Из 3д принтера. Какие ещё есть варианты? Точность печати и ее повышение
Данная статья взята с зарубежного сайта и переведена мною лично. Предоставил эту статью .
Этот проект описывает конструкцию 3D принтера очень низкой бюджетной стоимости, который в основном построен из переработанных электронных компонентов.
Результатом является небольшой формат принтера менее чем за 100 $.
Прежде всего, мы узнаем, как работает общая система ЧПУ (по сборке и калибровке, подшипники, направляющие), а затем научим машину отвечать на инструкции G-кода. После этого, мы добавляем небольшой пластиковый экструдер и даем команды на пластиковую экструзию калибровки, настройки питания драйвера и других операций, которые дадут жизнь принтеру. После данной инструкции вы получите небольшой 3D принтер, который построен с приблизительно 80% переработанных компонентов, что дает его большой потенциал и помогает значительно снизить стоимость.
С одной стороны, вы получаете представление о машиностроении и цифровом изготовлении, а с другой стороны, вы получаете небольшой 3D принтер, построенный из повторно используемых электронных компонентов. Это должно помочь вам стать более опытным в решении проблем, связанных с утилизацией электронных отходов.
Шаг 1: X, Y и Z.
Необходимые компоненты:
- 2 стандартных CD / DVD дисковода от старого компьютера.
- 1 Floppy дисковод.
Мы можем получить эти компоненты даром, обратившись в сервисный центр ремонта. Мы хотим убедиться, что двигатели, которые мы используем от дисководов флоппи, являются шаговыми двигателями, а не двигатели постоянного тока.
Шаг 2: Подготовка моторчика
Компоненты:
3 шаговых двигателя от CD / DVD дисков.
1 NEMA 17 шаговый двигатель, что мы должны купить. Мы используем этот тип двигателя для пластикового экструдера, где нужны большие усилия, необходимые для работы с пластиковой нитью.
CNC электроника: ПЛАТФОРМЫ или RepRap Gen 6/7. Важно, мы можем использовать Sprinter / Marlin Open Firmware. В данном примере мы используем RepRap Gen6 электронику, но вы можете выбрать в зависимости от цены и доступности.
PC питания.
Кабели, розетка, термоусадочные трубки.
Первое, что мы хотим сделать, это как только у нас есть упомянутые шаговые двигатели, мы сможем припаять к ним провода. В этом случае у нас имеется 4 кабеля, для которых мы должны поддерживать соответствующую последовательность цветов (описано в паспорте).
Спецификация для шаговых двигателей CD / DVD: Скачать . .
Спецификация для NEMA 17 шагового двигателя: Скачать . .
Шаг 3: Подготовка источника питания
Следующий шаг заключается в подготовке питания для того, чтобы использовать его для нашего проекта. Прежде всего, мы соединяем два провода друг с другом (как указано на рисунке), чтобы было прямое питания с выключателем на подставку. После этого мы выбираем один желтый (12V) и один черный провод (GND) для питания контроллера.
Шаг 4: Проверка двигателей и программа Arduino IDE
Теперь мы собираемся проверить двигатели. Для этого нам нужно скачать Arduino IDE (физическая вычислительная среда), можно найти по адресу: http://arduino.cc/en/Main/Software .
Нам нужно, загрузить и установить версию Arduino 23.
После этого мы должны скачать прошивку. Мы выбрали Марлин (Marlin), который уже настроен и может быть загружен Marlin: Скачать . .
После того, как мы установили Arduino, мы подключим наш компьютер с ЧПУ контроллера Рампы / Sanguino / Gen6-7 с помощью кабеля USB, мы выберем соответствующий последовательный порт под Arduino инструментов IDE / последовательный порт, и мы будем выбирать тип контроллера под инструменты платы (Рампы (Arduino Mega 2560), Sanguinololu / Gen6 (Sanguino W / ATmega644P - Sanguino должен быть установлен внутри Arduino)).
Основное объяснение параметра, все параметры конфигурации находятся в configuration.h файла:
В среде Arduino мы откроем прошивку, у нас уже есть загруженный файл / Sketchbook / Marlin и мы увидим параметры конфигурации, перед тем, как загрузим прошивку на наш контроллер.
1) #define MOTHERBOARD 3, в соответствии с реальным оборудованием, мы используем (Рампы 1,3 или 1,4 = 33, Gen6 = 5, ...).
2) Термистор 7, RepRappro использует Honeywell 100k.
3) PID - это значение делает наш лазер более стабильным с точки зрения температуры.
4) Шаг на единицу, это очень важный момент для того, чтобы настроить любой контроллер (шаг 9)
Шаг 5: Принтер. Управление компьютером.
Управление принтером через компьютер.
Программное обеспечение: существуют различные, свободно доступные программы, которые позволяют нам взаимодействовать и управлять принтером (Pronterface, Repetier, ...) мы используем Repetier хост, который вы можете скачать с http://www.repetier.com/. Это простая установка и объединяет слои. Слайсер является частью программного обеспечения, которое генерирует последовательность разделов объекта, который мы хотим напечатать, связывает эти разделы со слоями и генерирует G-код для машины. Срезы можно настроить с помощью параметров, таких как: высота слоя, скорость печати, заполнения, и другие, которые имеют важное значение для качества печати.
Обычные конфигурации слайсера можно найти в следующих ссылках:
- Skeinforge конфигурация: http://fabmetheus.crsndoo.com/wiki/index.php/Skeinforge
- Конфигурация Slic3r: http://manual.slic3r.org/
В нашем случае мы имеем профиль configuret Skeinforge для принтера, которые можно интегрировать в принимающую пишущую головку программного обеспечения.
Шаг 6: Регулирование тока и интенсивность
Теперь мы готовы протестировать двигатели принтера. Подключите компьютер и контроллер машины с помощью кабеля USB (двигатели должны быть подключены к соответствующим гнездам). Запустите Repetier хостинг и активируйте связь между программным обеспечением и контроллером, выбрав соответствующий последовательный порт. Если соединение прошло успешно, вы сможете контролировать подключенные двигатели с использованием ручного управления справа.
Для того, чтобы избежать перегрева двигателей во время регулярного использования, мы будем регулировать силу тока, чтобы каждый двигатель мог получить равномерную нагрузку.
Для этого мы будем подключать только один двигатель. Мы будем повторять эту операцию для каждой оси. Для этого нам понадобится мультиметр, прикрепленный последовательно между источником питания и контроллером. Мультиметр должен быть установлен в режиме усилителя (текущего) - смотри рисунок.
Затем мы подключим контроллер к компьютеру снова, включите его и измерьте ток при помощи мультиметра. Когда мы вручную активировали двигатель через интерфейс Repetier, ток должен возрасти на определенное количество миллиампер (которые являются текущими для активации шагового двигателя). Для каждой оси ток немного отличается, в зависимости от шага двигателя. Вам придется настроить небольшой потенциометр на управление шагового интервала и установить текущее ограничение для каждой оси в соответствии со следующими контрольными значениями:
Плата проводит ток около 80 мА
Мы подадим ток на 200 мА для Х и Y-оси степперы.
400 мА для Z-оси, это требуется из-за большей мощности, чтобы поднять пишущую головку.
400 мА для питания двигателя экструдера, поскольку он является мощным потребителем тока.
Шаг 7: Создание машины структуры
В следующей ссылке вы найдете необходимые шаблоны для лазеров которые вырезают детали. Мы использовали толщиной 5 мм акриловые пластины, но можно использовать и другие материалы, как дерево, в зависимости от наличия и цены.
Лазерная настройка и примеры для программы Auto Cad: Скачать . .
Конструкция рамы дает возможность построить машину без клея: все части собраны с помощью механических соединений и винтов. Перед лазером вырезают части рамы, убедитесь, что двигатель хорошо закреплен в CD / DVD дисководе. Вам придется измерять и изменять отверстия в шаблоне САПР.
Шаг 8: Калибровка X, Y и оси Z
Хотя скачанная прошивка Marlin уже имеет стандартную калибровку для разрешения оси, вам придется пройти через этот шаг, если вы хотите точно настроить свой принтер. Здесь вам расскажут про микропрограммы которые позволяют задать шаг лазера вплоть до миллиметра, ваша машина на самом деле нуждается в этих точных настройках. Это значение зависит от шагов вашего двигателя и по размеру резьбы движущихся стержней ваших осей. Делая это, мы убедимся, что движение машины на самом деле соответствует расстояниям в G-кода.
Эти знания позволят вам построить CNC-машину самостоятельно в независимости от составных типов и размеров.
В этом случае, X, Y и Z имеют одинаковые резьбовые шпильки так калибровочные значения будут одинаковыми для них (некоторые могут отличаться, если вы используете разные компоненты для разных осей).
- Радиуса шкива.
- Шага на оборот нашего шагового двигателя.
Микро-шаговые параметры (в нашем случае 1/16, что означает, что за один такт сигнала, только 1/16 шага выполняется, давая более высокую точность в систему).
Мы устанавливаем это значение в прошивке (stepspermillimeter ).
Для оси Z:
Используя интерфейс Controller (Repetier) мы настраиваем ось Z, что позволяет двигаться на определенное расстояние и измерять реальное смещение.
В качестве примера, мы подадим команду, чтобы он двигался на 10 мм и измерим смещение 37.4 мм.
Существует N количество шагов, определенных в stepspermillimeter в прошивке (X = 80, Y = 80, Z = 2560, EXTR = 777,6).
N = N * 10 / 37,4
Новое значение должно быть 682,67.
Мы повторяем это в течение 3 или 4 раз, перекомпилируя и перезагружая прошивки для контроллера, мы получаем более высокую точность.
В этом проекте мы не использовали конечные установки для того, чтобы сделать более точным машину, но они могут быть легко включены в прошивку и она будет готова для нас.
Мы готовы к первому испытанию, мы можем использовать перо, чтобы проверить, что расстояния на чертеже верны.
Мы будем собирать прямой привод, как показано на рисунке, прикрепив шаговый двигатель к главной раме.
Для калибровки, поток пластика должен соответствовать кусочку пластиковой нити и расстоянию (например 100 мм), положить кусочек ленты. Затем перейдите к Repetier Software и нажмите выдавливать 100 мм, реальное расстояние и повторить Шаг 9 (операцию).
Шаг 10: Печатаем первый объект
Теперь аппарат должен быть готов для первого теста. Наш экструдер использует пластиковую нить диаметром 1.75 мм, которую легче выдавливать и более она более гибкая, чем стандартная диаметром 3 мм. Мы будем использовать PLA пластик, который является био-пластиком и имеет некоторое преимущество по сравнению с ABS: он плавится при более низкой температуре, что делает печать более легкой.
Теперь, в Repetier, мы активируем нарезки профилей, которые доступны для резки Skeinforge. Скачать .
Мы печатаем на принтере небольшой куб калибровки (10x10x10 мм), он будет печатать очень быстро, и мы сможем обнаружить проблемы конфигурации и моторный шаг потери, путем проверки фактического размера печатного куба.
Так, для начала печати, открыть модель STL и нарезать его, используя стандартный профиль (или тот, который вы скачали) с резки Skeinforge: мы увидим представление нарезанного объекта и соответствующий G-код. Мы подогреваем экструдер, и когда он нагреется до температуры плавления пластика (190-210C в зависимости от пластической марки) выдавим немного материала (пресс выдавливания), чтобы увидеть, что все работает должным образом.
Мы устанавливаем начало координат относительно экструзионной головки (х = 0, у = 0, z = 0) в качестве разделителя используем бумагу, головка должна быть как можно ближе к бумаге, но не касалась ее. Это будет исходное положение для экструзионной головки. Оттуда мы можем начать печать.
Современный аддитивный принтер – удовольствие не из дешевых. Чтобы стать владельцем высокотехнологичной «машины», придется выложить несколько сотен, а то и тысяч долларов. Многие сторонники трехмерной печати задаются вопросом, как собрать 3d принтер своими руками? Если устройство может воспроизводить детали любых форм и размеров, почему бы не попробовать напечатать точно такой же принтер?
Самовоспроизводство, как альтернатива коммерческим моделям
В действительности инженеры уже не первый год бьются над тем, чтобы сделать технологию трехмерной печати общедоступной.
Впервые о самовоспроизводящихся механизмах заговорили в 2004 году. Проект получил название 3d принтер reprap. Аппараты данного типа могут воспроизводить точные копии своих комплектующих.
Первым стал принтер под названием «Дарвин». Ему удалось воспроизвести около 60% своих деталей для дочерней копии. Ему на смену пришел «Мендель», способный работать не только с пластиком, но и мраморной пылью, тальком и металлическими сплавами.
Несмотря на то, что принцип reprap завоевал доверие среди пользователей печатным оборудованием и приобрел огромную популярность среди инженеров-любителей, его нельзя назвать совершенным.
Базовая стоимость стандартной платформы для создания себе подобных клонов составляет 350 евро. Профессиональный самовоспроизводящийся аппарат, способный печатать собственный электрические схемы стоит 3000 евро.
В обоих случаях покупателю придется приложить немало усилий для того, чтобы его копия заработала в полной мере.
Собираем 3d принтер
Прежде всего, придется раскошелиться на детали и комплектующие, которые на сегодняшний день невозможно целиком изготовить на обычном принтере. Начинающему инженеру придется докупить, самостоятельно установить и откалибрировать:
- — датчики для измерения температуры сопла экструдера и нагревательного стола;
- — шаговые двигатели, приводящие в действие печатную головку и платформу построения;
- — контроллер шагового двигателя;
- — концевые датчики для определения «нуля»;
- — термисторы;
- — нагреватель экструдера и рабочего стола.
Вышеперечисленные запчасти подбираются исходя из габаритов устройства и целей, которые перед ним ставятся. Суммарный бюджет самодельного аппарата может легко сравняться с себестоимостью недорогого FDM-принтера со средним качеством печати.
Reprap принтеры — полуфабрикаты в мире 3D
В действительности собрать 3d принтер своими руками сложнее, чем может показаться на первый взгляд. К сожалению, технология reprap далека от совершенства и ориентирована в первую очередь на людей с инженерным образованием. Для всех остальных предусмотрены комплекты, которые можно собрать воедино руководствуясь инструкцией и твердо держа в руке отвертку.
Например, DLP-принтер Sedgwick v2.0 Kit. Фотополимерный аппарат предназначен для печати моделей из акрила. На выбор предлагается два варианта устройства: с баком объемом 75х75х50мм и 75х75х120мм. Готовый прибор способен печатать с минимальной толщиной слоя 100мкм.
В свою очередь, набор Engineer (Prusa i3) позволяет собрать принтер для послойного наплавления ABS и PLA пластиком с толщиной наносимого слоя 0,3-0,5мм. Объем рабочей камеры составляет 200х200х180мм.
Наборы для самостоятельной сборки постоянно совершенствуются. В 2015 году в продажу поступили первые принтеры серии PRotos v3, немецкого производителя German RepRap. Устройство как и остальные модели подобного типа, продается в разобранном виде.
Но производитель учел предыдущие недочеты и представил комплект, собрать который стало намного проще, чем когда-либо ранее. Новинка снабжена уже готовой платформой для печати, алюминиевыми армирующими опорами, придающими ей дополнительный запас прочности, катушкой фирменного кабелями с подготовленными разъемами, а также собранными платами.
Если раньше самостоятельно собрать корректно работающий принтер было практически невозможно, то благодаря стараниями немецких инженеров, каждый покупатель получил возможность своими руками собрать устройство для трехмерной печати, оборудованное двумя экструдерами.
Примечательно, что инженеры компании PRotos v3 решили не ограничивать возможности печатной машины и обучили ее работе со всеми известными видами пластика, такими как ABS, PLA, PP, PS, PVA, smartABS, Laybrick, Bendlay и Laywood.
Стоимость комплекта составляет 999 евро. С другой стороны, собранный на заводе принтер продается по цене 1559 евро.
Как самому собрать 3d принтер из подручных материалов
За место в категории «самый дешевый 3d принтер своими руками» могут соревноваться сразу два кандидата. Модель EWaste обойдется не дороже 60 долларов, при условии, что вы сможете найти подходящие детали, позаимствованные из старых электроприборов.
Вам понадобится два CD/DVD привода, дисковод, компьютерный блок питания, разъемы, термоусадочная трубка и мотор NEMA 17.
Альтернативный вариант – использовать фанеру, гайки, кабеля, болты и алюминиевый лом. Прикрепить все это к пошаговому двигателю и нагревательному картриджу с помощью паяльника. Детальный процесс сборки египетского ATOM 3D вы найдете вот .
Кстати, чтобы обзавестись собственным принтером совершенно не обязательно мастерски орудовать паяльной лампой. Достаточно разобрать несколько копировальных аппаратов. Так, в России появился 3D принтер, собранный из утилизированных лазерных МФУ Xerox 4118 и Xerox M15.
Чтобы воплотить задумку в реальность инженеру понадобились стальные направляющие, три пластиковых подшипника, несколько металлических профилей, 4 моторчика, два из которых поддерживают функцию микрошага. Дополнительно автор проекта задействовал термистор для печки, 3 оптических датчика и соединительные провода.
Возможно, готовый агрегат не блещет дизайнерскими изысками, зато вполне прилично справляется с печатью привычным ABS пластиком. Себестоимость самоделки едва ли превысит 50 долларов, при условии, что некоторые комплектующие были у автора идеи в наличии.
Впрочем, при должной сноровке можно попробовать собрать нечто более совершенное. Китайские инженеры из компании Makeblock специализирующиеся на разработке робототехники, любезно предложили свой «рецепт» недорогой машины для трехмерной печати.
Принтер собирался из подручных инструментов и продающихся на открытом рынке механизмов. Китайские разработчики использовали фирменную раму Makeblock с платформой типа i3, купить которую можно в магазине компании.
За электрическую часть отвечает плата Arduino MEGA 2560+ RAMPS. Устройство управляется с помощью стационарного компьютера с предустановленным специальным программным обеспечением Printrun (скачать).
Какой именно вариант выбрать – решать вам. Самовоспроизводящиеся принтеры стремительно развиваются и эволюционируют. Но такой комплект стоит ненамного дешевле обычной коммерческой модели, так как является полноценной платформой для ускоренного прототипирования. Общественный стереотип, гласящий что rep-rap – это всего лишь бюджетные игрушки, канул в лету вместе с заявлениями NASA.
Оказывается, астронавты планируют в недалеком будущем взять несколько подобных принтеров в космос. По замыслу инженеров, самовоспроизводящиеся принтеры помогут сэкономить полезную площадь и грузоподъемность шатла. Планируется, что они будут использоваться для постройки космических баз на Луне и Марсе.
В качестве чернил 3D принтеры будут использовать мелкодисперсный песок.
Какой именно вариант выбрать – решать вам. Самовоспроизводящиеся принтеры стремительно развиваются и эволюционируют. Но такой комплект стоит ненамного дешевле обычной коммерческой модели, так как является полноценной платформой для ускоренного прототипирования.
Rep-rap 3d принтеры позволяют сэкономить несколько десятков или сотен долларов, но готовый образец придется самостоятельно настраивать, из-за чего качество печати может страдать. Самодельные принтеры – вариант для людей с инженерным образованием и недюжинным терпением.
Выход первых аппаратов для 3D-печати вызвал немало восторженных откликов. Поистине, это одна из наиболее ярких разработок сегмента IT в начале 21 века. На данный момент трехмерные принтеры достаточно прочно вошли в специализированные области приборостроения, промышленности и других сфер. Компании, которым нужен высокоэффективный аппаратный производитель небольших деталей, охотно покупают 3D-принтер. Цена, составляющая порядка 100 тыс. руб., их не останавливает, поскольку технологичное устройство себя окупает.
Что касается домашнего пользования, подобные вложения редко оправданы, так как смысл в приобретении такой техники есть. Сама потребность в наличии такого прибора объясняется, как правило, любопытством и желанием поэкспериментировать. Хотя, конечно, есть немало примеров, когда 3D-принтеры активно используются в быту. Так или иначе, методики самостоятельного изготовления инновационного устройства за последние годы обрели массу последователей. Подогревается же этот интерес к «трехмерному производству» успехами домашних мастеров.
Из чего создается принтер?
Как обычно бывает в самодельном творчестве, поле для реализации задумки безгранично. Каждый мастер вырабатывает свои рецепты и технологии, позволяющие воплотить идею в жизнь. И все же 3D-принтер своими руками изготовить без специальных методичек и знаний невозможно. Изначально примером для первых энтузиастов были продукты Z Corporation и 3D-Systems. Наиболее же весомый вклад в индустрию самодельных устройств внесла компания RepRap, занимающаяся разработкой комплектов для принтеров с трехмерной печатью.
Собственно, перед каждым, кто решит сделать подобный продукт, стоит дилемма: воспользоваться комплектом, требующим лишь сборки, или же приобретать комплектующие по-отдельности. Ответ на этот вопрос каждый решает сам, но 3D-принтер своими руками можно сделать только при наличии соответствующих знаний и технических навыков, которые обязательно потребуются в процессе изготовления.
Механические компоненты
Независимо от того, приобретен ли готовый пакет, или решено закупать составные части самостоятельно (желательно в Китае), ни одна сборка 3D-принтера не обходится без следующих элементов:
- крепежные детали, при помощи которых формируется каркас прибора;
- металлические направляющие для подвижных компонентов;
- шестерни, на основе которых будет обеспечена трансляция от электроприводов к движимым узлам;
- площадка, которая выступит специальным полем для изготовления объектов;
- нагревательное устройство и термопара, с помощью которой будет контролироваться температура.
Сборка основной конструкции
Процесс сборки зависит от набора составляющих. При грамотном подходе его можно реализовать на глаз - но в этом случае надо четко придерживаться конфигурации расположения электропривода, направляющих и головки экструдера по осям. Без специального комплекта 3D-принтер своими руками можно скомпоновать из фанерных листов, подходящих шурупов и зажимов.
Мотор фиксируется каждой оси и будет выступать в качестве источника питания для поясной системы, которая отвечает за передвижение по направляющим. Также на одной из осей следует предусмотреть приводное устройство, за счет которого будет выполняться передвижение платформы. Другая ось, зафиксированная на верхушке 3D-принтера, обеспечит движение экструдера.
Электротехнические устройства
Тем, кто решился на самостоятельные поиски составных элементов, механическую часть вполне можно реализовать из подручных материалов. Но для того чтобы изготовить 3D-принтер своими руками, также понадобится электроника, без покупки которой обойтись не удастся. Для реализации этой части необходим следующий комплект:
- выключатели, которые будут отвечать за ограничение печати на «рабочей» области по главным осям;
- шаговые электромоторы;
- плата с микроконтроллером - данный компонент является одним из важнейших: он обеспечивает печать на 3D-принтере и управляет позициями каретки.
Кроме этого, потребуется экструдер с термодатчиком. Именно он выступит преобразователем материала из твердого состояния в мягкий расплав.
Подключение электроники
На этом этапе нужно реализовать установку центрального стержня (опоры) и головки экструдера, от которого зависит работа 3D-принтера и, в частности, техника печати. Далее последует соединение площадки для печати и элементов нагрева. В завершение останется подключить монтажную плату и обеспечить соединение кабелей с нагревателями, блоком питания и температурными индикаторами. Соединение проводов, как и другие операции, не вызовут проблем у тех, кто знаком с базовыми правилами радиотехники. Во многом ход работы схож с установкой перемычек на компьютерной «материнке».
Важно помнить, что от надежности каркаса во многом зависит, насколько качественной выйдет печать на 3D-принтере, поэтому все зажимы, крепежи и соединения следует выполнять максимально точно - без отклонений в пропорциях и последовательности.
Кроме этого, здесь же стоит предусмотреть возможность изъятия «рабочей» площадки. В ходе эксплуатации неизбежно возникнет необходимость ее чистки, поэтому зажимы должны легко отсоединяться. К слову, специальные комплекты располагают ZIP-локами, которые позволяют без труда фиксировать монтажную плату. Впрочем, их качество редко бывает высоким, поэтому следует быть готовым к замене фиксаторов.
Работа аппаратной начинки
Обработанный слайсером код передается в оперативную память устройства, после чего микроконтроллер начинает свою работу. В процессе исполнения алгоритма электроника может корректироваться в зависимости от состояния термодатчиков. Кроме этого, система управляет параметрами, в соответствии с которыми двигается экструдер для 3D-принтера и отслеживаются характеристики температуры. От корректности дозирования и выдавливания расходного материала будет зависеть качество полученного трехмерного объекта.
Точность печати и ее повышение
Помимо настройки контроллера немалую роль в параметрах работы каретки, напрямую определяющей точность печати, играет и шаговый мотор. Сразу важно отметить, что самодельный 3D-принтер, цена которого составит от 30 до 50 тыс. руб., несомненно, обойдется дешевле фирменного. Желательно обеспечить его производительным электроприводом. Этот мини-агрегат применяется для передвижения головки экструдера и определяет чувствительность его работы. Например, при 360-градусном повороте шпинделя число шагов электродвигателя составит 200, соответственно, будет обеспечена точность в 5 мкм. В случае если количество шагов будет 400 — точность обеспечивается на 2,5 мкм. Таким образом, электропривод, располагающий наибольшим числом шагов, сможет гарантировать и более высокую точность.
Программное обеспечение
Основная задача программы для 3D-принтера заключается в переводе трехмерной виртуальной модели в понятный контроллеру алгоритм. Далее, в соответствии с параметрами этого кода, путем нарезки будет осуществлено изготовление объекта именно в том виде, в котором была сохранена модель на компьютере. В этом плане важно отметить, что не всякий файл подойдет для принтера - на сегодняшний день чаще используется формат STL. Сделать конвертацию труда не составит, но для последующей обработки кода и предоставления его микроконтроллеру необходимо соответствующее ПО.
В фирменных устройствах компании специально разрабатывают софт, предназначенный для конкретных моделей. По сути, это несложные программы для 3D-принтера, которые также называются слайсерами. С подобными функциями справляются и приложения типа Skineforge, Slic3r и Kisslacer. Для плодотворной работы также потребуется 3D-редактор, который будет сохранять заготовки в файле STL. Стоит отметить, что при использовании крупных моделей принтер может некорректно выполнить нарезку из-за недостаточной площади платформы. Решение таких проблем заключается в элементарном разделении виртуального объекта на несколько частей.
Самостоятельное создание аддитивного принтера — трудоёмкий процесс. Такое устройство не получится сделать за один вечер, а его настройка также может занять дополнительное время. Стоимость сборки при самостоятельном поштучном заказе компонентов может превысить цену бюджетного 3D-принтера, изготовленного фабрично. Но приложив некоторое количество усилий и ознакомившись с рекомендациями по сборке, вы сможете создать 3D-принтер своими руками, и он будет идеально подходить под ваши потребности.
Выбор и покупка деталей
Сборка 3D-принтера своими руками обойдётся дешевле всего, если заказывать детали в китайских интернет-магазинах. Самый популярный сайт, на котором можно найти весь набор комплектующих — AliExpress. Для формирования списка компонентов определитесь с конструкцией будущего устройства. Если у вас нет опыта в создании подобных девайсов, воспользуйтесь тематическими форумами для поиска списка комплектующих и последовательности их сборки своими руками. В случае отсутствия определённых элементов — их можно заменить на другие, при условии совместимости характеристик.
Какой бы ни была выбранная конструкция, вам понадобится стандартный комплект основных компонентов:
- Набор проводов и винты, чтобы собрать 3D-принтер своими руками.
- Корпус аппарата или металлическая рама для принтеров открытого типа.
- Блок питания на 12В.
- Комплект электроники (зачастую Arduino Mega 2560 R3 + шаговые драйверы).
Обратите внимание! Чтобы сэкономить при покупке на AliExpress, используйте сайты, предоставляющие cashback. Фиксированный процент от каждой покупки будет возвращён на личный счёт после подтверждения заказа. Деньги с этого счёта вы сможете вывести на карту или кошелёк электронной платёжной системы.
Сборка корпуса
Чтобы сделать корпус трёхмерного принтера, подойдёт любой материал достаточной жёсткости, поставляемый в листах. Первым делом следует смоделировать конструкцию или найти готовую схему в Интернете. После этого можно приступить к вырезанию отдельных деталей. При наличии электролобзика или другого инструмента для резки такую работу можно выполнить самостоятельно. Если нужных инструментов нет, рекомендуется заказать услуги лазерной резки.
Для работы с ABS-пластиком предпочтительна закрытая конструкция устройства, сохраняющая высокую температуру в камере. Быстрое или неравномерное застывание такого пластика может вызвать трещины или привести к осаждению печатаемой модели. Если же вы планируете использовать принтер для печати при помощи полилактида (PLA), используйте открытый корпус или предусмотрите возможность его открытия. Печать этим типом пластика требует отвода тепла и постоянного охлаждения.
Для корпуса 3D-принтера подойдут листы толщиной 6 мм. В зависимости от выбранного материала, они могут быть прозрачными или нет. При недостаточной жёсткости конструкции установите алюминиевые или стальные уголки по бокам. Также можно сделать корпус из небольшого телекоммуникационного шкафа или другого предмета. При наличии второго 3D-принтера детали корпуса нового устройства можно распечатать на нём. Самые популярные материалы, применяемые для создания каркаса своими руками:
- Фанера;
- Монолитный поликарбонат;
- Акрил.
Важно! Корпус из фанеры хорошо гасит вибрацию, возникающую при печати.
Установка деталей и окончательная сборка
После изготовления корпуса нужно установить компоненты принтера и настроить работу электроники. При сборке важно соблюдать правильную последовательность установки деталей. Учитывайте, что в процессе работы устройства может проявляться вибрация. Все винты должны быть хорошо затянуты, а основные компоненты аппарата необходимо прочно зафиксировать. По окончании сборки проведите пробную печать на созданном 3D-принтере.
Важно знать! Как правило, окончательная стоимость 3D устройства, сделанного своими руками, составляет 20-30 тысяч рублей.
Обучающее видео: 3D принтер своими руками за $155
Читайте также:
Кофейный принтер: Виды и особенности аппаратов для печати на кофейной пенке
Как подключить принтер к компьютеру: Обзор способов соединения домашних устройств
Я начинаю публиковать цикл статей по сборке принтера Ultimaker своими руками. В статьях я расскажу про постройку принтера, начиная от заказа запчастей в различных интернет магазинах и Ali, сборки, программирования и т.д., а так же буду собирать его сам вместе с Вами.
Статьи будут написаны в стиле IKEA - доступно и понятно для любого желающего!
Вы сможете в онлайн режиме вместе со мной собрать 3D-принтер для себя, задать вопросы в комментариях к статьям и получить мои ответы. Статьи будут выпускаться с периодичностью в 2 недели.
Стоимость: принтер обойдётся Вам примерно в 25 тысяч рублей - это будет надёжный и качественный аппарат.
Большинство посетителей сообщества находятся в поисках принтера. Я сторонник сборки принтера своими руками, а что будет дальше, каждый решает сам.Почему здесь и сейчас?
Почему самодельный? Причин несколько:
- Разумная стоимость. На данный момент принтер обходится в пределах 25 000 рублей. Есть много китайских принтеров стоимостью от 14 до 18 тысяч рублей. Однако, эти конструкторы требуют еще столько же, для того что бы они начали выдавать то что можно назвать 3d-печатью. Эта стоимость заводских принтеров складывается из: маркетинга, зарплаты, инженерных изысканий и т.д. На пути инженерных изысканий я потратил гораздо больше чем 25 000 рублей. Сейчас же я делюсь своими знаниями и накопленным опытом совершенно бесплатно.
- Приобрести 3D принтер это не пол и даже не треть дела, нужно еще научиться им пользоваться! Так вот опыт сборки и настройки дает ощутимый шаг в освоении 3D печати.
- Как владелец и пользователь двух принтеров Ultimaker 2 и самодельного Ultimaker, могу точно заявить, скорость и качество печати у них не отличаются. Они оба прекрасно печатают, при этом экструдер и печатаная голова у Ultimaker 2 более капризная.
- Цикл статьей будет своего рода иллюстрированной инструкцией по сборке и настройке своего личного персонального 3D-принтера. Буду стараться максимально подробно освещаться весь процесс и вести диалог с вами в комментариях.
В качестве принтера для строительства был выбран и взят за основу Ultimaker:
- Он достаточно прост - в сборке.
- Он надежен - как автомат Калашникова.
- Все его чертежи лежат в открытом доступе.
- Он, пожалуй, самый распространенный в мире.
- Инженерные изыскания над ним веду я и другие пользователей по всему миру. Почти все, что есть в этом принтере, собрано из разных мест и доступно в открытом виде.Философский вопрос относительно диаметра прутка может быть 3 мм или 1,75мм – каждый решает сам что ему использовать, выскажу только свое мнение по поводу плюсов и минусов.
- Проще получить пруток более со стабильным качеством, в том числе и в домашних условиях.
- Лучший для Bowden (боуден) экструдера.
- Как правильно в принтерах с прутком 3 мм можно использовать пруток 1,75 мм.
- Перехлесты и зажёвывания в катушках встречаются реже, чем 1,75.
- Мало производителей на данный момент его выпускают.
- Мало различных видов пластика.
- Очень много разных видов пластика.
- Гораздо больше производителей.
- Прекрасен для директ экструдера.
- Не очень хорошо себя зарекомендовал для боуден экструдера (некоторые специалисты возразят, но на это могу ответить только одно – попробуйте, а потом обсудим).
Итак, поехали! Статьи по сборке принтера будут выходить с периодичностью в две недели, по содержанию я наметил примерно следующий план:
1. Этот пост – Вводный. Приобретение всего необходимого.
2. Сборка принтера. Часть первая. Корпус и механика.
3. Сборка принтера. Часть вторая. Электроника.
4. Прошивка и настройка принтера – Marlin.
5. Прошивка и настройка принтера - Repetier-Firmware.
1. Корпус на выбор из любого листового материала толщиной 6 мм (фанера, МДФ, акрил, монолитный поликарбонат и т.д.).Что необходимо закупить:
Цена за фанерный примерно – 1200-2000 рублей. Лично я делаю .
Если кто-то сомневается в фанерном корпусе, вот небольшое доказательство его надежности, при этом это можно сделать и во время печати, на фото мой принтер из :
2. Основа стола из аллюминия – ценник разный от 700 рублей, я делаю . Можно из фанеры, но мне не нравится, чертежи такого стола есть, необходимо вместо LMK12LUU использовать LM12LUU и делать переходник или искать другую гайку для трапецеидального Винта.
3. Стекло для стола заказать можно в обычной стекольной мастерской – 4мм – 100-120 рублей, чертеж
4. LM6LUU - 2шт - 325 рублей.
5. LMK12LUU - 2 шт - 680 рублей.
6. Подшипники F688 - 8 шт - 217 рублей за 10 шт.
7. Валы 6 мм - длинной 300,5 и 320 мм по 1 шт, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 550 рублей.
8. Валы 8 мм - 2 шт 348 мм, 2 шт 337 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 1 300 рублей.
9. Валы 12 мм - 2 шт по 339 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 911 рублей.
10. Пневмофитинг - 1 шт 32 рубля для 1,75 или 3 мм.
11. Энкодер или потенциометр - 1 шт - 40 рублей.
12. Двойная шпуля 20 зубов на вал 8 мм - 134 рубля.
13. HeatBed - 1 шт - 440 рублей.
14. Двигатели - необходимо 4 шт (продаются по 5 штук за 3600 рублей). Трапециидальный винт - 480 рублей. Муфта - 270 рублей за 5 шт, ее можно и напечатать.
15. Медные втулки с графитовыми вставками, каретки, ремни длинные и короткие и пружины для ремней - 1 комплект - продаётся комплектом за 1225 рублей (каретки можно напечатать, ремень использовать обычный GT2 без пружин, получится небольшая экономия).
16. Подающая шестерня - 1 шт - 217 рублей.
17. Блок питания - 1 шт - 1 800 рублей.
18. HotEnd e3d v6 + Volcano в подарок - 765 рублей для 1,75 или 3 мм и Термобарьер – 1 шт 44 рубля (термобарьер не обязательно).
19. Кулер охлаждения детали - 2 шт - 136 рублей.
20. Концевики с длинной лапкой - 3 шт - 404 рубля за 10 шт.
21. Шпули GT2 20 зубов под вал 8 мм - 8 шт - 340 рублей.
22. Шпули GT2 20 зубов под вал 5 мм - 2 шт - 90 рублей.
23. Кардридер - 1 шт - 178 рублей
24. Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + A4988 (4 шт) - 1 комплект - 1 150 рублей.
25. Экран 12864 - 1 шт -525 рублей.
26. Пружина пальца передних колодок ВАЗ - 4 шт - 100 рублей.
27. Разъемы DuPont тыц и тыц
28. Демпфер - 1-2 шт. (не обязательно) 230 рублей за 1 шт.
29. Выключатель для подсветки - 1 шт (не обязательно). - 100 рублей за 5 шт.
30. Разъем для кабеля с предохранителем и выключателем - 1 шт - 86 рублей (не обязательно).
31. Оплетка для кабеля - 3 метра 8 мм - 300 рублей (не обязательно).
32. Радиаторы для драйверов - 4 шт (не обязательно) - 10 шт 290 рублей.
33. Транзистор - 1 шт - 246 рублей 5 шт. и Радиатор для транзистора - 1 шт - 53 рубля 3 шт (не обязательно).
Вместо замены транзистора на RAMPS можно использовать автомобильное или твердотельное реле . С твердотельным реле у меня и у 39. Провода гибкие многожильные сечением 2.5 мм примерно 2 метра.
40. Термоусадка под эти провода.
41. Крепеж и провода я беру , если у вас в городе есть проблемы с крепежом, то обращаемся туда же куда и за остальным – :
41.1. Винт M2.5x20 6 шт.
41.2. Винт M3x10 30 шт.
41.3. Винт M3x12 30 шт.
41.4. Винт M3x14 15 шт.
41.5. Винт M3x16 85 шт.
41.6. Винт M3x20 20 шт.
41.7. Винт M3x25 20 шт.
41.8. Винт M3x30 21 шт.
41.9. Винт M3x4 2 шт.
41.10. Винт M3X5 10 шт.
41.11. Винт M3X6 10 шт.
41.12. Винт M3X45 2 шт.
41.13. Винт M3x8 10 шт.
41.14. Гайка M2,5 6 шт.
41.15. Гайка M3 130 шт.
41.16. Гайка самоконтрящаяся M3 35 шт.
41.17. Шайба M2,5 6 шт.
41.18. Шайба кузовная или широкая M3 17 шт.
42. Термоклей – 1 шт – 80 рублей (не обязательно, последнее время радиаторы идут самоклеящиеся или можно использовать термопасту)
43. Термистор стола – 1 шт 59 рублей, стоит взять с запасом, рвутся, ломаются, врут.
44. Подшипник 623ZZ – 1 шт - 80 рублей за 10 шт.
45. Ножка мебельная – 1шт – 86 рублей (аналогов очень много) или держатель для катушки , ее можно и напечатать .
46. Пластиковые детали (рекомендую печатать все из ABS со 100% заполнением), если у Вас нет возможности распечатать, то можно заказать, например,