Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

3D-принтер своими руками. Можно ли сделать 3D-принтер своими руками?

ItemPrint — 3D печать и изготовление предметов

Не все знания трансферабельны, а аутсорсинг прямо убивает внутреннюю компетенцию компании!

  • Главная
    • Полный список статей
  • Станки
    • Станок своими руками DIY
  • 3D принтеры
    • Новости 3D печати
    • Производители
    • Модели 3D принтеров
    • 3D принтер своими руками
  • Каталог 3D моделей
    • 3D модели зАмков
    • Арт
    • Игрушки и игры
  • Программы
    • ПО для 3D моделирования
    • ПО для 3D печати
    • Драйверы
  • Расходники
  • Контакты
    • Услуги
  • RSS

Самостоятельная сборка 3d-принтера или покупка готового оборудования для конструирования. ПО. Часть 2

  • 60
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

В первой части, было показано и рассказано как собрать машину судного дня 3D-принтер. Теперь, настало время оживить механическое чудо, при помощи программного обеспечения, мозгов и проводов.

Для этого я использовал open source бесплатный софт: Repetier-host (для связи компьютера с платой управления 3D-принтером) иArduino IDE (для работы с прошивкой микроконтроллера). И сам 3D-принтер.О тонкостях настройки этого программного обеспечения будет рассказано в этой части.

Самостоятельная сборка или покупка готового оборудования для конструирования. 3d-принтер. Часть 1

  • 100
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Сейчас идет подготовка к обучению людей разного возраста конструированию и электронике, в нашем коворкинг-центре. Для этого так же необходимо подобрать оборудование.

Согласно поставленной руководством задаче, оборудование для конструирования должно отвечать следующим требованиям:

— стоимость не более 30 тысяч рублей
— открытая архитектура (программная и аппаратная)
— простота в обслуживании и доступность деталей
— безопасность эксплуатации
— возможность изготовления на нем сложных изделий
— быстрая окупаемость

Ранее у меня был опыт работы в сфере 3D-печати более 1,5 лет. Поэтому выбор был сделан в пользу 3D-принтера.

Что будет, если вы задумаете собрать 3D принтер своими руками

  • 60
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Автор: Морозов Максим

С чего всё начиналось

Собственно, сама мысль собрать принтер своими силами возникла примерно год назад после прочтения статьи на вики про RepRap принтеры. До этого ничего не собирая сложнее корпусов для компьютера, было трудно оценить всю сложность предстоящей работы. Но, листая страницы дальше, обнаружил, что все схемы, чертежи и инструкции присутствуют и более того даже на русском языке.

Немного погодя, оказалось, что все компоненты стоят вместе как готовый принтер и настрой сильно упал (Ох уж эти московские перекупщики), но на помощь пришел Китай со своими сверхдешевыми электроникой и электромеханическими компонентами. В порыве радости был заказан комплект электроники RAMPS 1.4 (Как самый простой в использовании по отзывам), 5 шаговых двигателей типа nema 17 (момент удержания должен быть не меньше 1.5кг/см, но я взял аж 4кг/см), 2 метра приводного ремня размера t2.5 с двумя алюминиевыми шкивами по 20 зубьев, а так же нагревательную платформу (mk2a самая распространенная), так же нужно не забыть взять 12 линейных подшипников lm8uu. На всё я потратил чуть больше 13 тысяч рублей, что, согласитесь, несколько меньше, чем, даже, комплекты для самостоятельной сборки в магазинах.

Теперь 3D-принтер можно собрать самостоятельно

  • 100
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Согласно концепции «открытого проектирования», новосибирская группа разработчиков опубликовала чертежи созданного 3D-принтера SibRap.

Как рассказал руководитель группы разработчиков и основатель сервиса PrintAndPlay Андрей Нуждов: «мы выложили в открытый доступ информацию по сборке нашего 3D-принтера SibRap, который был создан на базе проекта RepRap на основе концепции «открытого проектирования».

В сути концепции лежит опубликование информационной базы по разработке перспективных проектов и технологий, для развития которых недостаточно ресурсов одной компании, что может привлечь к совместной разработке людей, которые не смогли бы сотрудничать без применения этого механизма. Каждая новая разработка, созданная на основе таких информационных баз, публикуется в открытом доступе для привлечения новых разработчиков.

«Теперь люди, компании, заинтересованные в разработках в сфере 3D-печати, могут проанализировать все чертежи, программное обеспечение, узнать поставщиков и стоимость деталей, наши шаги по созданию 3D-принтера. Это должно помочь им создать аналогичный принтер или свой усовершенствованный вариант, что будет способствовать развитию и продвижению 3D-печати в целом», — заявил Андрей Нуждов.

3D-принтер SibRap использует для печати объектов расплавленную нить из ABS-пластика. Стоит отметить, что согласно опубликованной информации, стоимость деталей для создания 3D-принтера новосибирской группой разработчиков оценивается в 20 тыс. руб., не считая работ по сборке.

Как сделать 3D принтер своими руками

3D принтер Replicator2 стоит чуть больше 2 тысяч $. Кому то это покажется небольшой суммой, а кому то совсем неподъемной. Глядя на простую конструкцию 3D принтеров многие задаются вопросом — а можно ли самостоятельно сделать 3D-принтер!?

Действительно, кто не хотел бы сэкономить? Ситуация с 3Д-принтерами аналогична – цена на них высокая, а возможности открываются огромные как для работы и бизнеса, так и для увлечений. Поэтому многие задаются вопросом: как сделать 3D-принтер своими руками?

Эта статья разрабатывась специально для того, что бы ознакомить интересующихся с фактами и мифами в теме изготовления самодельных 3D принтеров. Вы узнаете все как оно есть.

Уточним сразу – сделать самостоятельно 3Д-принтер «с нуля» сможет только человек с большим практическим опытом, знающий полностью электронику, способный работать как головой, так и руками, и, хорошо бы, с опытом работы и разборки станков с ЧПУ.

Виды 3D-принтеров

Сначала надо конкретизировать, о каких видах 3-мерных принтеров будет идти речь. В статье мы поговорим о 3D-принтерах, которые создают реальный объект из расплавленного ABS-пластика.

Также есть и другие виды принтеров. Например, создающие объект из гипса, когда струйная головка накладывает слои один на другой. Есть и устройства, формирующие объекты из полимера лазером. Но для всех таких принтеров характерны огромная сложность и дороговизна. Да и плоды их работы отличаются чрезмерной хрупкостью и пригодны, разве что, для демонстрации.

А вот принтеры на АБС-пластике изготавливают действительно прочные детали, способные служить по назначению. К примеру, можете распечатать шестеренку, поставить ее в машину и использовать «на полную катушку». Потому что ABS-пластик отличается прочностью и практичностью.
3D-принтеры, печатающие на ABS-пластике, являются как раз той категорией, которая развивается семимильными шагами. Они могут применяться и в производстве, и в быту.

Устройство ABS-3D-принтера

Основные узлы:
1) корпус;
2) направляющие;
3) печатающая головка;
4) шаровые двигатели;
5) блок питания;
6) контроллеры.

Если убрать печатающую головку, то конструкция схожа с обычной системой ЧПУ-станка, предназначенного для гравирования или фрезеровки. Однако имеются свои нюансы.

Оцениваем 3D-принтер по его составным частям

Готовый принтер можно купить по цене от 1,5 до 3 тыс. долларов. Не так уж и дорого за столь интересное, универсальное изделие. А что если самому попробовать собрать?
Первое, не самое приятное явление, — вам придется покупать все составные части принтера по розничным ценам, а компании-производители закупают их оптом, что намного дешевле.

Корпус 3D принтера

Цена изменяется в диапазоне от 100 до 250 $. Корпус можно собирать как из фанеры, так и с огрстекла, пластмассы, алюминия. От этого и будет зависеть цена плюс оплата работы по лазерной резке. Высочайшие требования к точности, ровности, жесткости основы делают попытку построить корпус с помощью лобзика и напильника достаточно сложной. По крайней мере, вам потребуется весьма большая аккуратность при изготовлении. Наиболее простым решением является заказ резки материала на ЧПУ станке прямо по чертежам 3D принтера.

Направляющие

Могут стоить от 100 до 300 $. Различаются по типу и качеству. Следует отметить, что от качества работы направляющих зависит главное – будет ли принтер печатать детали точно или они выйдут кривые. Среди дешевых можно назвать цилиндрические направляющие. Но если хотите достичь точности повыше, желательно приобрести линейные направляющие. А ведь линейные почти в 10 раз дороже!

Для изготовления 3D принтера своими руками обычно используют направляющие (вместе с кареткой) от обычных принтеров. Благо БУ струйник можно взять за копейки.

Шаговый двигатель

Относительно просто разобраться: более-менее неплохой мотор стоит 30 $, в принтере их 4, итого – 120 $. Хорошо подходят от старых матричных принтеров. Однако, время когда такой принтер можно было взять за самовывоз — уже прошло.

Печатающая головка 3D принтера

Она так же называется экструдер, подающий тоненькую расплавленную ленточку из ABS-пластика. Надо выточить самостоятельно или заказать. В экструдере есть шаговый мотор, нагреватель, датчик температуры, вентилятор, сопло (которое выточить наиболее сложно). Всего обойдется от 60 до 150 $. 99% строителей 3D принтеров экструдер предпочитают покупать.

Блок питания

Качественный, готовый к использованию блок, например, от компьютера, будет стоить 100-120 $. Впрочем, подобно другим самодельщикам можно использовать блок питания от старого компьютера.

Контроллеры

Наверно, самые сложные детали. Сделать самостоятельно контроллер подавляющее большинство самодельщиков попросту не сможет. Если вы купите эту деталь на рынке, то контроллер придется немало дорабатывать, чтобы он смог управлять работой 3D-принтера. Да и уровень ваших знаний и навыков для этого должен быть академическим. Контроллер управляет шаговыми двигателями, нагревателями и регулирует подачу ABS-пластика. К тому же все эти операции должны быть согласованы с компьютером и специальным ПО. Контроллер может обойтись вам от 200 до 500 $. Впрочем, можно скачать схему контроллера 3D принтера и заказать ее сборку знакомому электронщику. Для него работы на один вечер, а стоимость деталей будет около 50$.

Прочее

Ну и, конечно же, надо прикупить разных там шестеренок, ремней, приводов, контактов и т.п. Еще соберется минимум 80 $. Однако, как в остальных пунктах есть вариант использовать шестеренки и зубчатые ремни от струйных принтеров. Размеры шестеренок особого значения не имеют, скорость движения всегда можно отрегулировать в программе управления 3D принтером.

Вот и подсчитайте. Бюджет получается в размере 760-1520 долларов если покупать все детали и в 110-150 баксов, если постараться с поиском доноров для самодельного 3D принтера. Ну и еще — этот расчет без учета приложения множества сил и времени для обеспечения слаженной работы всех составных частей.
Найти все необходимые детали – это непростая задача. Но и здесь есть варианты, хотя с подводными камнями (об этом позже).

Читать еще:  Фрезерно-гравировальные станки с чпу BZT (Германия)

Сейчас хотелось бы поговорить о приобретении КИТов – комплектов для самостоятельной сборки. Правда, подобные КИТы включают только базовые детали, в них, например, может отсутствовать корпус и контроллер. Стоят наборы от 500 до 900 $ — все зависит от полноты и качества комплекта.

Так реально ли собрать 3D-принтер самостоятельно?

Пришло время ответить на вопрос: все-таки реально ли самостоятельно собрать 3Д-принтер так, чтобы он еще и работал??
Вынужден открыть вам один секрет: самому сделать все почти невозможно. Однако, если комбинировать имеющие в продаже с тем что можно достать — вполне реально!

Купить КИТ 3D принтера

Ситуация с КИТами вроде как проще. Главное, чтобы в него входила печатающая головка и контроллер. Но и здесь нас подстерегают трудности. Скажу наперед: из всех привезенных зарубежных КИТов удалось собрать все, правда, пришлось как следует повозится и некоторые части переделать самостоятельно. За это стоит поблагодарить Почту России. Она может сломать неломаемое!

Однако внимание! Чтобы все собрать и настроить должным образом требуется весьма специфические знания, коорые придется извлекать из интернета самостоятельно.

Итоги

Давайте конкретизируем проблемы, с которыми сталкивается человек, собирающий 3D принтер своими руками.

1. Достаточно сложно собрать прочный каркас без малейших люфтов. А даже с минимальными «шатаниями» изделия будут получаться заметно кривыми. Сделать ровный каркас и установить необходимые направляющие может только очень аккуратный человек или станок ЧПУ.

2. Дешевые «3D-самопалы» часто заклинивает. Все из-за тех самых люфтов и недостаточной жесткости. Стоит всего лишь небрежно взять в руки такой принтер со слабеньким корпусом, и его может заклинить, что повлечет за собой большие неприятности. В этом главный «камень преткновения» недорогих 3D-принтеров и комплектов для их сборки, продающихся за «недорого». В подобных системах комбинацию «дешево и качественно» вы не встретите. Доказано на практике!
Для уменьшения этой проблемы стоит использовать качественные материалы для корпуса (МДФ плита вместо тонкой фанеры, толстое оргстекло и тд) и желательно заказать резку этого материала на ЧПУ фрезере. Конечно можно и лобзиком вручную — но тут помните, каждый миллиметр может иметь значение!

3. Контроллеры. Плохие контроллеры вызывают много проблем. В производственном процессе они нестабильны, их часто глючит, бывают сбои. А качественные контроллеры надо разрабатывать под конкретную модель принтера с учетом всех нюансов и применяемых деталей. Результатом является или покупка готового контроллера для 3D принтера или выяснение на форумах — какая схема подходит для именно того 3D принтера, который вы собрались делать.
Хорошим решением является покупка контроллера 3D принтера о котором уже есть масса отзывов и готовых решений по настройке.

4. Печатающая головка (ПГ). Самостоятельно сделанная ПГ вряд ли будет точно печатать. Для деталей будет характерна грубость, в отличие от заводских 3Д-принтеров. Реальное разрешение продаваемых в КИТ-наборах ПГ не превышает 0,3-0,4 мм. К примеру, многие из заводских принтеров уже могут печатать слоями 0,01-0,1 мм. Впрочем, головку можно купить и отдельно.

Не подумайте, что цель этой статьи – разубедить вас в своих силах или полностью отбить охоту от самостоятельного создания 3D принтера. Просто вдумайтесь и решите — сможете ли вы справиться с такой не тривиальной задачей, как изготовление 3D принтера своими руками. Для полного описания такого изготовления потребуется не одна статья. Даже имея на руках все чертежи, придется изучить массу материалов, провести множество тестов, настроек, потратить много часов на кропотливый труд. Если вам интересно работать руками и потратить 2-3 месяца на сборку и настройку — вперед! Но если вы хотите через пару дней получить готовый, то лучше пойти и купить 3D принтер.

Инструкция: как собрать 3d принтер своими руками

3D-принтер – устройство, которое может печатать или создавать объемные изображения.

Современные промышленные модели работают на специализированном пластическом материале (разработчики научили девайсы работать со всеми видами пластиков), который наносится на форму и постепенно создает объемную модель. При этом устройство может работать на любых «чернилах».

О чём пойдет речь:

Как это работает

Принцип создания объекта также может по факту быть разным – от фрезерования, до нанесения пластичного материала в виде заданной формы послойно. Уже сейчас существуют большие строительные модели, которые «печатают» дома из бетона, имеются и сенсационные слухи о попытке печати на принтере живых органов.

Принцип работы 3D-принтера

При этом можно «спуститься на Землю» и сделать своими руками подходящую модель для поделок, конструирования или других прикладных целей. Итак, собираем 3D принтер своими руками – сколько времени это может занять? Все зависит от выделенного времени, от инструкции, в целом, на сборку уходит максимум несколько дней, устройство помещается на небольшой стол.

Подготовка к сборке

Начнем с того, что соберем 3D принтер H BOT своими руками – речь идет о доступной методологи сборки, включающей схемы и даже видео. В результате устройство поможет вам делать небольшие объемные фигурки.

Это устройство может существенно помочь в моделировании, дизайне или мебельном производств, а также если сделано просто для интереса и домашних дел. В конце концов такую штуку можно просто продать и на этом заработать.

В промышленной сборке используются технологии:

  • лазерного попиксельного нанесения пластичного вещества;
  • лазерного спекания пластика;
  • струйную, выдавливающую на форму разогретый пластик.

С первого взгляда третий метод является самым доступным, но опять же остается вопрос реализации такого оборудования, которое на практике состоит из целого ряда металлических направляющих, позиционирующих печатную головку. Фактически вы можете сделать девайс, печатающий цветы на пирожных или тортах, учитывая специфику создания подобных кондитерских изделий. При этом с девайсом, печатающим из пластика, его будут роднить общие элементы и конструкция.

Что потребуется:

  • датчики, которые будут считывать характеристики наносимого вещества, в случае пластика речь идет о замерах температуры в сопле экструдера и стола, где происходит формовка;
  • шаговые двигатели с функцией микрошага, которые будут заниматься позиционированием печатной головки (есть готовый комплект H bot);
  • концевые датчики, отслеживающие точность движения и соответствие системе координат;
  • термисторы;
  • нагревательные элементы для печатного вещества.

Если вы будете печатать кондитерские изделия из теста или крема, в зависимости от его состава и консистенции может потребоваться нагревание или охлаждение материала, а также перемешивание, чтобы сохранить наносимую массу пластичной. Вариаций на тему может быть множество, но мы рассматриваем общий случай создания 3D-печатного устройства. Для тренировки можно использовать комплекты «сделай сам», H bot и пошаговые инструкции – так называемые Rewrap 3D, предназначенные именно для самостоятельной сборки. Они работают в основном на базе акрила, с помощью которого получают различные фигурки или детали из пластика.

Выбираем лучшее из имеющегося опыта

Итак, собираем 3d принтер своими руками. Сделать его из отдельных комплектующих, например, датчиков и шаговых двигателей, могут себе позволить только инженеры-кулибины. Для большинства людей воплощение в жизнь такой задачи даже при наличии проекта – это не реализуемая идея. Однако, можно пойти другим путем и использовать готовые модули, из которых получается готовое устройство. Общий принцип сборки, надеемся, уже понятен.

Осталось выбрать готовые модули, которые могут быть использованы в самостоятельной сборке такого устройства (на фото):

  • Конструкция представляет собой корпус, собранный из отдельных деталей, выполненных по чертежам из фанеры на лазерной резке. Пример можно посмотреть у UltiMaker Original (предлагаем пошаговую инструкцию на английском в PDF в виде слайд-презентации, всего 109 страниц). Можно начинать работы, сделав стол для 3D принтера.
  • Позиционирующая рамка (ее также называют скоростной кинематикой), самая лучшая и точная – это H BOT. Она есть в продаже и представляет собой уже готовую рельсовую рамку, обеспечивающую отличную базу позиционирования сопла на рельсовом механизме. H BOT впервые показан был в устройстве от Replicator 5, аналог есть MakerBot.

В качестве электроники в самостоятельно собранных моделях себя отлично показал RAMPS 1.4 c прошивкой MARLIN.

Экструдер МК8, требуется небольшая доработка, но вполне реально даже для неопытных мастеров, в качестве хотэнта (термонагревателя для акрила) используется E3D V6, который оптимизирован термотрубкой.

В качестве основы, опыт показывает, лучше всего подходят полупромышленные модели Signum Thingiverse, а также ZAV, которые можно найти на Робофоруме.

Корпусные рамки доступны уже в продаже, но их можно сделать по собственным чертежам, которые составляются по визуальному примеру. На их базе можно увидеть не один 3D принтер, собранный своими руками.

Итоговые параметры самодельного 3D принтера

  1. Размеры заготовки 20*20*20 см.
  2. Материал – любой пластик с диаметром нити 1,6-1,9 мм;
  3. Скорость печати – 200 мм/с, высокоскоростная подача материала.

Некоторые важные дополнения к пошаговой инструкции

Рекомендуем обратить внимание и доработать уже собранную конструкцию 3D принтера, выполнив следующие изменения:

  • Необходимо изолировать шаговые двигатели и установить на них охлаждение;
  • Чтобы получить термокамеру, конструкцию собираем со стеклом. Особенно оно актуально при установке второго экструдера с целью повышения скорости печати и создания более сложных форм.
  • Также можно заимствовать позитивный и известный многим опыт китайских разработчиков makeblock на платформе i3 – речь идет о фирменной раме, доступной в продаже. Для управления с компьютера используется arduino mega 2560+ ramps с софтом printrun, который можно свободно скачать.

Что такое Arduino MEGA 2560? Это микроконтролер на основе ATmega2560. В него входит все необходимое для управления периферическим устройством типа 3D принтера. Arduino представляет собой довольно сложное устройство для неопытных пользователей, с которым однако, можно просто разобраться при необходимости. Можно использовать рекомендованный микроконтролер RAMPS 1.4. Для сборки рекомендуем собирать по PDF файлам, показанным выше.

3D-принтер своими руками. Можно ли сделать 3D-принтер своими руками?

Продолжая придерживаться концепции, что своими руками — это правильно , опишу проблемы и подводные камни, встречающиеся на нелегком конструкторском пути.

Почему 3D принтер лучше собирать своими руками и кому это нужно? Здесь появляется главный вопрос — применение принтера. Для чего он нужен? Если 3D принтер нужен для художественного или архитектурно-скульптурного творчества, в том числе для создания моделей-копий чего-либо, то, возможно, лучше изыскать денег на достаточно дорогой, заводской сборки аппарат. Если 3D принтер планируется применять в робототехнике, тут уж есть смысл собрать его самому и на это есть несколько причин.

Читать еще:  Плавка меди в домашних условиях: температура плавки и способы

Во-первых, 3D принтер, как и ЧПУ станок сами являются роботами, и собирая такие аппараты вручную, автор может смело сказать, что занимается робототехникой и строит роботов.
Во-вторых, сборка вручную позволяет изучить принципы работы и технологии постройки аппарата, понять назначение каждой детали.
В-третьих, поняв назначение каждой детали, проще разбираться в настройках печати, которые не так уж и просты для начинающего.
Ну, и в-четвертых , изучив досконально конструкцию конкретного принтера при сборке, настроив его, добившись удовлетворительных результатов печати, рассмотрев разные конструкции принтеров в интернете, человек понимает, что какие-то вещи в конструкции собранного устройства можно было бы изменить, улучшить, переделать по-своему.

Поэтому моя концепция состоит в том, что изначально лучше собрать принтер из КИТ-набора, потому что для начала проще работать, если есть инструкции, подсказки коллег, уже прошедших этот путь. А уже разобравшись со всем, буквально, а не в переносном смысле, потрогав каждую деталь, можно не только гордо заявить, что «в нем мне знаком каждый винтик», но и смело браться за конструирование своего варианта конструкции.
Поскольку я уже написал пособие по сборке 3D принтера из КИТ-набора МС5 D.R.O.V.A. еще в конце прошлого года и надеюсь, что рецензирование, которое продолжается уже 3 месяца, когда-нибудь завершится, а дополненная несколькими десятками фотографий и рисунков инструкция увидит свет, то пока остановлюсь лишь на нескольких моментах.

Юрий Винницкий в своем блоге освещал впечатления от сборки и подключения такого принтера, поэтому лишь размещу свое видение решения технических проблем.

Первое правило сборки 3D принтера — параллельность и перпендикулярность , но при лазерной обработке фанеры, рез не получается абсолютно ровным, в верхней части он шире, поэтому, если боковая проекция детали получается не прямоугольной, а трапецевидной. С этим нужно бороться, вплоть до установки прокладок.

Отсутствующие резиновые втулки лучше все же поставить , например, вырезать из чего-то подходящего по размеру, например, из силиконовых втулок от CD-ROMа.

То, что предлагают установить вместо муфты — никуда не годится. Можно установить стандартную муфту.

Но и она не без недостатков, так как в этой конструкции принтера ноль определяется посредством того, что сопло упирается в стол, то растягивание и сжимание пружины муфты добавляет погрешности. К тому же, ее надо специально покупать. Я установил кусок топливного шланга, скомпенсировав разность диаметров накручиванием резьбовой заклепки, которая была в комплекте вместо муфты и подмоткой.

Радиаторы на драйверы двигателей лучше все же установить, в комплекте их не было, выпилил из радиатора от чипсета материнской платы и приклеил термоклеем

Настройками слайсера с сайта производителя лучше не пользоваться , там предусмотрен автоуровень по 5 точкам. При такой настройке и плохо отрегулированном уровне стола, либо слабых пружинах его крепления, ноль будет определяться неверно, а движение во время печати вверх-вниз по оси Z приведет к молниеносному износу резьбового вала и гайки. Лучше сразу отрегулировать стол правильно и создать свою настройку из дефолтной.

Конструкция узла концевого выключателя оси Z создана под выключатель без прижимной пластины. Пока размышлял, что с этим делать, износилась гайка этого узла, несмотря на смазку. Поэтому узел был переделан. В кубик из 2-х кусочков фанеры 10мм была установлена врезная гайка, а концевой выключатель установлен на нужной высоте. После этого истрачено уже 1,5кг филамента, узел работает без нареканий, ноль перестал «плавать».

Совмещенное охлаждение экструдера и области печати никуда не годится , его лучше разделить. Дело в том, что при печати, когда скорость подачи прутка снижается, область расплава может сильно увеличиться, что приведет к остановке подачи. Поэтому охлаждение радиатора нужно подключить постоянно от 12 вольт, а охлаждение области печати на управляемые контакты вентилятора. Я использовал стандартный диффузор от радиатора экструдера, но если бы его под рукой не оказалось, то нарисовал бы его и распечатал так же, как и нарисовал диффузор охладителя области печати.

Еще о нескольких полезных вещах для улучшения работы принтера.

Коробка для платы с вентилятором охлаждения. Она была нарисована и напечатана одной из первых, поэтому хорошо видно неровности стенок. Это произошло из-за того, что края печатающей модели «тянет» при остывании и отрывает от стола.

В настоящее время протестировано 8 видов скотча, приклеиваемого к столу и проблема решена. Как ни странно, дорогой голубой скотч 3М уступил в сравнении более дешевому коричневому GT-ITAPE, тоже приобретенному в малярном отделе магазина автозапчастей.

Чтобы пруток разматывался с катушки, изготовил ролики.

Постарался вспомнить основные проблемные моменты при сборке, но если есть вопросы по конструкции и эксплуатации, постараюсь ответить, ну и надеюсь, что мое пособие скоро выйдет в печати.
Что интересно, один из коллег по работе, помогавший мне в сборке принтера, решил построить себе принтер с нуля, что и было успешно реализовано.

Но об этом надо рассказывать отдельно.

Как собрать 3d-принтер своими руками? Часть первая.

В свете активной волатильности цен на рынке мы задались вопросом, из чего состоит 3D принтер? Что именно влияет на начальную цену этого аппарата и почему современные отечественные и зарубежные 3D принтеры столько стоят?

Статья будет носить скорее ознакомительный и оценочный характер, нежели представлять из себя трактат по пошаговому созданию производства 3D оборудования.

Для того, чтобы последовательно определиться со всеми этапами постройки и сформировать полное представление о процессе, давайте определим схему действий по реализации нашего проекта.

I) Идея. Для начала определимся с задачей.
II) Бюджет. Установим материальные и временные затраты на проект.
III) Характеристики и спецификации. Определим желаемые характеристики нашего 3D принтера.

IV) Чертежи и виртуальный проект. Необходимо выбрать основу 3D принтера или смоделировать его с нуля.
V) Узлы и комплектующие. Подберем комплектующие под заданные характеристики.
VI) Виды работ для сборки. Какие работы нам необходимо будет совершить, чтобы получить изделие? Например, раскрой и сварка металлических листов корпуса.

VII) Программирование и отладка устройства. Здесь нам необходимо будет определиться с программной частью нашего аппарата и подобрать нужную прошивку.
VIII) Расчёт фактических затрат. На производство и сравнение его с бюджетом.
VIV) Вывод.

В свете обширности охватываемой темы и получившегося гигантского размера текста, мы разобьем наше повествование на несколько частей. Первая часть будет посвящена предварительной подготовке к постройке нашего агрегата и затронет пункты с первого по третий нашей схемы.

Стартовым блоком нашей схемы будет «Идея», или «Задача». Тот необходимый базис, после которого в уме начинают появляться первые шестеренки и выстраиваться механизмы. Идея всегда довольно проста и лаконична. В нашем случае она звучит так: «Как построить качественный 3D принтер?».
Чтобы построить именно качественный аппарат, условимся, что будем выбирать наиболее хорошо зарекомендовавших себя производителей комплектующих и не экономить на дополнительных работах. Также наш аппарат должен соответствовать критериям безопасности бытовой техники, хотя бы в самых основных чертах. То есть дерево в качестве материала для корпуса и китайские провода с Ali отпадают. Однако и раздувать бюджет до бесконечности, равно как и сроки разработки, мы не будем.
Как правило, многие энтузиасты 3D печати, мейкеры и даже некоторые покупатели не достаточно хорошо представляют себе процесс создания и производства подобной техники на промышленном уровне и часто задают один и тот же вопрос — «Почему так дорого?» Косвенно мы постараемся ответить на него в процессе повествования и в конце сформулируем вывод с четким определением — «Почему?».

Чтобы было, от чего отталкиваться, мы должны определить для себя финансовые и временные границы проекта. Понятно, что в процессе создания суммы финансовых и временных затрат будут варьироваться, но в этом и будет заключаться наша основная задача — сравнить предполагаемый бюджет с тем, что получится в итоге.

Сколько времени нам потребуется на создание 3D принтера? Чтобы ответить на этот вопрос, неплохо было бы определиться с его конструкцией и характеристиками. Для этого сформулируем задачи, которые он должен решать:

1) Печать твердыми, гибкими и тугоплавкими материалами. (более 300 градусов)
2) Размер рабочей области 20х20х20 см и средние внешние габариты, чтобы принтер помещался и дома и на работе.
3) Быстрая и точная механика.
4) Закрытая камера с системой конвекции.
5) Надежная электрика и электроника.
6) Наличие интуитивно понятного интерфейса, красочный дисплей.

Как видите, мы задумали машину, находящуюся примерно на уровне современных решений Imprinta , Picaso 3D и Raise3D , то есть — флагманов отрасли. Бюджет таких аппаратов находится в диапазоне от 100 до 400 тысяч рублей, в зависимости от размера рабочей области и наличия или отсутствия дополнительных опций. Попробуем разобраться, можно ли построить 3D принтер подобного уровня с меньшими затратами. Заложим в наш бюджет 100 000 рублей и 12 месяцев на производство. Посмотрим, что из этого получится.
В него должны будут входить все затраты на разработку, закупку и доставку комплектующих, подрядные работы, которые сложно выполнить самостоятельно, и прочие прямые расходы. Косвенные расходы мы постараемся рассчитать в финальной части нашей статьи.

III) Характеристики и спецификация.

1) Печатающий блок: по сформулированным условиям печатающий блок должен быть с прямым приводом (direct), чтобы иметь возможность печати большинством доступных на рынке филаментов в самом распространенном формате — 1.75. Значит нам понадобится ось, способная выдержать вес довольно тяжелого шагового мотора, самого протягивающего механизма, проводов, электроники и корпуса. В этом случае необходимо будет использовать рельсы или сдвоенные линейные направляющие. От второго экструдера, пожалуй, откажемся, добавить его в будущем будет не сложно, а разработка адекватного решения с автосменой активного сопла может съесть половину бюджета по финансам и времени.

2) Размер рабочей области и внешние габариты: чем больше будет размер нашего аппарата, тем сложнее будет его отладка, подбор комплектующих и затраты на сборку, но, поскольку бюджет ограничен, мы не можем себе позволить гиганта вроде Raise3D Pro2 с областью в 400мм по ребру куба. Остановимся на самом распространенном формате — 200мм. Этот типоформат отлично представлен в плане комплектующих, доступных к покупке, и мы сможем сэкономить время на поиске чего-то нестандартного. Внешние габариты не должны превышать размера кухонного стола, прикинем их примерно в 40 — 50 см по высоте и 35 — 40 см по глубине и ширине. Вес мы ограничивать не станем, т.к. делать чересчур тяжелый аппарат нет никакого смысла.

Читать еще:  Тиски для сверлильного станка своими руками: виды и инструкция

3) Механика и кинематика. Для надежности выберем классический «кубик» с перемещением печатающего блока по XY и стола по Z. Такой тип принтеров хорошо изучен, и можно будет избежать многих проблем, связанных с разработкой чего-то нестандартного. Как правило, большинство из производителей потихоньку переходит на вариации схем Cor XY или H-bot. Также популярна схема «скрещивающихся» направляющих, как на Ultimaker и Zortrax. Однако, эта схема с использованием директ экструдера становится слишком дорогой, т.к. придется использовать аж 8 линейных направляющих. Для компенсации веса нашего печатающего блока остановимся на варианте рельс по XY, валах и ШВП по Z и кинематической схеме Core XY. Будем использовать стандартные шаговые моторы формата Nema 17 и GT2 ремень.

4) Корпус принтера: необходимо проработать закрытую камеру. Если мы планируем печатать тугоплавкими материалами, нам также будет нужен мощный нагревательный стол. Наличие вентиляторов, обеспечивающих конвекцию прогретого воздуха, желательно. Чтобы минимизировать количество дорогого металла в конструкции корпуса, используем дибонд или оргстекло в качестве створок нашей камеры. Катушку с материалом разместим внутри корпуса, чтобы максимально избежать пыли и влаги во время процесса печати. Предусмотрим наличие фильтров для выходящего воздуха.

5) Электрика и электроника: относительно этого пункта маститые мейкеры и инженеры спорят уже довольно долго. Многим хватает и стандартного бутерброда RAMPS + Arduino Mega. Однако, глядя на флагманов производителей 3D принтеров, наш принтер должен обладать «умными» системами помощи, иметь возможность подключаться к компьютеру через USB или ethernet/WiFi, а также обладать возможностью чтения данных с SD-карты или USB-флешки. То есть быть максимально удобным и автономным. Добавим в спецификацию помощника калибровки стола через специальный датчик и контроль наличия филамента в печатающем блоке, дабы принтер вставал на паузу, если что-то пойдет не так. Блок питания и разводка проводов — классическая. Плоские шлейфы — вещь хорошая, но для нашего проекта излишняя.

6) Дисплей и интерфейс управления: какой конкретно подобрать дисплей, зависит от выбранной нами материнской платы и возможности ее подключения к тому или иному дисплейному модулю, так что для начала обрисуем «хотелки». Управляемый джойстиком, или тач-скрином дисплей, цветной, или монохромный, с возможностью отображения иконок, текстовой информации и не очень большим размером. 4,5 дюйма вполне подойдут.

Итак, мы разобрались с идеей, описали основные характеристики нашего принтера, прикинули бюджет по деньгам и времени. В следующей части прикинем более приземленные и конкретные вещи и определимся с комплектующими и ценами на них.

Конечно же, мы так же хотели бы услышать ваше мнение и советы относительно подборки тех или иных комплектующих, советами по выбору параметров и задач. Пишите их в комментариях! Так что не переключайтесь и ждите следующей статьи!

С Вами был 3DTool, до новых встреч!

Приобрести 3D оборудование и ЧПУ станки, вы всегда можете на нашем сайте в разделах —

Любые интересующие вас вопросы относительно аддитивной техники и ЧПУ станков, вы можете задать нашим менеджерам.

По почте: Sales@3dtool.ru
Или по телефону: +7(800) 775-86-69

Не забывайте подписываться на наш YouTube канал:

Плюсы и минусы самодельного 3D-принтера

Несколько десятков лет назад люди мечтали заиметь обычный принтер, ведь завораживала лишь одна мысль, что текст из компьютера можно вывести на реальную бумагу! Время прошло, и теперь этим, мягко говоря, никого не удивишь 🙂 Другое дело – печать реальных предметов!

Самостоятельно создать 3D принтер сможет только человек, хорошо разбирающийся в электротехнике, который умеет работать руками и головой, и знает, как правильно применить свои таланты на практике. Не помешает также понимание, хотя бы, базовых основ работы и сборки/разборки ЧПУ станков.

Какие бывают 3D принтеры

В начале стоит понять, что же такое 3D-принтер, какие виды сейчас существуют. В этой статье речь пойдет о принтере, который создает предметы из ABS пластика. Но существуют 3D-принтеры, которые «печатают» предметы из гипса, или с помощью лазера, или работающие на особом полимере. Однако, у подобных систем есть ряд недостатков – это их дороговизна, сложность в обслуживании и эксплуатации. Кроме того, все вещи, создаваемые при помощи подобных принтеров, очень хрупкие. Возможность их применения зачастую ограничивается только демонстрацией.

Самодельный 3D принтер

Устройства, о которых пойдет речь в этой статье, могут создавать очень надежные, прочные предметы, которые можно использовать по любому назначению. Не так давно в США разгорелся скандал из-за пистолета, напечатанного на подобном 3D-принтере. Также, широко применение их в механике, можно создавать детали, которые будут использоваться в производстве. ABS-пластик очень надежный материал, он удобен в использовании и, что не менее важно, прочен. Именно рынок таких принтеров в настоящее время переживает период бурного развития.

Каковы основные части ABS 3D-принтера?

Основные части это:

  1. непосредственно корпус
  2. шаговые двигатели
  3. направляющие части
  4. печатающая головка
  5. элементы питания
  6. различные контроллеры

Как мы видим, составные элементы похожи с устройством обычного ЧПУ станка, но обладают рядом отличительных особенностей.

Сколько будет стоить 3Д принтер собранный своими руками?

На рынке электротехники стоимость 3D-принтеров колеблется от 500 до 3000 долларов США и выше. Цена относительно невысокая для такого полезного и технологически сложного устройства. Вам нужно уяснить, что все составные части придется покупать в розницу, а это однозначно дороже, чем оптовые цены, по которым их покупают производители.

Цена корпуса колеблется от 100 до 250 долларов США. На самом деле, корпус можно собрать практически из любого подручного материала: пластика, металла или даже из фанеры! В стоимость входит непосредственно стоимость материала плюс стоимость работы по изготовлению корпуса. Стоит учесть, что каркас лучше изготовить при помощи лазерной резки, ведь у него очень большие требования по ровности и точности.

Гораздо проще дело обстоит с шаговыми двигателями. Их цента составляет около 30 долларов. В стандартном 3Д-принтере стоит 4 двигателя. Получается, нам нужно 120$ долларов. Цена направляющих частей колеблется в районе 100-300 долларов. Всё зависит от типа и качества. Но экономить на них очень опасно, ведь именно они влияют на то, будут ли производимые предметы точные. Самые лучшие направляющие это линейные, но их цена выше в несколько раз!

Готовый предмет из пластика

Печатающая головка служит для того, чтобы создать тонкую нитку из пластика. В его комплект входит шаговый мотор, устройство нагревания, термометр, вентилятор и сопло. Стоит всё это в районе 60-150 долларов. Плюс стоимость элементов питания составит около ста долларов.

А вот с контроллерами дело обстоит намного интереснее. Ведь это технически сложные составляющие, изготовить которые самому, практически невозможно! Придется их купить и довести до ума, чтобы они могли самостоятельно управлять нашим принтером.

Задачи, которые выполняет контроллер, самые сложные – это управление всеми частями принтера, будь то направление шаговых двигателей или регулировка температуры. К тому же, необходимо взаимодействие с компьютером и программой. Общая стоимость надежного контроллера составит от 200 до 500$ (скорее 500 :)) Закупка остальных элементов, будь то контакты, различные шестеренки или вспомогательные ремни, обойдется еще в сто долларов.

В итоге, стоимость готового принтера составит от 700 до 1500$. Плюс потраченные усилия и время (а это в эквиваленте ещё столько же или даже больше в 2-3 раза). Кого это всё не пугает, я отправлю на сайт конкретных реализаций принтеров http://www.3dindustry.ru/how-to-build-3d-printer/

Какие ещё есть варианты?

К сожалению, своими руками изготовить работающий и надежный ABS-принтер практически невозможно На создание подобных устройств уходит несколько лет работы слаженной команды инженеров. Существует много сложностей, хоть и кажется, что самому собрать все нужные части не так уж и тяжело.

В настоящее время на рынке представлено множество китов (от английского kit – комплект). Это специальный набор для самостоятельной сборки. Бывают полные комплекты или наборы только основных составляющих. Цена колеблется от 500 до 900 долларов, все зависит от комплектации и качества комплектующих.

Набор (Kit) для сборки принтера

При использовании Kit`а все немного проще, лишь бы в него входили контроллер и печатающая головка. Но и тут могут возникнуть сложности.

Какие проблемы нас поджидают в процессе самостоятельной сборки?

Можно выделить целый ряд сложностей:

  • первое и самое очевидное – собрать устройство без зазоров. Даже с небольшими шатаниями каркаса принтер будет работать некорректно;
  • недорогие самодельные устройства может заклинить. Это вытекает из первой проблемы. К сожалению, дешево и надежно бывает очень редко;
  • третья проблема – это возня с контроллерами. Их работа может быть ненадежна, со множеством сбоев;
  • не стоит ожидать от самодельной печатающей головки превосходных результатов в точности. Изготавливаемые детали будут хуже, чем у принтеров от производителя.

Смысл моих рассуждений не в том, чтобы убедить Вас, что создать работающий 3D-принтер невозможно. Важно понять, как на самом деле обстоят дела в процессе изготовления, и какие проблемы Вам предстоит решить. Даже если представить, что вы найдете все нужные части, у вас будет надежная схема и чертеж, у Вас будет очень много работы, предстоит изучить большой объем специальной информации.

Я хочу сказать, что заниматься этим имеет смысл только ради собственного удовольствия, т.е. когда Вам важен сам процесс! К тому же, учитывая разницу между самодельным принтером и изготовленным на заводе, всё-таки легче купить готовый агрегат, который создавали настоящие профессионалы своего дела.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector