Як зібрати 3D-принтер зі сталевою рамою в домашніх умовах

<

IT-фахівець Іван Зарубін поділився докладною інструкцією по збірці 3D-принтера у себе вдома. Вартість комплектуючих не перевищить 20 тисяч рублів, а за якістю такий пристрій не поступиться дорогим брендовим моделям.

Не буду розписувати всю користь і всі можливості 3D-друку, скажу просто, що це дуже корисна річ у побуті. Приємно іноді усвідомлювати, що ти сам можеш створювати різні предмети і лагодити техніку, в якій використовуються пластикові механізми, різні шестерні, кріплення ...

Відразу хотілося б внести ясність - чому не варто купувати дешманскій китайський принтер за 15 тисяч рублів.

Як правило, вони йдуть з акриловими або фанерними корпусами, друк деталей з таким принтером перетвориться в постійну боротьбу з жорсткістю корпусу, калібруваннями та іншими подіями, які затьмарять всю красу володіння принтером.

Акрилові та дерев'яні рами досить гнучкі і легкі, при друку на підвищених швидкостях їх серйозно ковбасить, за рахунок чого якість кінцевих деталей залишає бажати кращого.

Власники таких рам часто колгоспу різні підсилювачі / ущільнювачі і постійно вносять зміни в конструкцію, вбиваючи тим самим свій час і настрій займатися саме печаткою, а не доопрацюванням принтера.

Сталева рама дасть можливість насолодитися саме створенням деталей, а не боротьбою з принтером.

Дотримуючись моєму невеликому керівництву, ви не замовите зайвого і не спалите свій перший комплект електроніки, як це зробив я. Хоча це і не так страшно: вартість деталей і запчастин до цього принтера копійчана.

Керівництво розраховане в основному на новачків, гуру 3D-друку, швидше за все, не знайдуть тут для себе нічого нового. А ось ті, хто хотів би долучитися, після складання такого комплекту будуть чітко розуміти, що до чого. При цьому не потрібно спеціальних навичок та інструментів, досить паяльника, набору викруток і шестигранників.

Вартість комплектуючих актуальна на січень 2017 року.

замовляємо деталі

1. Основа для принтера - рама, ніж вона міцніше і важче, тим краще. Важку і міцну раму НЕ буде ковбасити при друку на підвищених швидкостях, і якість деталей залишатиметься прийнятним.

Мій вибір припав на сталеву раму від російського виробника.

Ціна: 4 900 рублів за штуку.

Рама йде з усім необхідним кріпленням. Гвинтиків і гаєчок хлопці кладуть із запасом.

2. Напрямні вали і шпильки M5. Різьбові шпильки і напрямні вали не йдуть в комплекті з рамою, хоча на зображенні вони є.

  • Поліровані вали йдуть комплектом з 6 штук.

Ціна: 2 850 рублів за комплект.

Можливо, знайдете і дешевше. Якщо будете шукати, то вибирайте обов'язково поліровані, інакше все косяки валів позначаться на деталях і загальну якість.

  • Шпильки M5 необхідно придбати парою.

Вартість: 200 рублів за штуку.

Це, по суті, звичайні шпильки, які можна придбати і в будівельному магазині. Головне, щоб вони були якомога більш рівними. Перевірити нескладно: потрібно покласти шпильку на скло і прокатати її по склу, чим краще катається, тим рівніше шпилька. Вали перевіряються відповідним способом.

Загалом, більше нам від цього магазину нічого не треба, бо там дика націнка на те ж саме, що можна придбати у китайців.

3. Комплект RAMPS 1.4 + Arduino Mega 2560 R3 + крокові драйвери A4988.

Вартість комплекту 1 045 рублів.

RAMPS 1.4 - плата розширення для Arduino. Саме до неї підключається вся електроніка, в неї вставляються драйвери двигунів. За всю силову частину принтера відповідає вона. У ній немає мізків, горіти і ламатися в ній нема чому, запасну можна не брати.

Arduino Mega 2560 R3 - мозок нашого принтера, на який ми будемо заливати прошивку. Раджу взяти запасний: через недосвідченість його легко спалити, наприклад вставивши неправильно драйвер крокової двигуна або переплутавши полярність при підключенні концевика. Багато з цим стикаються, і я в тому числі. Щоб вам не довелося тижнями чекати нову, беріть відразу ще хоча б одну.

Крокові драйвери A4988 відповідають за роботу моторів, бажано придбати ще один комплект запасних. На них є построечний резистор, що не крутите його, можливо він вже виставлений на необхідний струм!

  • Запасна Arduino MEGA R3.

Вартість: 679 рублів за штуку.

  • Запасні драйвери крокової двигуна A4988. Раджу додатково взяти ще запасний комплект з 4 штук.

Вартість: 48 рублів за штуку.

4. Регулятор напруги понижуючий.

Вартість: 75 рублів за штуку.

Він необхідний для захисту нашої Arduino. У ній є свій понижуючий регулятор з 12 В на 5 В, але він вкрай примхливий, сильно гріється та швидко вмирає.

5. Комплект крокових моторів.

Вартість комплекта: 2 490 рублів.

У комплекті 5 штук, нам необхідно тільки 4. Можна пошукати комплект з чотирьох, але я взяв весь комплект, нехай буде один запасний. Його можна буде пустити на апгрейд і зробити другий екструдер, щоб друкувати підтримки другим екструдером або двоколірні деталі.

6. Комплект ременів, підшипників і муфт.

Вартість комплекту: 769 рублів.

У цьому комплекті є все необхідне для даного принтера.

7. Механічні обмежувачі - необхідно 3 штуки.

Вартість: 23 рубля за штуку.

Візьміть на всякий випадок 4 штуки, нехай один буде запасним. Вартість копійчана, а без такої дрібної деталі друкувати не вийде (раптом прийде бракована).

8. Дисплей з вбудованим картрідером.

Вартість: 501 рубль за штуку.

У його задній частині є картрідер, в який в подальшому ви будете вставляти карту пам'яті з моделями для друку. Можна взяти один запасний: якщо ви неправильно підключіть якийсь елемент, то, швидше за все, дисплей здохне найпершим.

Якщо плануєте підключати принтер безпосередньо до комп'ютера і друкувати з компа, то екран і зовсім необов'язковий, друк можна виробляти і без нього. Але, як показала практика, з SD-картки друкувати зручніше: принтер ніяк не пов'язаний з комп'ютером, його можна ставити хоч в іншу кімнату, не побоюючись, що комп зависне або ви його ненароком постинаєте на середині друку.

9. Блок живлення (12 В).

Ціна: 1 493 рубля за штуку.

Даний блок живлення трохи більше за габаритами, ніж той, який повинен бути, але він без особливих зусиль влазить, а потужності у нього з запасом.

10. Гарячий стіл.

Вартість: 448 рублів за штуку.

Необхідний для друку ABS-пластиком. Для друку PLA і іншими видами пластику, що не дають усадки при охолодженні, можна друкувати не нагріваючи платформу, але стіл обов'язковий, на нього кладеться скло.

11. Кнопка і клема (220 В).

Вартість: 99 рублів за штуку.

12. Екструдер.

Вартість: 2 795 рублів за штуку.

Даний екструдер є директ-екструдером, тобто механізм подачі пластика знаходиться безпосередньо перед його нагрівальним елементом. Раджу брати саме такий, він дозволить вам друкувати всіма видами пластика особливо не напружуючись. У комплекті є все необхідне.

13. Кулер для обдування деталі.

Вартість: 124 рубля за штуку.

Власне, необхідний для обдування PLA і інших повільно затвердевающих видів пластику.

14. Кулер для обдування драйверів.

Вартість: 204 рубля за штуку.

Дуже потрібен. Більший кулер істотно зменшить шум від принтера.

15. Запасні сопла.

Вартість: 17 рублів за штуку.

При засміченні простіше поміняти сопла, ніж чистити. Зверніть увагу на діаметр отвору. Як варіант, можна набрати різних діаметрів і вибрати для себе. Я вважав за краще зупинитися на 0, 3 мм, якості одержуваних деталей з таким соплом мені досить. Якщо якість не грає особливої ​​ролі, беріть сопло ширше, наприклад 0, 4 мм. Друк буде в рази швидше, але шари будуть більш помітні. Беріть відразу кілька.

16. Свердло для очищення сопла.

Вартість: 31 рубль за штуку.

Його дуже легко обламати, будьте обережні. Свердло можна не брати: простіше, як я написав вище, набрати запасних сопел і міняти їх. Коштують вони копійки, а засмічуються вкрай рідко - при використанні нормального пластика і при наявності фільтра, який ви і надрукуєте перш за все.

17. Комплект пружин для столу.

Вартість: 56 рублів за штуку.

У комплекті 5 штук, 4 використовуємо для столу, одну пружинку використовуємо для обмежувача осі X.

18. Комплект для регулювання столу. Необхідно 2 комплекти.

Вартість комплекту: 36 рублів.

Ці комплекти нам потрібні тільки заради довгих болтів, якими ми надалі будемо зміцнювати екструдер.

19. Комплект проводів для підключення крокових двигунів.

Вартість комплекту: 128 рублів.

20. Шматок звичайного скла на стіл.

Можна замовити боросиликатное скло, яке витримує підвищені температури. Я використовую звичайне віконне скло: нагрів до 90 градусів воно витримує, а більше мені й не треба.

Це все, що знадобиться вам для складання принтера.

Якість надрукованих деталей з таким комплектом буде практично таким же, як у принтерів дорогих брендів. Все залежить від подальших налаштувань, вибору потрібної температури і інших нюансів, з якими ви познайомитеся в процесі друку. Плюсом такого принтера, в порівнянні з дорогим брендовим, я вважаю можливість швидко, дешево і самостійно полагодити будь-яку деталь, не витративши при цьому нервів і грошей.

Вартість такого набору - не більше 20 тисяч рублів.

Якщо купувати такий принтер цілком, його вартість на сьогодні становить 43 900 рублів.

Замовивши оснащення на AliExpress, ми заощадимо близько 24 тисяч рублів при тих же комплектуючих, а екструдер, який ми підібрали, в деякому плані навіть краще.

збірка принтера

Ну а далі починаємо захоплюючий процес складання, дотримуючись офіційної інструкції.

Інструкція →

Дзеркало →

Процес складання досить цікавий і чимось нагадує збірку радянського металевого конструктора.

Збираємо все за інструкцією за винятком наступних пунктів

У пункті 1.1, в самому кінці, де кріпляться торцеві опори, не ставимо підшипники 625z - втім, ми їх і не замовляли. Ходові гвинти залишаємо в «вільному плаванні» у верхній позиції, це позбавить нас від ефекту так званого вобблінга.

У пункті 1.4 на зображенні присутній чорна проставка. У комплекті з рамою її немає, замість неї йдуть пластикові втулки, використовуємо їх.

У пункті 1.6 держатель концевика осі Y кріпимо ні до задньої, а до передньої стінки принтера. Якщо цього не зробити, деталі друкуються дзеркально. Як я не намагався в прошивці це перемогти, мені не вдалося.

Для цього треба перепаяти клему на задню частину плати:

У пункті 2.4 у нас інший екструдер, але кріпиться він точно так же. Для цього потрібні довгі болти, їх ми беремо з комплекту для регулювання столу (18-я позиція в списку). У наборі з рамою немає таких довгих болтів, як і в місцевих магазинах.

У пункті 2.6 ми починаємо збірку нашого «бутерброда» з Arduino і RAMPS і відразу ж зробимо дуже важливу доопрацювання, про яку рідко пишуть в мануалах, але яка проте дуже важлива для подальшої безперебійної роботи принтера.

Нам необхідно відв'язати нашу Arduino від харчування, яке приходить з плати RAMPS. Для цього Випаюємо або відрізаємо діод з плати RAMPS.

Припаюємо регулятор напруги до входу харчування, який завчасно виставляємо на 5 В, попутно випаюючи стандартне гніздо живлення. Приклеюємо регулятор кому куди зручніше, я приклеїв на задню стінку самої Arduino.

Харчування від блоку живлення до RAMPS я припаяв окремо до ніжок, щоб залишити вільною клему для підключення інших пристроїв.

Далі укладаємо всі дроти. Можна купити спеціальну оплетку, можна, як зробив я, використовувати стяжки або ізоляційну стрічку.

Перед запуском перевіряємо, що ніде нічого не заїдає, каретка рухається до обмежувача і назад без перешкод. Спочатку все буде рухатися туго, з часом підшипники притруться і все піде плавно. Не забудьте змастити направляючі і шпильки. Я змащую силіконовою змазкою.

Ще раз дивимося, що ніде нічого не коротить, драйвери крокових двигунів поставлені правильно відповідно до інструкції, інакше згорить і екран, і Arduino. Обмежувачі теж необхідно поставити звертаючи увагу на полярність, інакше згорить стабілізатор напруги на Arduino.

Підготовка до експлуатації

Якщо все підключено вірно, можна переходити до наступної інструкції по експлуатації.

Інструкція →

Дзеркало →

Корисні матеріали по деяких параметрах нашої прошивки

  • Мій налаштований і робочий варіант прошивки під цей принтер і екструдер. Він злегка відкалібрований під ті деталі, які ми замовили.
  • Офіційна прошивка від 3d-diy.

Заливаємо прошивку через IDE Arduino 1.0.6, вибираємо на екрані принтера Auto Home, переконуємося в правильному підключенні кінцевиків і правильної полярності кроковиках. Якщо рухається в протилежний бік, просто поверніть клему у мотора на 180 градусів. Якщо після початку руху чути противний писк, це писк драйверів кроковиках. Треба підкрутити на них підлаштування резистор відповідно до інструкції.

Раджу почати друкувати з PLA-пластика: він не примхливий і добре прилипає до синього скотчу, який продається в будівельних магазинах.

Я беру пластик фірми Bestfilament. Брав фірми REC, але мені не сподобалося, як лягають шари. Є ще море різних брендів і видів пластику: від гумових до «дерев'яних», від прозорих до металізованих ... Ще одна фірма, яку я порекомендую, - Filamentarno. У них чумні кольору і відмінний власний вид пластика з відмінними властивостями.

Пластиком ABS і HIPS я друкую на каптоновом скотче, намазати звичайним клеєм-олівцем з магазину канцтоварів. Такий спосіб хороший тим, що немає запаху. Є багато інших різних способів підвищення адгезії деталі до столу, про це ви дізнаєтеся самі в процесі проб і помилок. Все досягається досвідченим шляхом, і кожен вибирає свій спосіб.

Чому саме цей принтер на базі Prusa i3?

  1. Принтер «всеїдний». Можна друкувати будь-якими доступними видами пластику і гнучкими прутами. На сьогодні ринок різних видів пластику досить розвинений, немає такої необхідності мати закритий бокс.
  2. Принтер простий в збірці, настройці і обслуговуванні. Колупатися з ним може навіть дитина.
  3. Досить надійний.
  4. Поширений, відповідно в Мережі море інформації про його налаштування і модернізації.
  5. Придатний для апгрейда. Можна замовити другий екструдер або екструдер з двома друкованими головками, замінити лінійні підшипники на КАПРОЛОНОВИЄ або мідні втулки, тим самим підвищивши якість друку.
  6. Доступний по грошах.
Фільтр для філамента

Друкував кріплення для екструдера E3D V6, друкував якийсь час цим екструдером з Боуден-подачею. Але повернувся назад на MK10.

Придбав ось такий апгрейд, в подальшому будемо друкувати двома пластиками.

Утеплив стіл для більш швидкого розігріву: підкладка з відбиваючим фольгированним шаром і клейкою основою. У два шари.

Зробив підсвічування з світлодіодним стрічки. У якийсь момент набридло включати світло для контролю друку. Надалі планую закріпити камеру і підключити до принтера Raspberry Pi для віддаленого спостереження та відправки моделей в друк без перекручування флешки.

Для зменшення шуму від принтера необхідно підкладати під нього гумові проставки. Можна їх надрукувати, а поки я обійшовся ось такими силіконовими упорами, колись купленими під пральну машинку.

Якщо у вас є діти, такий конструктор буде дуже корисним і цікавим. Долучити дітей до цього напрямку буде нескладно, їм і самим буде в кайф друкувати для себе різні іграшки, конструктори і розумних роботів.

До речі, по країні зараз активно відкриваються дитячі технопарки, в яких дітей навчають новим технологіям, в тому числі моделювання і тривимірної друку. Мати такий принтер будинку буде дуже корисно для захопленого дитини.

Будь у мене така штука в дитинстві, моєму щастю не було б межі, а якщо до цього додати різні мотори, Arduino, датчики та модулі, у мене б, напевно, і зовсім попливла дах від можливостей, які переді мною б відкрилися. Ми замість цього плавили пластмасу від старих іграшок і свинець зі знайдених на смітнику акумуляторів.

Всім, хто вирішить повторити, бажаю вдалої збірки і швидкого прибуття замовлених товарів. :)

Дякую за увагу, якщо є питання, задавайте.


Вельми корисний російськомовний ресурс, на якому ви знайдете будь-яку інформацію з цього напрямку: 3dtoday.com.

Тисячі тисяч готових моделей для друку чого завгодно: thingiverse.com.

<

Популярні Пости