x8 Schraube (4). Achte dabei darauf, die Schraube nur so tief einzudrehen, dass sich die Extension nicht mehr bewegen lässt.
Nun können wir den PTFE-Schlauch auf beiden Seiten ablängen. An der Spitze der Extension! schneiden wir ihn bündig mit einer Rasierklinge oder einem Cutter ab. Am Gelenkende schneiden wir knapp 2 cm ab, so dass er später mittig im Sichtfenster wie im Ausschnittbild zu sehen sein wird.
Der PTFE Schlauch muss nun noch an der Extension fixiert werden. Dies kann mittels eines dünnen Drahtes erfolgen. Dafür finden sich 3 kleine Löcher in der Extension (A). Alternativ kann der Schlauch mittels eines KLebestreifens fixiert werden, wie hier dargestellt (B)
Um das Führungsgelenk (1) zu montieren, wird es von oben bis zum Anschlag in den Hauptkörper gesteckt und dann nach vorne geklappt (2). Anschließend wird der Verschlusspin (3) in die Nut gesteckt und mit zwei M3x20 Schrauben (4) verschraubt.
Danach können die beiden vorbereiteten Klemmrollen (5) nacheinander in die hintere Nut geschoben und jeweils mit 2 vorbereiteten Tüllen (6) befestigt werden. Die Schrauben werden nur locker angezogen, damit sich die Rollen problemlos drehen können. Wenn Sie die Dichtringe (7) über die Tüllen ziehen, können sich die Schrauben auch nicht mehr lösen. Zuletzt werden von jeder Seite die Dichtungsringe über die Tüllen Paare gestülpt (7). Dadurch werden die Klemmrollen zusammen gepresst und das Filament später geführt.
Zuletzt stecken wir Filamentführung in die Schwalbenschwanznut des Reiters und befestigen sie lose mit der M3x8 Schraube. Später werden wir mit dieser Schraube den Sitz der Filamentführung justieren.
Um das Gehäuse fertigzustellen schrauben wir Topstrebe, Mittelplatte, Bodenplatte und zuletzt die Bodenstrebe mit 7 Schrauben M3x20 an der Hauptplatte fest.
Wir bereiten die Frontplatte vor und pressen das 22er Lager mittig ein. Da wir nur ein Lager justieren müssen, brauchen wir die Messlehre dazu nicht.
Als nächstes stecken wir die Führungsschine vorsichtig durch die Gleitlager des Reiters und pressen Sie vorsichtig in die Buchse der Hauptplatte ein.
Die eingepresste Führungsschiene muss sich am Ende auf gleicher Ebene mit der Helix Welle befinden.
Jetzt stecken wir die Frontplatte auf die Doppelhelix und pressen sie gleichzeitig und vorsichtig in die Buchse der Frontplatte.
Nun wird die Frontplatte noch mit 7 Schrauben befestigt.
Mit einer letzten Schraube M3x30 verbinden wir die Frontplatte mit der Bodenplatte.
In diesem letzten Bauabschnitt machen wir folgendes:
Zusammenbau der Kurbel:
Steckachse:
Für die Steckachse werden noch 2 weitere 11er Lager benötigt.
Das erste Lager wird von der rechten Seite (im Bild) eingesteckt. Dabei ist darauf zu achten, dass es bis zur Position (x) gepresst wird, damit später die Schraube M5x70 bis zur Achsspindel reicht und die Spulenhalter befestigt werden können. Das Lager lässt sich am einfachsten mithilfe der M5x70 Schraube einziehen. Diese Einzugstechnik ist vielen Prusa MKx Drucker-Besitzern bekannt.
Um die Montage durchzuführen, stecken wir die Schraube von der rechten Seite durch das Lager in die Steckachse.
Das zweite Lager von links wird in die schmale Buchse gesteckt und auf die Schraube aufgesetzt. Danach legen wir eine große Scheibe auf, befestigen die Mutter und ziehen die Schraube vorsichtig an, bis beide Lager am Anschlag sind. Anschließend lösen wir die Schraube und legen sie zur Seite.
Wahlweise kann statt der Kurbel auch der Adapter für eine flexible Welle aufgesteckt werden.
Damit ist die eigentliche Montage beendet. Bitte beachten Sie, dass diese Schritte jedes Mal durchgeführt werden müssen, wenn eine neue Spule eingesetzt wird.
Konfektionieren der Spule
Wir stecken die beiden Spulenkappen auf die Prusamentspule auf. Dazu stecken wir zunächst den Steg in den Schlitz der Prusamentspule. Die beiden Sechsecke klicken wir dann gegenüberliegend in die Hexagon Struktur ein.
Die Kappe mit den drei Langlochbögen zeigt zum Getriebe, die geschlossene Kappe hier, zeigt zum Spulenhalter.
Jetzt können wir alle Komponenten lose zusammenstecken
Schließlich befestigen wir alle Komponenten mit der M5 x70 Schraube.
Die Montage ist damit beendet.
NEW (05.05.24) : Modular System with dispenser, Universal-Spool adapter, Motor Module, Motor Controller available
30.03.24: Wrong version of the filament guideance part A, corrected. The file Filament guideance.3mf or Rev A Files Teil 1.3mf are corrected: Sorry ! and thanks to Nobulus
I have now carried out several dozen rewinds and modified or extended some parts of the spooler.
The following improvements were introduced in revision A:
The following list shows the modified files and the changed parts in them:
If you want to update an existing model, you can simply download the two files Rev A Files Part 1.3mf and Rev A Files Part 2.3mf. If you want to create a new model, you can ignore the two revision files and the table above
Some details about the changes made can be found here.
The filament spooler precisely winds up the filament (1.75 mm) layer by layer. The spooler is currently only intended for 1 kg Prusament filament spools. This is partly because the spool caps (spoolcaps.3mf) only fit these spools and partly because the gearbox is designed for these Prusament spools.
The filament is held under tension by a ratchet in the spool carrier and two clamping rollers in the filament guide. This prevents the carefully wound layers from unwinding when the winding process is stopped. The ratchet can be folded away, e.g. to pull the filament out again or partially unwind it. .
A cordless screwdriver with a suitable flexible shaft can also be used instead of the crank. The shaft can be connected via an adapter in place of the crank. The filament can be wound up quickly, as can be seen at the end of the assembly video above.
Automatic winding takes place via a gearbox and an automatic double helix system.
In the process, 32 windings are wound onto the coil per layer.
Herringbone gears are used as they remain on track without further guides and therefore make additional housing walls superfluous.
In the next section you will find screenshots of the PrusaSlicer files. The numbering of the parts starts at (1) in each screenshot.
Most of the large parts were printed with 25% infill, while some heavy duty parts were printed with 100% infill. As you can see on the pictures and the 3MF project files, infill (100%) modifier was also used.
The names of the print files (3MF, BGCODE) and the corresponding numbers are referenced in the (video) documentation.
Please note that the video documentation may differ from the procedure described here, as it was created with revision 0 and is intended to aid understanding. In this documentation I intend to describe all details exactly and keep them up to date.
Below you will find lists of the parts to be printed. At the end of the following pictures you will find a list of the additional metal parts used in the construction. Often similar parts can also be used, e.g. longer screws or a rubber ring instead of a tension spring etc. Please note, however, that some screws in the gearbox must not be longer, otherwise they will impair the function.
(The following list is already up to date from Rev A, modifications are marked)
The documentation is divided into 7 sub-steps, the following table assigns the print parts to the steps:
| File | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| axlespindle.3mf (7-9) | 1 | ||||||
| baseplate.3mf (2) | 1 | ||||||
| drive.3mf (1.4) | 1 | ||||||
| filament guideance.3mf (1-3) | 1 | ||||||
| filament guideance.3mf (4-5) | 1 | ||||||
| Filament guidance extension.3mf (9) | 1 | ||||||
| frontplate.3mf (6) | 1 | ||||||
| gauge.3mf (8) | 1 | ||||||
| gears.3mf / (1) | 1 | ||||||
| gerars.3mf (2-8) | 1 | ||||||
| mainplate.3mf (1) | 1 | ||||||
| spoolcaps.3mf (5-6) | 1 | ||||||
| spoolholder.3mf (7) | 1 | ||||||
| struts.3mf (3-5) | 1 |
Additionally required components and my sources of supply:
I have registered with the Amazon partner network and therefore earn money as an Amazon partner from qualified sales, so thank you if you use the links.
I have installed all parts myself, i.e. the dimensions should fit exactly, provided there are no (quality) differences between different delivery batches.
| Additional components | Steps | Src | |||||||
| Item | Total | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| screw M3x08 | 3 | 2 | 1 | Amzn | |||||
| screw M3x14 | 3 | 2 | 1 | ||||||
| screw M3x20 | 17 | 1 | 2 | 14 | |||||
| screw M3x25 | 3 | 1 | 2 | ||||||
| screw M3x30 | 1 | 1 | |||||||
| nut M3 | 5 | 1 | 2 | 2 | |||||
| screw M3x35 | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| screw M5x35 | 2 | 2 | Amzn | ||||||
| screw M5x70 | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| nut M3 | 2 | 2 | |||||||
| washer 5 mm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| washer 3mm | 5 | 2 | 3 | ||||||
| square nut M3 | 3 | 1 | 2 | Amzn | |||||
| square nut M5 | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| rubber rings | 2 | 2 | Amzn | ||||||
| bearings 11 mm | 5 | 2 | 3 | Amzn | |||||
| bearings 22 mm | 6 | 4 | 1 | 1 | Amzn | ||||
| bearings 35 mm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| bearings linear, 8 mm Innen | 2 | 2 | Amzn | ||||||
| Linear wave 100 x 8 mm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| tension spring 4,5*45 oder similar or rubber ring | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| PTFE tube 10 cm | 1 | 1 | Amzn | ||||||
| Superglue Wolfix | 1 | Amzn | |||||||
| Empty Prusament Coil | 1 | Prusa |
Optionally you need a flexible shaft. This is the Amazon link to the shaft that I used and for which the adapter (drive.3mf (2)) fits. It is a very cheap shaft, but in my opinion it is sufficient as there are no great forces at work.
The liner shaft and the double helix should be lubricated. I use the grease that I also use to maintain the printer: Synthetic Super Lube
The bearings are pressed into the centre of the plate. To do this, place the gauge under the plate and around the bearings. The bearings are then pressed in or carefully tapped in with a piece of wood. High precision is not necessary.
Firstly, we press an M3 nut flush into the underside of the ratchet. It is then attached to the main plate at the top right with three washers, as shown in the picture. The M3x20 screw should be tightened so that the ratchet can still be moved. I secure the screw with locking varnish or superglue.
Now we attach the tension spring, which keeps the ratchet under tension, with one M3 x 8 screw each. The spring is attached to the right-hand socket on the main plate.
The picture above shows the interaction of the gears
The ZIN gear wheel initiates the rotary movement of the spool in the gearbox and the ZOUT gear wheel finally drives the filament guide.
Prusament spools have 32 windings per layer. The gearbox should therefore be designed in such a way that the filament guide moves from one side to the other exactly once after 32 spool rotations.
The filament is guided by a so-called rider, which sits on the left-hand shaft (red), the so-called double helix. The shaft has two counter-rotating spirals that merge into each other at the ends. The T-piece of the rider is guided in this groove. When the shaft rotates, the T-piece moves towards the end of the shaft. As the groove merges seamlessly into the counter-rotating spiral at the end, the T-piece changes direction here and the rider is guided back. The continuous rotary movement of the spool is converted into a precise back and forth movement of the filament guide.
The gearbox has a ratio of 15.6:1 and the double helix has 2 windings. The rider passes through the spool width exactly once after 31.2 turns.
Note: When using the hand crank, the coil can be wound up completely in exact layers. In order to speed up work with the cordless screwdriver, over- or under-running may occasionally occur in a winding. This leads to a disruption of the exact layer pattern. This disturbance normally continues. Overall, however, the winding remains more homogeneous with the cordless screwdriver than we find with some cheap filaments in the original.
So-called herringbone gears are used. It is important to know that corresponding gears must always be mounted in opposite directions, i.e. the herringbone pitch must point towards or away from each other. This is particularly important when installing gearwheel Z3, as it could be installed incorrectly due to carelessness. One or more corresponding herringbone gears cannot be mounted vertically to the axis of an already mounted gear, but must generally always be mounted together, i.e. parallel vertically.
We first prepare the helical gear (ZOUT) and the spacer gear (ZD) and insert M3x14 screws. The screw is inserted into the ZOUT double helix from the gear axis side and into the spacer gear from the flat side. These only have the function of reinforcing the gear axles against shear forces. Especially if something gets jammed in the filament guide, the axle could shear off (this happened to me with the first prototypes).
We press an M3 nut into Z4 from the gearwheel side. Then we can mount the prepared gear wheels. We take the double helix (ZOUT) in the left hand and Z4 in the right hand and clamp the intermediate gear (ZD) between the teeth of the outer gears. We now slide this now quite stable combination together and in parallel into the 3 left-hand bearings.
We then carefully turn the main plate onto the back so that we can fit two more gearwheels: Z2 and Z3.
Z3 is easily recognisable by the 6 large holes, Z2 by the thru axle and the 13 teeth,
Press an M3 nut into Z3.
We now place both gears together. We should already pay attention to the orientation of the square hole of Z3 so that it has the same orientation as the axle of the already installed Z4 gearwheel. We then slide this entire arrangement into the bushing or onto the quick-release axle.
Using an M3 washer and an M3 x 25 screw, we now connect the Z3 and Z4 gears
Now we install the two remaining gear wheels ZIN with ratchet and ball bearing, as well as Z1, recognisable by the 7 holes.
To do this, we first prepare ZIN by pressing in a 22 mm bearing by hand until it reaches the stop on the side of the three round arches.
Finally, place the large gear wheel Z1 on ZIN and then slide both gear wheels together onto the quick-release axle of the installed Z2 or onto the axle bush on the main plate.
Finally, we fasten Z1 and Z2 with an M3x30 screw. Place a washer underneath from the Z1 side.
Now we prepare the axle spindle (Axlespindle.3mf ). After printing, please take great care to ensure that the grooves for the square nuts are free and that there is no more support material in them, especially at the ends. Otherwise you will not be able to insert the nuts as far as they will go. You may need to clean the grooves with a small screwdriver or a Dremel tool.
Once everything is clean, insert the M5 and M3 square nuts and check that they are correctly seated.
Now insert the two matching end pins and fix them in place with superglue (and activator). A pipe wrench, for example, can help when pressing them in.
The axle spindle is now ready.
We now install it and fasten the ZIN gearwheel at the same time. To do this, we attach the axle spindle with the bevelled side (M3 nut) to the gear wheel or bearing. From the rear, insert an M3x35 with washer (ideally with a larger outer diameter to distribute the force better on the main plate) and screw it into the spindle. The screw must be tightened firmly.
The filament guide system consists of 2 main parts, the so-called rider and the actual filament guide.
The rider is responsible for ensuring that the filament layers are wound as precisely as possible.
The rider consists of 2 parts.
We need to prepare part 1 of the rider: Firstly, we need to make sure that the grooves into which the square nuts are inserted are clean and continuous. Then we insert the M3 square nuts, make sure that the holes are centred and close the grooves with the printed locking pin.
The rider cannot be assembled separately. It must be mounted directly on the double helix. Since the double helix gear is already installed, we fix the main plate in a suitable way (PCB holder, vice, or helping hands to be able to work on the helix.
Let's look at the T-piece first. During operation, it engages in the groove of the double helix and moves continuously from one side to the other. We can now grease the T-piece with some Superl Lube, which we usually use to maintain the 3D printer's plain bearing. This ensures that it sticks to the spindle and is already correctly aligned.
The filament guide consists of the following parts:
Firstly, we prepare the clamping device. This consists of two clamping rollers that are pulled together by a rubber. I use 15 mm sealing rings for this, which are placed over 2 grommets each and press the rollers together. The clamping roller itself consists of the actual roller, which is ideally printed from TPU and sits on a bearing (width/inside/outside: 5/5/11).
There are 2 different grommets. An M3 nut is inserted into type (1) and an M3x25 bolt into type (2). To ensure that the nut and bolt sit firmly in the grommets, they are pulled in, i.e. we insert the bolt through both grommets as shown in the picture and tighten it until the nut and bolt head disappear almost flush in the grommets. Then loosen the two grommets from each other again. The screw should now be firmly seated in type (2), the nut firmly in type (1)
Prepare the bearings. To do this, insert an axle pin (4) into the bearing (3) from each side and place a rolling tyre (5) on each side.
Next, we prepare the guide joint and insert the PTFE tube (2) into the guide joint (3). It requires some force to insert the tube. A wide pair of pliers can help, but be careful not to crush the tube. It can also be helpful to insert a piece of filament into the tube beforehand. In some cases, like mine, it may be necessary to carefully widen the hole in the filament guide with a drill. It is important that the PTFE tube sits firmly in the joint as, as far as I know, it cannot be glued. Then insert the extension (3) into the dovetail groove of the joint and secure it with an M3x8 screw (4). Make sure that the screw is only screwed in so deeply that the extension can no longer be moved.
The PTFE tube must now be fixed to the extension. This can be done using a thin wire. There are 3 small holes in the extension (A) for this purpose. Alternatively, the tube can be fixed in place by means of a tape, as shown here (B)
To fit the guide joint (1), insert it into the main body from above as far as it will go and then fold it forwards (2). The locking pin (3) is then inserted into the groove and screwed into place with two M3x20 screws (4).
The two prepared clamping rollers (5) can then be pushed into the rear groove one after the other and each secured with 2 prepared grommets (6). The screws are only tightened loosely so that the rollers can rotate easily. If you pull the sealing rings (7) over the grommets, the screws can no longer come loose. Finally, the sealing rings are placed over the pairs of grommets from each side (7). This presses the clamping rollers together and guides the filament later.
Finally, we insert the filament guide into the dovetail groove of the rider and fasten it loosely with the M3x8 screw. We will later use this screw to adjust the position of the filament guide.
To complete the housing, we screw the top strut, centre plate, base plate and finally the base strut to the main plate using 7 M3x20 screws.
We prepare the front plate and press the 22 mm bearing into the centre. As we only need to adjust one bearing, we don't need the measuring gauge.
Next, carefully insert the guide rail through the slide bearings of the rider and carefully press it into the bushing of the main plate.
The pressed-in guide rail must be level with the helix shaft at the end.
Now place the front plate on the double helix and press it carefully and simultaneously into the front plate socket.
The front plate is now secured with 7 screws.
Connect the front plate to the base plate with a final M3x30 screw.
In this final construction stage, we do the following:
We need 2 additional 11 mm bearings for the thru axle.
The first bearing is inserted from the right-hand side (in the picture). Make sure that it is really pressed into position (x). Otherwise, the M5x70 screw will not reach the axle spindle later and we will not be able to fasten the bobbin holder. The easiest way to pull in the bearing is with the M5x70 screw. Anyone who has assembled a Prusa MKx printer will be familiar with this so-called retraction technique.
To do this, we insert the screw from the right-hand side through the bearing into the stub axle.
We can now kill two birds with one stone by inserting the second bearing from the left into the narrow bush and onto the screw. Now place a large washer (!) on top, attach the nut and carefully tighten the bolt until both bearings are at the stop. Then loosen the screw and put it aside again.
Alternatively, the adapter for a flexible shaft can be attached instead of the crank.
This completes the actual installation. Please note that these steps must be carried out each time a new coil is inserted.
At this point, the actual assembly is complete. The following steps must be carried out each time we insert a new reel.
We attach the two coil caps to the prime coil. To do this, we first insert the bar into the slot of the prime coil. We then click the two hexagons into the hexagon structure opposite each other.
The cap with the three elongated holes faces the gearbox, the closed cap here faces the coil holder.
Now we can loosely plug all the components together
Finally, we fasten all the components with the M5 x70 screw.
The assembly is now complete.
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