3D-принтер из фанеры своими руками и его эволюция

Хочу рассказать, как мы собрали 3д-принтер в домашних условиях, так сказать, из говна и палок. Это был школьный проект, который принес определенные плюшки в свое время.

Забегая вперед, покажу, на что оказался способен наш домашний принтер уже после некоторой эволюции. Но обо всем по порядку.

Модель реактивного двигателя на наших 3D-принтерах. Детали печатались и на версии 1, и на версии 2.

Как и зачем мы пришли к идее собрать 3D-принтер дома

Один хороший трудовик в школе обучал детей работе с деревом. В основном, это были разделочные доски и шкатулки. Изюминка изделий – декоративная резьба. Так вот, нашему трудовику удалось увлечь одного смышленого 9-классника моделированием в программе Компас 3D. А тот, в свою очередь, решил сделать благое дело – создать инструмент для печати в школе. Так родилась идея для исследовательской работы.

Перед нами стояла основная задача – создать 3D-принтер максимально дешево. В ход пошли подручные средства и запчасти от старой техники. Списанные принтеры были любезно предоставлены руководителем большой фирмы на безвозмездной основе (все же в наше время без знакомств и блата далеко не уйдешь). Кстати, благотворительность тоже еще не умерла – в процессе работы над проектом нашлись добрые люди, которые очень здорово помогли с нужным материалом, информацией и идеями.

P.S.: Наш проект не является коммерческим. Это чисто исследовательская работа, цель которой – ответить на вопрос: можно ли построить 3D-принтер, используя только простые бытовые инструменты, имеющиеся в наличии: электролобзик, бытовой лазерный принтер и минимум вложений. Принтер использовался как инструмент для дальнейших школьных проектов.

Процесс создания 3D-принтера

Наша работа была разделена на несколько этапов. Конструкция не раз переделывалась с целью улучшения качества печати, исправления ошибок, придания завершенного вида устройству. Этапы работы можно представить так:

Выбор кинематики (механизмы, приводящие в движение печатающую головку в пространстве по трем осям и экструдер, отвечающий за скорость, а также количество вдавливаемого пластика из печатающей головки ).

Выбор необходимой электроники.

Поиск нужных запчастей в недрах старой техники.

Разработка 3D-моделей и чертежей для принтера.

Сборка первой версии и тест (СТЕР-1).

Модернизация и сборка улучшенной версии №2 (СТЕР-2).

В целях экономии для осей Х и Y использовали мебельные направляющие. Размеры: 35х400 мм (ось X), 35х300 мм (ось Y). Они обеспечивают плавный ход кинематики и стоят недорого: около 70-80 р. за пару штук (в зависимости от размера).

Мебельные направляющие 35*300 мм

Для оси Z использована часть разобранного механизма от DVD-привода. Высота печати в связи с этим будет всего 4,5 см, но этого пока достаточно для печати подшипников скольжения из нейлона (будем использовать леску для триммера). В будущем ось Z переделаем на использование таких подшипников и увеличим высоту печати.

Необходимую электронику заказали на Алиэкспресс. Нам потребовались:

плата Ардуино Mega 2560 (плата);

драйверы шаговых двигателей drv8825;

экструдер в сборе e3d V6.

Разобрали списанную технику и добыли нужные двигатели, подшипники, каретки и другие детали.

сбор запчастей для принтера

Основные части устройства и стол решили делать из фанеры. Во-первых, есть хороший опыт работы с ней. Во-вторых, обходится недорого. Детали для 3D-принтера моделировали в Компас 3D. Чертежи распечатали на листах, перевели на фанеру, вырезали. Чтобы точнее переносить чертежи, использовали ЛУТ-метод (лазерно-утюжная технология), который применяется, в основном, при травлении плат.

Процесс переноса чертежей на фанеру

Далее был изготовлен временный боуден (устройство для подачи пластикового прутка). Для этого пришлось переделать двигатель по инструкциям в интернете. Также для него взяли латуневую шестеренку и сточили зубцы. Позже деталь была заменена на заводскую.

Собрали электронику. Прошили управляющую программу Marlin в плату, настроили прошивку. Прошивал с помощью Arduino IDE 1.8.7.

Крепление для экструдера изготовили также из фанеры.

Готовый экструдер в сборе перед покраской

Дополнительная информация:

Кинематика аналогична конструкции, которую применяют в ЧПУ, с неподвижным столом. Переделана из старых струйников HP (X, Y).

Концевики у нас самодельные – из кнопок от старых приводов CD/DVD (для осей X, Y).

Проводка выполнена из двух кабелей: VGA кабель от монитора и витой пары (фирменный патч-корд, новый). Витая пара использовалась для подключения двигателя по оси Х и концевиков по этой же оси.

Для оси Z использовали механические контактные из лазерного принтера. Вначале стояла временная каретка от DVD-привода, потом замоделировали и распечатали пластиком. Высота печати увеличилась с 4 см до 11 см.

На первоначальных этапах 3D-принтер выжрал бюджет в 4500 руб и выглядел так:

Принтер печатает, но с высотой в 4 см Конечный модернизированный вариант принтера с высотой печати 11 см

Как 3d-принтер запечатал

В промежуточной версии наш принтер заработал с областью печати 15х18х4 см (ширина*длина*высота). Всего 4 см по высоте. Это потому, что мы использовали каретку от DVD-привода для оси Z. В дальнейшем лишнее убрали и добавили небольшую платформу для крепления экструдера.

Ну и, конечно, фото первой распечатанной модели. Это еще было на первой версии боудена, двигатель не справлялся с леской (слишком скользкая, все-таки нейлон). Сейчас уже все нормально.

Печать производилась на холодном стекле, сверху попшикали лаком для волос.

Для пробы также напечатали часть светильника (литофания)

пластик без подсветки черно-белое фото при подсвечивании

Поясню для тех, кто вдруг не знает: литофания – это эффект изображения, который виден при подсвечивании. Достигается за счет разности толщины печати – чем толще участок, тем темнее на просвете. С виду выглядит, как невзрачный кусок пластика с контурами изображения, а при подсвечивании проявляется черно-белая картинка.

Модернизация и исправление недочетов

Все подробности описать в одном посте сложно, поэтому скажу об основных этапах и проблемах, которые возникали. Первая версия принтера СТЕР-1 была модернизирована следующим образом:

1. Боуден был заменен, так как работал некорректно. Заказали на Алиэкспресс стальную шестерню подачи пластика. После этого экструдер заработал нормально.

На данном этапе принтер стабильно печатал подшипники скольжения слоем 0,2 мм.

Параметры: слой 0.2, сопло 0.3 мм, 240 гр, скорость 30, откат отключен. Рыболовная леска 1.5 мм (44 руб за 50 м).

2. В дальнейшем уже распечатали смоделированные детали для новой оси Z. После этого высота печати должна стать 11 см.

3. Потом добавили обдув. Систему деталей печатали на нашем же принтере СТЕР-1.

Часть воздуховода

4. Промучились с кинематикой около недели (возникали проблемы) и добились новых результатов. Тестовая печать:

Гибкий кабель-канал для проводов нашего принтера. Сопло 0.3, слой 0.1, время печати 5 часов.

5. Сделали новый стол, так как было решено переделать систему регулировки.

6. Построили новую ось Z. Распечатали замоделированные детали пластиком PLA. Покрасили, собрали на строительной шпильке, установили. Высота печати на данном этапе была 40 мм.

7. В дальнейшем модернизировали ось Х. Замоделили и распечатали портал оси Х. На этом этапе возникла проблема – были допущены ошибки в расчетах. Пришлось перепечатывать крепление двигателя оси Х из-за смещения ремня.

Все заработало. На этом можно сказать модернизация закончилась.

Эволюция нашего 3D-принтера и рождение СТЕР-2

Мы уже было разрабатывали идеи для переделки кинематики с целью улучшения качества печати нашего принтера СТЕР-1, как на голову свалился неожиданный подарок. Я познакомился с директором фирмы по разработке и продаже 3D-принтеров. Вдохновившись нашей работой и благими целями, он подарил нам целых два корпуса ZAV и 700 гр. пластика.

Тут начался новый этап нашего развития, и родился новый усовершенствованный принтер СТЕР-2. Мы разработали новую конструкцию на подшипниках (так дешевле). В ход пошли остатки деталей от той самой старой техники, но необходимые детали уже распечатывались на полноценном 3D-принтере, а не на школьном. Имея за плечами хороший опыт и вложив около 7000 рублей в электронику, рельсы, пустив в ход призовой (об этом позже) и подаренный пластик, всего за 1,5 месяца мы создали СТЕР-2.

Собрали начинку, которая отлично вжилась в подаренный корпус.

Для проекта СТЕР-2 использован синий корпус

Установили нагревательный стол и сделали калибровку потока на принтере. Перекрасили корпус в черный цвет.

На данном этапе был начат новый проект: изготовили модель реактивного двигателя для олимпиады. Так как времени было немного, распечатку деталей разделили аж на 4 принтера, чтобы все успеть. Без дела не стоял даже СТЕР-1 из фанеры.

новый проект для школьной олимпиады

После этого уже доводили до совершенства внешний вид принтера СТЕР-2:

поставили дверцу, а также распечатали и установили ручку;

для дисплея замоделили и распечатали кожух;

сделали купол в 3D-принтере;

распечатали 4 ножки и установили их;

распечатали крепления для концевиков;

распечатали надписи и корзину для инструментов.

Общий вид принтера Завершенный вид 3D-принтера

Напомню, что первая версия СТЕР-1 выглядела так:

Фото нашего 3D-принтера на школьной городской олимпиаде

В заключение

Много времени уже прошло с момента разработки и создания нашего принтера СТЕР-1. Свою функцию и предназначение он выполняет – на данный момент находится в ведении школьного трудовика и приносит пользу. Печатает он вполне сносно. Например, вот корпус для усилителя, напечатанный на СТЕР-1, который был собран из фанеры и старых запчастей.

Корпус для усилителя с MP-3плеером (стоит у меня дома)

Что нам дал этот проект в конечном итоге?

Наш школьный проект СТЕР-1 был успешно защищен на городской олимпиаде и прошел на республиканский этап.

Мы выиграли в конкурсе на 3dtoday в номинации “Самодельный 3D-принтер” и получили приз в виде 5 катушек пластика, которые нам очень пригодились для дальнейших работ.

На основе полученного опыта мы быстро собрали второй принтер СТЕР-2 с лучшим качеством печати. Корпус и пластик были подарены фирмой, которая оценила и поощрила наш труд.

Мы выполнили еще один школьный проект для олимпиады (модель реактивного двигателя).

призовой пластик

Надеюсь, что наш опыт пригодится другим людям. Возможно, для создания собственного принтера или как идея для исследовательской работы в старших классах. Если будут вопросы, задавайте – ответим, уточним, подскажем.

Бюджет на СТЕР-1: в общей сложности до 6000 руб.

Время изготовления: ­ примерно 3 месяца.

Бюджет на СТЕР 2: около 7000 руб.

Время изготовления: примерно 1,5 месяца.

На данный момент было решено СТЕР-2 разобрать и на его основе собрать новый 3D-принтер Uni для домашней печати нашему уже 11-класснику.

Я собрал 3D-принтер за 8000 рублей. Вы тоже можете

Неделю назад я рассказывал о возможностях 3D-печати и том, как именно FDM-технология облегчает нашу жизнь. Статья набрала пусть и немного, но вполне достаточно положительных откликов, чтобы продолжать данную тему, а значит цикл материалов можно считать открытым:)

Сразу хотел бы предупредить, что не хочу превращать статьи в дотошное руководство 3D-печатника. Этого добра на просторах рунета предостаточно. Моя же цель — лишь натолкнуть и подсказать варианты, способы и идеи, которые упростят жизнь человека, который заинтересуется этой отраслью.

Ну что, поехали. После вводного экскурса время действовать. Тема сегодняшней статьи — закупка комплектующих.

Перед тем, как отдать свои кровные

Первое предупреждение — будет непросто. Самостоятельная сборка 3D-принтера требует усидчивости и терпения. Я буду счастлив, если у вас все будет получаться с первого раза, но, по собственному опыту скажу, что без ложки дегтя в 3D-печати не бывает.

Перед покупкой комплектующих для самостоятельного построения принтера сразу же хочу отметить, что для нас самое важное — максимально ужатый бюджет.

И дело не совсем в экономии. Лично мне бы очень хотелось, чтобы вы испытали тот восторг, который наступает после печати первой детали на устройстве, которое создано вашими руками.

Собирать будем классическую модель Prusa i3. Во-первых, это максимально бюджетный вариант исполнения принтера. Во-вторых, он очень популярен и найти пластиковые детали для этой модели не проблема.

Наконец, апгрейдить эту модель одно удовольствие. Делать это можно бесконечно долго, но главное, видеть заметные улучшения после вложения очередной сотни-другой рублей.

Механика

Под «механикой» мы подразумеваем как статичные, так и движущиеся элементы принтера. От правильного выбора механики напрямую зависит качество моделей, которые он способен будет печатать.

Существует буквально сотни всевозможных модификаций и вариантов исполнения того самого принтера Prusa i3. Вариантов замены комплектующих или их аналогов тьма, поэтому всегда можно что-то изменить или исправить.

Корпус

На что влияет. Корпус обеспечивает жесткость всей конструкции. Учтите, что во время печати хотэнд будет постоянно перемешаться вверх, вниз, влево, вправо, вперед и назад. Иногда эти движения будут очень резкими и быстрыми, поэтому, чем надежнее будет корпус, тем лучших результатов вы достигните.

Варианты. Чертеж рамы есть в открытом доступе (тут или тут). Дальше остается обратиться в конторы, занимающиеся резкой фанеры, ДСП, акрила или металла.

Из стали 3-4 миллиметра выйдет подороже, потяжелее, но надежнее. Из фанеры 6 – 8 мм дешевле. Есть варианты и из акрила.

Финансовый совет. Готовые варианты рам на AliExpress и Ebay сразу отметайте. Там просят в три-четыре раза большую сумму. Полистайте доски объявлений по месту жительства. Средняя стоимость корпуса из фанеры варьируется в пределах 600 – 1000 рублей. Все, что дороже — от лукавого.

Цена вопроса: 800 рублей (здесь и далее – приблизительная стоимость).

Направляющие (валы)

На что влияет. Плавность хода сопла, ровность слоев.

Варианты. Направляющих для Prusa i3 нужно ровно шесть штук. По две на каждую ось (X, Y, Z). Размеры следующие:

  • 2 x 370мм (ось X)
  • 2 x 350мм (ось Y)
  • 2 x 320мм (ось Z)

Общепринятый стандарт для валов 3D-принтера — 8 мм. И гнаться за 10 или 12 мм смысла нет. Вес головы хотэнда не такой значительный, что бы на расстоянии в 370 мм гнуть вал.

Хотя, если у вас есть лишние деньги, можно извратиться и купить 12 миллиметровые валы. Вот только подшипники и подгонка пластиковых деталей потом выйдет дороговато.

Финансовый совет. Перфекционистам на заметку: рельсовые направляющие, конечно же, отличная штука. Но их стоимость даже в Китае откровенно пугает. Оставьте эту модернизацию на будущее.

К слову, валы можно купить как на AliExpress (тут или тут), так и по месту с тех же досок объявлений. Самый доступный вариант — отправиться на блошиный рынок и найти на разборке принтеров и старой оргтехники (МФУ, сканеры) шесть нормальных валов.

Главное, вооружитесь штангенциркулем. Все валы должны быть строго одного диаметра. Цена за штуку получится в районе 60 – 70 рублей.

Цена вопроса: 420 рублей (вариант блошинного рынка).

Подшипники

На что влияет. Уровень шума, качество печати, ровность слоев и граней детали.

Варианты. И снова все упирается в бюджет. Можно заказать подшипник в блоке (модель SC8UU, например, тут). Можно просто линейный подшипник LM8UU. Можно остановиться на бронзовых или латунных втулках генератора автомобиля. Главное, подобрать нужный размер.

Наконец, можно заказать подшипники у 3D-печатника, у которого будете покупать детали для своего принтера (об этом ниже). Готовые подшипники всех размеров есть тут.

Запомните, для Prusa i3 вам нужны 12 линейных подшипников.

Финансовый совет. Не спешите заказывать подшпиники в Китае. Не факт, что выйдет дешевле. Варианты по 40 – 60 рублей за штуку можно найти и в «родных краях».

Цена вопроса: 600 рублей.

Пластиковые детали

Самое время обратиться к тем, у кого уже есть 3D-принтер. Поищите объявления «3D печать в вашем городе». Обсудите стоимость печати комплекта деталей для Prusa i3.

Как правило, оценивают за грамм печати, но есть и готовые комплекты. Тянуть это добро из Китая нет никакого смысла.

Цена вопроса: около 1000 рублей, но зависит от наглости печатника.

Ремни, шкивы, шпильки и прочая мелочь

Для самостоятельной сборки механики принтера остается совсем немного. По сути, это недорогие детали, рассказывать о которых слишком много не имеет смысла. Поэтому, приведу список.

  • ремень GT2 – служит для перемещения хотэнда и столика вдоль осей X и Y. Выглядит вот так. 2 метра хватит с головой.
  • шкивы GT 2 — внутренний диаметр 5 мм, количество зубьев (как правило) 20. Надеваются на шаговые двигатели (на два) для перемещения ремня GT2. Достаточно двух штук. Выглядят так.
  • шпильки — модные трапецеидальные винты с гайкой не берем. Во-первых, дорого. Во-вторых, бессмысленно. Это не ЧПУ станок. Со скоростями выше попы прыгнуть не получится, поэтому не тратьте деньги. Обычная строительная метровая шпилька диаметром 5 мм для оси Z (разрежем на два) и такая же диаметром 8 мм для закрепления частей корпуса.
  • подшипники — два для связки с ремнем GT2. Будут выполнять роль натяжителей. Желательно, чтобы внешний диаметр подшипника был равен внешнему диаметру шкива в области зубьев. Как вариант, но 50 штук вам не нужно, только два.
  • гайки, болты, шайбы — в магазине крепежа хорошенько запаситесь болтами M3 размером от 10 до 60 миллиметров. Соответственно, гайки (нужны еще и 8-миллиметровые для шпилек корпуса) и шайбы. Приблизительный список список можно найти тут.
  • муфты — будут удерживать шпильки 5 мм по оси Z. Нужно две штуки. Купить можно, например, тут. А можно попросить напечатать 3D-печатника, взяв модель отсюда.

Финансовый совет. Не стремитесь взять самое лучшее. Подходите с умом и проверяйте диаметры. Так, шпильки для Z оптимальны именно 5-миллиметровый. У 8-миллиметровых больший шаг резьбы, что отразиться на качестве печати (будут слишком характерная слоистость).

Гнаться за шкивами для ремня тоже нет смысла. Подойдет обычный подшипник. При покупке включайте фантазию. Вариант «тупо купить по списку» здесь не работает.

Читайте также:  Светодиодные светильники для ванной комнаты: алгоритм установки

Цена вопроса: при большом желании можно легко вписаться в 700 – 800 рублей.

Электроника

Без электроники принтер не поедет и не поймет, чего вы от него хотите. К счастью, цена на комплектующие просела значительно и можно закупиться без удара по семейному бюджету.

Шаговые двигатели

Это самая дорогостоящая статья расходов при самостоятельно сборке 3D-принтера. Нужно 5 штук Nema 17. Как правило, беру на 1.7А по току. Их мощности будет предостаточно. Диаметр валов – 5 мм. Присмотреться можно тут.

Да, не забудьте уточнить наличие соединительных проводов, чтобы потом не плясать с паяльником.

Финансовый совет. И снова блошиный рынок и разборка МФУ, принтеров и плоттеров. Поинтересуйте о ценах на шаговые двигатели. Иногда пять движков Nema 17 можно прикупить за смешные 800 – 900 рублей.

Важно: выбирайте движки так, чтобы у них было одинаковое количество шагов на оборот (например, 200). Двигатели без маркировки брать несколько геморройно, поскольку потом замучаетесь подбирать правильные параметры при настройке ПО.

Плата управления

Эталон для Prusa i3: плата Arduino Mega + модуль расширения Ramps 1.4 (например, такой вариант). Это самый доступный и универсальный вариант для управления принтером.

Совет. Обязательно убедитесь, что в наличии есть джемперы (маленькие перемычки контактов). В идеале, их должно быть не менее 18 штук. Если не будет, замучаетесь потом искать их в своем городе, хотя и стоят они рубль за ведро.

Драйвера шаговых двигателей

Это миниатюрные платки, которые будут управлять шаговыми двигателями. Считаем сколько нужно:

  • 2 драйвера A4988 для оси Z (вот такие)
  • 1 драйвер A4988 для оси Y
  • 1 драйвер A4988 для оси X
  • 1 драйвер DRV8825 для экструдера (например, такие)

Можно взять лотом, можно по отдельности. Я специально написал один драйвер DRV8825, поскольку у него максимальное деление шага 1 к 32, что позволяет более точно выдавливать пластик во время печати очень мелких деталей.

Теоретически можно взять и все пять A4988 или комплект из пяти DRV8825. Тут уж решать вам, но один DRV8825 в сборке строго приветствуется.

Совет. Попадете на распродажу, не поленитесь взять парочку драйверов про запас. При первичной сборке есть риск, что один из драйверов обязательно спалите:)

Дисплей

На нем будем следить за состоянием печати и управлять принтером. Настоящая классика — четырехстрочный LCD2004 за 350 рублей.

Совет. Обязательно берите дисплей с шилдом и шлейфом (по ссылке выше как раз такой). Потратите минимум времени на подключение.

Хотэнд и механизм подачи пластика

Именно в этом блоке происходит магия 3D-печати. Тут греется пруток пластика и выдавливается сквозь миниатюрное сопло. Не буду ходить вокруг да около. Проверенный годами вариант — версия хотэнда V6 с кулером, терморезистором 100к, нагревательным элементом, радиатором, тефлоновой трубкой. Например, такой.

Механизм подачи пластика (будет крепиться на один из двигателей NEMA 17) лучше взять металлический. Во-первых, удобнее собирать, во-вторых, полностью исключен пропуск шагов во время печати.

Столик, пружины, стекло, концевики

Платформа, на которой будет расположена 3D-модель, должна иметь обязательный подогрев. Температуры тут доходят до 100 – 110 градусов по Цельсию в зависимости от типа пластика.

Самый доступный и проверенный временем вариант – MK2 размером 214 х 214 мм. Не забудьте приобрести пружины для столика (нужно 4 штуки). С ними намного легче выставлять уровень сопла.

Сверху столик накрывают обычным стеклом толщиной 3-4 мм. В идеале – зеркалом. Размеры 200 х 200 мм с небольшими скосами по краям для крепежа винтов. Цена вопроса у стекольщика – около 60 рублей, везти из Китая нет смысла.

Концевые выключатели — специальные механические кнопки, которые будут ограничивать размеры стола и «пояснять» электронике где конец рабочей области принтера. Как вариант, недорогие KW12-3. Нужно 3 штуки (по одному на каждую ось).

Блок питания

Один из ключевых элементов все электроники – блок питания. Готовый вариант, заточенный на 3D-принтеры, обойдется в 800 – 1200 рублей. Все зависит от мощности блока. Сразу скажу, что 15 А и 12 Вольт для 3D-принтера с двумя экструдерами и одним нагревательным столом будет достаточно.

Финансовый совет. Как вариант, можно задействовать компьютерный БП аналогичной мощности. Б/у вариант обойдется в 200 – 300 рублей, а работать будет также. Единственное, придется немного повозиться с развязкой проводов.

И сколько вышло?

Проведем приблизительные подсчеты. Рассчитываем самый бюджетный вариант. Учтите, что экономия требует затрат времени — придется побегать.

  • Корпус — 800 рублей
  • Валы — 420 рублей
  • Линейные подшипники — 600 рублей
  • Пластиковые детали — 400 рублей
  • Мелочь (подшипники, шкивы, шпильки, ремни) — 700 рублей
  • Двигатели (б/у разборка) — 900 рублей
  • Электроника (столик, плата Arduino + Ramps, 5 драйверов, дисплей, концевики) — 2600 рублей
  • Блок питания — 400 рублей
  • Набор гаек, болтов, шайб — 150 рублей
  • Хотэнд, механизм подачи пластика — 450 рублей
  • Про запас — 580 руб

ИТОГО: 7420 руб + 580 руб (на всякий случай) = 8 000 рублей.

Что ж, я обещал, что мы соберем 3D-принтер за 10 000 рублей. И мы это сделали. Да, придется побегать, поискать и потратить время, но моя задача была доказать, что 3D-печать – не так дорого, как может показаться на первый взгляд.

Материал получился очень обширным, но я старался максимально сжать информацию и выделить лишь ключевые моменты, на которые стоит обратить внимание. Надеюсь, у меня получилось.

Если чего не сказал – не судите строго. Я готов поделиться опытом и посоветовать максимально эффективные варианты решения той или иной проблемы по 3D-печати. В данном случае, по закупке комплектующих.

3D принтер на рельсах своими руками: описания и кейсы

Содержание

Выбор типа направляющих — один из принципиальных вопросов при самостоятельном изготовлении 3D принтера. Пары в кинематике принтера, такие как круглый линейный вал с подшипником и рельсовая направляющая с кареткой, имеют свои достоинства и недостатки. Так, схемы на круглых валах более распространены, из-за относительной простоты и дешевизны такого решения, но рельсовые направляющие обеспечивают заметно меньший прогиб, более точны, а значит способны обеспечивать заметно более высокую точность позиционирования, что особенно важно для 3D-печати.

В этом материале мы собрали несколько актуальных решений для использования рельсовых направляющих при строительстве 3d принтера своими руками.

3D-принтер с большой областью печати

Преимущества рельсовых направляющих наиболее заметны в по-настоящему больших принтерах, в которых перемещение по осям осуществляется на значительные расстояния. Возможность закрепить рельс по всей его длине (а не только в подвесах по крайним точкам) позволяет не потерять в точности позиционирования при больших областях печати.

Неплохой пример самодельного принтера на рельсах с большой областью печати — принтер BA3DP созданный Бобом Дарроу (Bob Darrow) и доступном на OpenBuild. Его работа не слишком хорошо документирована, но автор может предоставить свои чертежи 3d printer-а по запросу. Подробные чертежи 3d принтера для сборки своими руками выкладывает не так много самодельщиков. Тем не менее, его работа определенно заслуживает внимания, ведь благодаря использованию рельсовых направляющих и обеспечению дополнительной прочности рамы, ему удалось обеспечить высокую точность печати даже очень больших моделей.

Вот что пишет сам автор о своем 3D принтере:

Для точной 3D-печати главным требованием является жесткость рамы. Если она скручивается, изгибается или перемещается при изменении веса, приложенного к оси X с установленным экструдером, то вам никогда не удасться добиться должного уровня печати. Для укрепления рамы были разработаны специальные крепежные элементы (на фото – оранжевые), форма которых идеально совместима с используемым профилем.

В качестве рабочего стола использован лист закаленного стекла. Его конструкция первоначально включала дополнительный стальной лист, который использовался для точного позиционирования по вертикали с помощью датчика приближения и концевого выключателя, но оказалось, что проще проводить юстировку по девяти точкам с помощью только выключателей и вносить правки в настройки ПО. Также, в одном из первоначальных вариантов конструкции вместо стола была использована толстая плита из алюминия (1,4 дюйма), но ее вес оказался слишком большим для шагового двигателя и приводил к пропуску шагов.

Хотэнд этого 3d принтера на рельсах, построенного своими руками также заслуживает отдельного внимания. Он работает сразу с двумя филаментами, которые подаются двумя отдельными приводами, закрепленными на раме. Головка же перемещается по рельсовой направляющей, которая обеспечивает практически полное отсутствие прогибов.

Видео сборки аналогичного по размерам 3D принтера на рельсах с большой областью печати

И еще больше

В больших проектах, где используются большие экструдеры на длинных осях не обойтись без использования рельсовых направляющих. В следующем проекте автор строит 3D-принтер с рабочим пространством общим объемом в один кубический метр и планирует использовать гранулированный пластик и пеллетный экструдер) для печати.

Проект Питера Стонехема (Peter Stoneham) Double H-Bot на основе Openbuilds 2040 v-slot пока еще не завершен, но уже содержит ряд моделей, которые можно использовать для постройки своей версии 3d принтера своими руками.

По словам автора, целью проекта является создание простого, относительно доступного (ценой менее $1000) и относительно компактного 3D-принтера с рабочим объемом 1 м3. В качестве исходного сырья планируется использовать гранулированный пластик в смеси с измельченной пластмассой, пригодной для вторичной переработки.

Основная конфигурация H-belt? но в отличие от подобных конструкций, на каждой оси будет работать сразу два двигателя — это поможет снизить вероятность вибраций на основной балке, позволит уменьшить длину приводных ремней и уменьшить размер используемых двигателей ( до NEMA17). Кроме того, такое расположение позволяет снизить скручивающие нагрузки,, действующие на раму. используемое решение оптимально подходит для больших принтеров, ведь длина ремней составляет более 7,2 м.

Предполагается возможность использовать сопла разного диаметра от 0,8 до 2,5 мм. Что же касается профилей, то после долгих экспериментов и расчетов было решено остановиться на профиле 2040 для всех элементов конструкции.

Перемещения по оси Z также осуществляются через ременный привод двумя шаговыми двигателями с планетарными редукторами. Общие внешние размеры — X=1200мм Y=1300 Z=1380, а полезный внутренний объем; x=1000 мм y=1050 z=1100

Видео аналогичного по размерам принтера в процессе работы:

Delta на рельсах

Delta-компоновка имеет свои преимущества, позволяя печатать высокие модели, при этом сам принтер остается достаточно компактным. Использование рельсовых направляющих позволяет обеспечить необходимую плавность и равномерность движения по осям, к наличию которой особенно чувствительны устройства с подобной компоновкой.

Автор этого проекта Геральд Клейн (Gerald Klein) построил 3d принтер на рельсах своими руками высотой 1 метр и диаметром основания рабочей поверхности 30 см.

В основе конструкции три метровых отрезка линейных рельсовых направляющих C-Beam. Перемещение печатающей головки осуществляется через ременный привод от трех шаговых двигателей. Основа рабочего стола и верхней части принтера — алюминиевые пластины толщиной полдюйма. Автор особенно подчеркивает, что при такой компоновке особенно важна их идеальная плоскость. В предложенном им варианте пластина получена водной резкой.

Чтобы построить такой 3d принтер своими руками нужны чертежи, которые вы сможете найти по этой ссылке. Кроме того, там же размещена информация об использованных в проекте деталях.

Double D-Bot на рельсах

Рельсовые направляющие разумно использовать только там, где они обеспечат высокую точность. Иными словами перемещение стола вверх и вниз можно организовать с помощью винтовых направляющих, используя рельсы только на X и Y осях.

Проект именно такого 3D принтера (название автора – Double D-Bot 400mm x 400mm x 600mm) создан на openbuilds пользователем Troy Proffitt. На момент написания статьи он еще не завершен, но по имеющимся фотографиям уже можно получить представление о том, как будут использоваться рельсовые и винтовые направляющие.

Рельсы Vslot вместе с C-Beam

В этом проекте 3D-принтера использованы два типа рельсовых направляющих. Vslot обеспечивает перемещение только для оси X, а две других работают на C-Beam. Автор проекта — mytechno3d.

Помимо вариаций с использованием рельсовых направляющих, этот проект отличает наличие водяного охлаждения для хотэнда, а значит на нем можно печататть высокотемпературными пластиками, например – нейлоном.. В описании автор приводит только спецификацию проекта и несколько чертежей деталей, которые были разработаны чтобы сделать этот 3d принтер своими руками.

Вот краткие характеристики:

Вот видео работы этого принтера:

D-Bot Core-XY на рельсах

Вариант постройки с 3D принтера своими руками, предложенный пользователем spauda01 сервиса Thingiverse, подразумевает использование рельсовых направляющих на всех осях, кроме подъема стола: для него используются винтовые. Но поскольку в вертикальном направлении колебания не столь велики, решение вполне имеет право на существование.

Для этого 3d принтера своими руками доступны чертежи, спецификации и даже видео с процессом сборки и настройки. Сам проект представляет собой значительно измененный Core-XY C-Bot с несколько увеличенным в высоту доступным объемом печати (300мм x 200мм x 325мм) и использованием более простых и доступных версий комплектующих. В результате итоговая стоимость проекта оценивается автором примерно в $200, что очень даже неплохо для 3D принтера на рельсовых направляющих.

Ниже вы можете увидеть процесс постройки принтера и печати на нем.

Полный плейлист видео постройки принтера можно смотреть здесь.

Плейлист процесса печати демо-моделей здесь.

Модификация принтера на круглых валах

Готовые принтеры на круглых валах заметно дешевле, чем их аналоги на рельсовых направляющих, но далеко не всегда покупатели более дешевых устройств оказываются удовлетворены результатом печати. Что же, практически всегда есть альтернатива: можно модернизировать свой принтер. Один из вариантов предлагает пользователь Thingiverse с ником Blv. В его распоряжении был принтер Anet A8 (решение актуально и для AM8, а также клонов Prusa I3).

В пояснении к проекту Blv говорит о преимуществах чуть более дорогих, но обеспечивают значительно более высокую точность линейных рельсовых направляющих. Кроме того, их использование позволяет несколько расширить область печати для принтера и получать заметно более высокие результаты на большой скорости печати. .Автор предлагает заменить на рельсы привод стола и ось Y, снабдив весь процесс подробнейшими инструкциями,спецификациями и CAD-моделями необходимых деталей, которые вполне можно распечатать на принтере до его модификации. Вам останется только следовать инструкции, чтобы получить более совершенную и качественную версию бюджетного 3D принтера.

Voron: Сборка 3D принтера по инструкции

Скажем сразу — этот 3d принтер относительно дорог, но представляет собой одно из лучших решений — максимально качественное и надежное. Проект Voron разрабатывался и оттачивался несколько лет. В результате, обзавелся огромным сообществом и массой реализаций, кроме того у этого принтера есть собственный сайт http://vorondesign.com/ . На сегодняшний день есть сразу две версии – начальный Voron1 и более продвинутый Voron2 (актуальная реализация – 2.1).

Но самое главное — пользователям доступен конфигуратор. Нужно просто выбрать тип профиля, линейные размеры и получить полностью актуальную спецификацию деталей – до последнего винтика. Также, на сайте представлена подробнейшая инструкция по сборке (каждый этап максимально визуализирован), поэтому собрать 3d принтер Voron не сложнее, чем кухонный шкаф. Если хотите больше подробностей, то подробную спецификацию с вариантами замен можно найти здесь.

Для тех, кто предпочитает идти до конца и сделать 3d принтер полностью своими руками, а не из покупных деталей, на сайте есть раздел, посвященный экструдеру. Там можно найти чертежи и подробную инструкцию по сборке собственной версии хотэнда.

Выбор качественных комплектующих

Конечно, можно купить 3D-принтер на рельсах и не тратить время и силы на комплектацию, проектирование и изготовление деталей. Тем более, что мы готовы предложить очень интересные модели по привлекательным ценам. Но если ваш выбор — самостоятельное изготовление 3D принтера, не забывайте о том, что самый широкий ассортимент качественных комплектующих вы сможете найти в Top 3D Shop.

Как сделать трехмерный 3D принтер своими руками – чертежи для сборки самодельного устройства в домашних условиях

Итак, самодельный 3D-принтер, который мы с вами будем собирать, достаточно прост в изготовлении, портативен и дешев. Создание 3D-принтера по чертежам само по себе может оказаться для некоторых тяжелой задачей. Но, на самом деле, собрать его не так уж и сложно, правда работа занимает много времени. Желательно, чтобы у вас были базовые понимания принципов работы 3D-принтера.

В данном руководстве представлено полное описание (с фото- и видеоматериалами высокой четкости) того, как построить 3D принтер своими руками с нуля, а также описание программной части устройства. В общем, если вы сможете разобраться во всех шагах инструкции, то легко создадите этот принтер и сможете самостоятельно печатать свои собственные модели.

Домашний 3D принтер будет работать по технологии моделирования методом послойного наплавления (FDM). Эта технология подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели. В качестве материалов для печати выступают термопластики.

Прежде, чем приступать к изготовлению принтера, ознакомьтесь со статьей до конца. Последний шаг этой статьи – очень важен, не пропустите его.

Данную статью можно разделить на четыре основные части:

  1. Сборка устройства.
  2. Загрузка и установка программного обеспечения.
  3. Тестирование и настройка трехмерного принтера.
  4. Печать.
Читайте также:  Светодиодная подсветка своими руками с использованием самоклеящейся ленты

Шаг 1: Собираем устройство

Детали для изготовления устройства легко доступны на Ebey и других веб-сайтах. Ниже приводится список необходимых деталей и рекомендуемых инструментов.

Шаг 2: Изготовление оси Y (монтаж платформы с подогревом)

Платформа с подогревом является осью Y для принтера. Она монтируется на основании. Полный процесс резки и сборки приведен на фотографиях.

Шаг 3: Монтаж механизма перемещения оси Y

Механизм оси Y состоит из двигателя в сборе. Сборку производите в соответствии с фотографиями.

Шаг 4: Изготовление крепежа двигателя оси Z

Крепежное устройство двигателя служит для фиксации двигателя оси Z. Изготовить крепеж не так уж и сложно. Весь процесс изготовления показан на фото.

Шаг 5: Изготовление оси Z

Рама оси Z используется в качестве базовой и добавляет прочности принтеру. Размеры рамы не критичны и выбираются с учетом необходимого пространства для перемещения экструдера.

Шаг 6: Изготовление оси X

Ось X удерживает экструдер, а узел оси X скользит по узлу оси Z. Узел оси X ввинчивается в направляющую оси Z и перемещает ее вверх и вниз. Конструкция собирается по фото-инструкции.

Узел оси X скользит в направлении оси Z за счет винтовых шпилек. Эти шпильки ввинчены в неподвижные гайки, которые зафиксированы в узле оси X. Таким образом, когда шпилька при помощи двигателя вращается, ось X смещается вверх или вниз.

Монтаж гайки также показан на фотографиях.

Механизм экструдера устанавливается на ось X. Монтаж экструдера представлен на фотографиях.

Шаг 7: Установка электроники и проводки

Подключение и монтаж электронной начинки принтера является важной частью сборки, она должна быть скрытой (недоступной), аккуратной и иметь доступ для подключения.

Места расположений шилда RAMPS, контроллера Arduino, драйвера двигателя и разъема питания показаны на фотографиях.

Для обеспечения мобильности принтера, в верхней части предусматривается ручка для переноски.

Блок питания располагается в нижней части принтера. Красный провод блока является питанием +5В, желтый +12В, черный провод – земля. Чтобы включить блок питания, нужно замкнуть между собой зеленый и черный провода. Поэтому устанавливаем тумблер между этими двумя проводами для включения и выключения блока питания.

Руководство по электромонтажу представлено на фотографиях.

Шаг 8: Проводим предварительное испытание устройства

Предварительное испытание заключается в проверке работоспособности узлов и выполнении движений. Скетч для Arduino прилагается в конце этого шага. Загрузите его в контроллер Arduino и протестируйте через последовательный монитор. Код в скетче не сложен, и его можно менять на ваше усмотрение.

Шаг 9: Загрузка и установка программного обеспечения

Для правильной работы принтера, в части программного обеспечения, потребуются 3 вещи:

  1. Прошивка для Arduino.
  2. Интерфейс для принтера.
  3. Инструмент для преобразования трехмерных объектов в G-code.

Вам потребуется модель объекта (файл с расширением .stl). Можете, либо спроектировать деталь сами, либо использовать уже готовый файл. Сервис «Thingiverse» предоставляет для скачивания множество 3D-моделей в виде файлов *.stl и является очень полезным сервисом для обладателей 3D-принтеров.

Следующим шагом будет преобразование файла *.stl в G-код, который представляет из себя инструкции для 3D-принтера. Для этого вам потребуется специальное программное обеспечение. Существует множество различных программ для преобразования, такие как: «Slicer», «Cura» и др. Программа «Cura» предпочтительнее, т. к. она проста в обращении.

После генерации G-кода, нужно отправить его на принтер. Хотя «Cura» поддерживает плагины для этого, лучше использовать другую программу управления 3D-принтером, например, «Repetier-Host», «Pronterface» и др. Следующее, что вам потребуется, это прошивка для Arduino, которая интерпретирует G-код и выполняет его. Для этого используем прошивку «Marlin».

Итак, что вам потребуется:

  1. Программа «Cura» (для нарезки).
  2. Программа «Pronterface» (для интерфейса).
  3. Прошивка «Marlin» (для Arduino).

Шаг 10: Настройка прошивки «Marlin»

Прошивка «Marlin» – это код для Arduino. На самом деле этот код состоит из набора текстовых файлов. Не стоит сейчас глубоко вдаваться во все тонкости программирования, просто измените код, как описано ниже. Более точная подгонка кода будет описана позже.

Замена материнской платы

Откройте файл «Configuration.h» и измените код следующим образом:

#ifndef MOTHERBOARD
#define MOTHERBOARD BOARD_RAMPS_13_EFB
#endif

Изменение настроек температуры

В файле «Configuration.h» измените код:

#define TEMP_SENSOR_0 5
#define TEMP_SENSOR_1 0
#define TEMP_SENSOR_2 0
#define TEMP_SENSOR_BED 5

«Изменение DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT сделаем позже».

Теперь загрузите «marlin.ino» в Arduino через Arduino IDE.

Шаг 11: Настройка программы «Pronterface»

Настроить программу «Pronterface» достаточно просто.

Подключите принтер и запустите программу. Установите в программе скорость передачи данных, указанную в коде прошивки (#define BAUDRATE 250000). Если все сделаете правильно, то увидите, что принтер подключился к программе «Prontrface».

Для того, чтобы проверить, все ли работает проведем следующее:

  1. Испытание экструдера. Установите «тепло» (heat) на 250 градусов. Если график начнет расти, то ошибки нет.
  2. Испытание платформы с подогревом. Установите «платформа» (bed) на 70 градусов. Если график растет, то ошибки нет.
  3. Проверку осей X, Y и Z. Понажимайте стрелки с соответствующими осями, чтобы каждая из них подвигалась.

Если все работает, переходите к регулировке.

Шаг 12: Тестирование и настройка

Тестирование и настройка – не самый сложный, но достаточно важный шаг, т.к. он будет определять качество будущей печати.

Регулировка оси Х

Чтобы настроить правильный масштаб, сделайте следующее. С помощью программы «Pronterface» запаркуйте ось X в начальную позицию. Сделайте метку на оси X в том месте, где находится экструдер. Теперь нажмите кнопку, чтобы переместить ось X на 100 мм. Измерьте расстояние, на которое переместился экструдер. Если оно равно 100 мм, то все в порядке. В противном случае откройте файл «Configuration.h» и найдите значения параметра DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT. Они могут быть примерно такими:

Здесь в фигурных скобках указываются значения (через запятую) для осей X, Y, Z и экструдера соответственно. Разделите значение из кода на фактическое расстояние, на которое переместился экструдер в мм, затем умножьте на 100. Замените старое значение в коде на полученное новое.

Формула

Нов.знач. = (Стар.знач. / Расстоян.перемещ.в мм) * 100

Есть и другие способы калибровки движения осей, но описанный выше наименее трудоемкий, достаточно быстрый и точный.

Проделайте все те же операции для других осей и экструдера, и тогда вы сможете перейти к печати своей первой модели.

Шаг 13: Печать вашей мечты

В качестве пробной детали напечатаем калибровочный блок (файл прилагается). Откройте файл *.stl в программе «Cura». Перетащите объект в нужное место.

  1. Установите диаметр нити 1,75 мм.
  2. Установите размер сопла 0,4 мм. Все остальные настройки оставьте по умолчанию. В случае необходимости, можете изменить и их.
  3. Теперь сгенерируйте код командой File  Save G code (Файл  Сохранить G-код).
  4. Подключите принтер и запустите программу «Pronterface».
  5. Откройте файл G-кода в «Pronterface».
  6. Перед печатью проверьте, чтобы все оси были запаркованы в начальные позиции.
  7. Нажмите Print (Печать) и наслаждайтесь лицезрением процесса.

Не расстраивайтесь, если первая модель будет распечатана не так как надо. Как говорится, первый блин – комом. Прежде, чем детали начнут правильно получаться, нужно выполнить множество настроек.

Шаг 14: Важные советы

Прежде чем приступить к печати, запомните несколько важных советов и следуйте им.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Как сделать 3D принтер своими руками: подробная инструкция

3D-принтер – это устройство, воссоздающее физические объекты из пластиковых и металлических слоев. Формирование деталей происходит, путем наложения экструдером, расплавленных материалов друг на друга со связывающим клеем. Будущий объект сначала создают в графическом редакторе на компьютере, а затем печатающая головка по контуру обрисовывает 3D-модель. Проще говоря, принтер, распечатывает в реале виртуально-нарисованный макет.

Многим пользователям хочется иметь интересные приборы, но они им не по карману. 3D – принтеры, как раз из этой категории. Они открывают много возможностей для хобби, работы и бизнеса.

Преимущества самодельного 3D принтера перед покупным

Сборка самодельного 3D принтера теперь доступна каждому. Для этих целей нужно иметь немного инженерного образования, навыков программиста, затраченное время и некоторую сумму денег, примерно в 25000 руб. Для многих легче потратить 15-20 тысяч на готовую модель. Но из-за дешевого качества китайской сборки прибор прослужит недолго. Такая причина вполне оправдана.

Основным отличием покупного 3D принтера является то, что корпус сделан из акрила и фанеры. Это ведет за собой ряд неприятных последствий:

Главное преимущество самодельных 3D-принтеров над покупными заключается в качестве рамы. Можно использовать стальной материал. Это придаст лучшей фиксации аппарату и увеличит срок его службы.

Использование в домашних условиях позволит самостоятельно изготавливать детали, которые можно делать только на станках. Например, создать корпус авто.

Зачем собирать 3д принтер своими руками, и в чем его преимущество перед покупным, узнаете из этого видео:

Как собрать и сделать 3D принтер своими руками

Существует много разновидностей самодельных 3D принтеров. Одни формируют фигурки из гипса, другие печатают детали при помощи головки слоями. Есть варианты, формирующие предметы лазером или на полимере. Такие модели сложные в сборке и дорогие по цене. Да и предметы, изготовленные по этим технологиями, хрупки для того, чтобы их использовать в качестве запчасти для какого-либо прибора.

Для сборки трехмерного принтера своими руками понадобится набор следующих инструментов и навыков:

Соблюдая простые правила, человек, обладающий вышеперечисленными инструментами и знаниями, сможет собрать прибор за короткое время.

Приобретение необходимых деталей и инструментов

В процессе сборки 3D-принтера понадобятся необходимые комплектующие:

  1. Рама – главная часть прибора. От ее тяжести, качества и устойчивости зависит дальнейшая работа аппарата. Постоянная борьба с некачественной печатью, а также повышенные скорости в работе уйдут на второй план. Идеальным выбором станет стальная рама Российского производства, которая стоит примерно – 5000 руб. В эту стоимость входят необходимые элементы крепежа.
  2. Направляющий вал. Он продается отдельно. Для сборки 3D принтера своими руками подойдет 1 комплект вала, который состоит из 6 деталей и стоит от 3000 руб. Для процесса необходимы полированные модели. От этого напрямую зависит качество печатаемых деталей.
  3. Шпильки М5. Для сборки понадобится 2 штуки, цена одной – 200 руб. Их можно приобрести в любом строительном магазине. Они должны быть идеально ровными. Для проверки можно расположить деталь на стеклянной поверхности и катать ее. Ровное изделие гарантирует беспрепятственную прокатку.
  4. Комплект подшипников, муфт и ремней. Это обязательные детали для сборки 3D принтера своими руками. Стоимость набора от 800 руб.
  5. Механический ограничитель. Важная деталь, без которой не реализуется процесс эксплуатации. Стоимость 1 штуки – от 25 руб. Для процесса понадобится 3 экземпляра. Опытные мастера приобретают четвертый вариант – на запас.
  6. Дисплей. Для сборки трехмерного принтера требуется монитор с картридером. Это необязательная деталь. Она нужна лишь при печати с компьютера.

В этом видео дается обзор комплектующих для самодельного 3D принтера:

Сборка механической части

Самостоятельная сборка – это трудоемкий процесс. Для его проведения не достаточно просто желания. На сборку 3D принтера уходит до 2 лет работы профессиональной команды. Для того, чтобы все действительно заработало, нужно быть предельно внимательным и соблюдать правила при сборке.

В сборке трехмерного принтера своими руками нет ничего сложного, если все запчасти будут приобретены и правильно установлены. Это касается деталей с электронным направлением.

Для процесса понадобится следующее:

Три эти детали обойдутся покупателю от 1100 руб. Важно иметь в виду то, что платы не подвержены горению, и не стоит покупать лишних деталей на запас.

В этом видео показана механическая часть самодельного 3д принтера:

Сборка радиоэлектронной части

Для подключения электроники понадобится стандартная схема, она будет приложена в инструкции по эксплуатации программного обеспечения – Arduino IDE. Затем настройки проводят в зависимости от возможностей прибора.

Особенностью сборки трехмерного принтера своими руками является то, что в данном типе электроники должен функционировать «мозг». Таковой деталью является Arduino 2560 R3. Прошивка будет заливаться именно на этот элемент. Его легко спалить из-за неправильного подсоединения полярности, подключая концы или установки шагового двигателя. Для этого, важно, чтобы сборкой занимался человек, имеющий опыт в этой сфере.

Загрузка и установка программного обеспечения

Установка программного обеспечения не менее важна, чем предыдущие процессы. За работу моторов отвечают шаговые драйверы. Они имеют построечный резистор, который выставлен на нужный ток и не нуждается в накрутке. В качестве запасной платы лучше использовать Arduino MEGA R3. Понижающий регулятор необходим для защиты напряжения платы. К примеру, понижение проходит с 12 до 5 Вт. Электроника, используемая при сборке 3D принтера своими руками, очень капризная и часто выходит из строя.

Довольно сложный механизм принтера нуждается в программном обеспечении. Необходимо провести подготовительные работы. Для этого понадобится официальная прошивка от 3D—diy. Заливка программы осуществляется IDE Arduino 1.0.6. На дисплее отображается кнопка Auto Home, которую следует нажать после.

В гибкой и точной настройке печати применяют программу Cura Software. Она позволяет настроить степень заполнения объекта и другие параметры печати:

Все эти параметры влияют на качество печати и результат. Проект Marlin лежит в основе прошивки и находится в открытом доступе для пользователей. Прошивка распространена и подходит для разных устройств, и настройки производятся по-разному. Коррективы вносятся в зависимости от особенностей трехмерного принтера.

Тестирование и настройка трехмерного принтера

Важно убедиться в правильном подключении концевиков и полярности для шаговиков. В случае, если движения каретки проходят в противоположную сторону от нужной, необходимо повернуть клемму на 180 градусов. Если после всех правильно проделанных процедур остался неприятный свист, то возможно дело в шаговиках. Для этого подкручивают подстроечные резисторы.

Для первой тестовой печати понадобится не менее 50 минут. Далее будет происходить диагностирование проблем тестовой детали в сравнении с другими результатами идентичных моделей. Таким образом, можно будет определить, с чем связана проблема печати. К примеру, это из-за неправильной конфигурации компьютера или технических характеристик.

Печать

Первая печать считается самой важной, так как от ее показателей зависит качество подключения, сборки и подсоединения контактов своими руками. Рекомендовано печатать первые модели из PLA-пластика. Также можно использовать любой вид гибкого прута. Это наиболее простая модель для сборки, обслуживания и ремонта. Обладает высоким качеством в сравнении с другими изделиями. Из-за своей распространенности по этому материалу можно найти кучу информации, отвечающей на интересующие вопросы.

В печатном аппарате можно устанавливать сразу 2 экструдера или один с двумя головками. После проведения процесса калибровки необходимо распечатать образец 1x1x1 см. Если слои сильно сдвинулись, значит, есть проблема перегрева двигателей. Для решения используют двигатели A4988 с микрошагом 1/16, силу тока настраивают на наименьшей позиции. Для того, чтобы добиться большего качества, проводят прошивку принтера.

В этом видео показан первый пуск самодельного 3д принтера:

Полезные советы

Для правильной сборки важно соблюдать инструкцию по применению и советы опытных мастеров, которые были выявлены путем проб и ошибок:

Читайте также:  Порядок начисления и оплаты за общедомовые нужды (ОДН)

Совсем недавно мало кто задумывался о сборке 3D принтера своими руками. На данное время эта тема очень востребована. Специалисты научились изготавливать детали для аппарата самостоятельно. Преимущество самодельных моделей в сравнении с заводскими заключается в цене и лучшем качестве. Наиболее большую разницу можно разглядеть у китайских устройств.

Полезное видео

Как сделать 3д принтер своими руками на базе ардуино, узнаете из этого видео:

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.

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:

3d принтер своими руками

Возможно эта идея уже засела у вас в голове. Так с чего же начать?

Прежде чем закупать части будущего rep-rap устройства, следует решить какая степень самостоятельности вам нужна. Есть пара вариантов заиметь 3d принтер, не покупая готовый заводской вариант. Их мы и опишем в статье.

1. Закупка всех частей по-отдельности – чистый DIY

Здесь понадобится основательно изучить вопрос. Составить схему сборки и подобрать детали. Человеку с навыками конструирования это будет не сложно и даже интересно.

Придется выбирать электронику, двигатели, датчики, компоновку и механические части. О корпусе также придется позаботиться самостоятельно, поэтому без навыков проектирования в CAD программах не обойтись.

Полный список запчастей будет состоять примерно из 30-40 пунктов, в зависимости от конфигурации 3д принтера.

Если же хочется пойти по более простому и быстрому пути, то схему сборки можно найти в сети, благо их достаточно много, ведь сам проект rep-rap объединяет людей по принципу сделал сам, помоги собрать следующий. Rep-rap подразумевает клонирование последующих 3d принтеров, с помощью уже собранных.

Названия некоторых схем сборки – Rostock, Prusa и Mosaic.

Значит выбрали вы схему, определились с функционалом и размерами, теперь пришло время тратить денежки. Тут кто на что горазд. Можно найти детали на Али и заказать доставку по почте. В принципе большинство нужных деталей производится в Китае, поэтому брать, так сказать из первых рук может быть разумным ходом. Но стоит учесть, что качество некоторых деталей, например валов по которым будут двигаться каретка и рабочий стол, может не оправдать ваших надежд.

Если есть возможность, то купить валы или рельсовые направляющие лучше в России. Здесь их будет проще заменить в случае покупки брака.

Вообще в России есть масса магазинов, которые продают все необходимые запчасти. Разница в цене вряд ли будет существенной, но при покупке в России время вы точно сэкономите, а возможно и нервы. Сами понимаете, доставка почтой не очень надежный вариант, проблемы возникают не редко.

Что касается частей корпуса, то их можно также купить или заказать печать предварительно подготовленных моделей. Корпус может быть из пластика или из фанеры, рама может быть и вовсе из металла. В общем вариантов обзавестись нужны ми деталями куча.

Как показала практика хот енд лучше купить готовый, так выйдет и дешевле и быстрее. Вариантов не мало, почитайте отзывы и решите какой ваш. Наиболее распространенный Hot-End E3D-v6. Показал себя с лучшей стороны. Н адежный, легк о наст раивается и ремонтируется.

Сборка

Запастись терпением, отверткой, паяльником и вперед. Конечно задача не из легких, человеку не подготовленному будет не просто. Но это лишь вопрос времени. Скорее всего придется что-то переделывать, возможно покупать по новой детали, так как качество не всегда бывает подходящим, но в итоге вы получите результат.

Что касается процесса сборки, то в данной статье мы не будем подробно описывать его, ведь в сети вы и так найдете массу пошаговых инструкций. Главное все делать не спеша, ведь согласитесь будет обидно, если вы сожжете контроллер просто перепутав полярность при подключении проводов. Обязательно проверяйте себя!

Выводы по чистому DIY

Что можно сказать точно – описанный процесс подойдет и понравится далеко не каждому. Для более-менее качественной сборки понадобятся инженерные навыки и терпение. После сборки будет еще этап настройки и калибровки, что потребует еще и некоторых знаний процесса программирования. DIY больше подойдет тем, кому интересен сам процесс сборки оборудования, а не только печать на 3d принтере. Итоговая стоимость вряд ли будет сильно ниже, чем при покупке готового КИТ-а, тут смысл именно в процессе.

  1. Купить готовый конструктор или не совсем DIY

Тут все проще. Покупаете набор готовых деталей (КИТ для сборки) и по приложенной инструкции самостоятельно собираете 3д принтер. Инженером быть не обязательно, но любить конструктор придется.

Конечно и в данном случае несколько вариантов развития событий. Можно взять набор у «кустарей» по объявлению и надеяться на то, что Вам положили все детали и крепеж. Инструкций по сборке обычно не прилагается, но их можно поискать в интернете. Скорее всего это будет одна из модификаций Prusa с напечатанными на таком же 3d принтере деталями, на стальную раму тут точно не стоит рассчитывать.

Но если уж решились поиграть в конструктор и не рыскать по «Алиэкспресу» в поисках нужного узла, присмотритесь к фирменным DIY решениям от серьезных производителей. Там вы сможете быть уверенным в том, что все части в комплекте, а в случае чего у вас даже будет гарантия на электронные платы и сложные узлы. Мало того, вы обязательно получите нормальную инструкцию, все необходимые прошивки и тех. поддержку продавца.

Как собрать?

Сборка такого конструктора идет по заранее продуманному пути, следуете указаниям в инструкции, в крайнем случае просите помощи у тех. поддержки и через пару дней 3d принтер уже печатает первые изделия. Важно что в случае с готовым конструктором, корпус обычно изготовлен на станке и не имеет напечатанных деталей. Варианты из металла чуть подороже чем из фанеры или оргстекла, но и жесткость конструкции более высокая, а это непременное условие качества 3d печати.

Кому это нужно?

Собрать таким образом 3d принтер, самостоятельно сможет любой человек. Эти наборы часто покупают школы, чтобы привлечь детей к инженерному направлению. Конечно здесь тоже может потребоваться паяльник, но это не будет проблемой ведь инструкции обычно очень наглядны.

В принципе это упрощенный вариант предыдущего способа. Так что если шибко хочется самостоятельно собрать 3d принтер, но при этому не заморачиваться с поиском запчастей и на всякий случай иметь тех. поддержку в виде продавца или производителя, то КИТ- набор ваш выбор.

Цена вопроса

Так что же выбрать в итоге?

У приведенных в статье способов может быть несколько вариаций. Кто-то решит купить плату и двигатели, а остальное точить, паять, вырезать самому. Другой возьмет готовый набор корпуса и напечатанные шестерни. Третий и вовсе достанет шаговые двигатели из старого бумажного принтера. Все это зависит от желания и возможностей.

Если сам процесс сборки вам не интересен, то лучше купить готовый 3d принтер и оставить этот процесс интересующимся. Благо 3д принтеры уже не экзотика и их стоимость падает с каждым днем.

В любом случае нужно понимать, что точность и качество напечатанных изделий будет выше, если вы приобретете 3d принтер, собранный на полноценном производстве. Поэтому для решения серьезных задач, нужно выбирать серьезные инструменты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *