Строим JAP DLP. Ось Z

Подписаться на 3Dtoday
3DLab
Идет загрузка
Загрузка
12.09.17
2813
14
RepRap
35
Статья относится к принтерам:
JAP DLP
Приветствую!
Продолжаем строительство DLP-принтера. Начало здесь, статьи по проекторам здесь и здесь.
Ось Z традиционно является слабым местом бюджетных (и не очень) принтеров. Взять хотя бы в целом неплохой Wanhao D7. Конструкция оси вызывает грустное недоумение. Понятно, что не хочется ставить дорогие рельсы и ШВП на принтер из бюджетного сегмента, но надо хотя бы попытаться выжать максимум из того, что есть.
Расскажу о своей реализации оси Z и как я к ней пришел. Базовый набор довольно стандартный. Валы 12мм, подшипники LMK12LUU, винт-трапеция диаметром 8мм, nema 17.
Начал я с классической схемы. Разрезная муфта внизу, свободный конец наверху. Вот такой столик из алюминия 4мм.
86770a568b22f9dd672c23620eafe43e.jpg
Результат был в общем-то неплохой и я некоторое время пользовался как есть. Но потом стал замечать, что некоторые крупные модели слегка уменьшались по высоте. В основании модели как бы не хватало некоторого количества слоев. А однажды, после крупногабаритной печати я обнаружил, что винт стал пружинить на муфте, хотя изначально я ставил её правильно - внатяг.
ce0c8a6148fd1ce0b517c62b629c85ae.jpg
Муфта растянулась. Стало ясно, что ось Z на FDM и на DLP/LCD это не одно и тоже. При отрыве первых слоев, особенно если они большой площади, а полимер густой, нагрузки на ось значительно больше, чем у FDM. В итоге муфта деформируется, а вал двигателя утапливается внутрь, что и приводит к скрадыванию слоев.
К тому же при такой компановке у FDM-принтера печать начинается сверху, со свободного конца винта и воблинг гасится наиболее эффективно. А у DLP печать начинается снизу, где муфте тяжелее всего выполнять свои функции, потому что она находится близко от жесткой точки (гайки).
Вывод: нужно разгрузить вал винта и отказаться от гибкой муфты.
Можно купить специальные опорные подшипники:
c1f115847513fcbc1955a1104d222c7c.jpg

Но для такого крепления не хватает места между муфтой и столиком в нижней точке. Можно поставить, но за счет небольшого сокращения высоты области печати.
Я сделал вот так:
593f027409f514b7384129c6c36600d9.jpg
47236f9c17dfc7e5817cb7f4980da241.jpg
bbd45052c7a757aa5b009b6d8446a738.jpg
79f8b489d5d7c6911b942f9e723760da.jpg
Обычный подшипник 8*22*7 мм и печатная муфта. Многие скажут, что печатные детали это плохо. Но по опыту могу сказать, что такая муфта из хорошего конструкционного пластика (нейлон, PETG, SBS Pro) не только обладает достаточной прочностью и жесткостью, но и обеспечивает лучшую соосность, по сравнению с корявыми китайскими. Впрочем, можно и их использовать, а напечатать только опору.
Верхний конец винта закрепляется таким же подшипником:
afc31505f0614374f92663e5bd1441df.jpg
daf7d6ff6f20336245c79a3083d50272.jpg
Подшипники лежат вот на таких "полках", которые изначально задумывались для увеличения жесткости крепления валов:
973f7c0545fb4226c75ff22d62ac10a4.jpg
Вал разгрузили, винт закрепили, теперь надо что-то делать с воблингом, обусловленным кривизной и несоосностью винта. Для FDM есть много вариантов развязки столика и винта в плоскости XY типа:
ac637a0aca0cffb4f2d2f979bd4e0be7.jpg
Идея хорошая, но для DLP у такой детальки не хватит жесткости по Z. Пришлось разработать вот такой комплект:
0951f591f5e4e77586810d29e3810f36.jpg
23e654facefa1c2c9d418af698eff64b.jpg
Устанавливаем верхнюю часть:
549a17bf9e2899d5515fc758c35ffe6a.jpg
Накручиваем нижнюю гайку:
75d12830eb3a8c27ab6c7292ba433569.jpg
Затягиваем, пока не выберем люфт обеих гаек по Z. Сильнее затягивать нельзя - заклинит. Винт должен вращаться легко. Установив нижнюю гайку в нужное положение фиксируем креплением:
019b72b910ab8dee4b8d680a3ea9207f.jpg
Модели можно скачать здесь.

Конспективно список мер для повышения качества оси Z:

Жесткий, изготовленный с использованием высокоточного оборудования корпус. Очевидно, что в хлипком корпусе с криво насверленными отверстиями под валы хорошей оси Z не получится.
Каленые валы SFC12. На них лучше не экономить. Я предпочитаю брать их в отечественных магазинах.
Подшипники LMK12LUU. Лучше взять подороже. Те, которые в 2 раза дешевле действительно сильно отличаются в худшую сторону. Они даже по весу заметно легче. Еще лучше, если есть возможность подобрать подшипники из кучи под конкретный вал. Похожим методом делались первые снайперские винтовки. То есть они никак специально не делались, а получались сами - статистически. Отстреливалась партия новых винтовок. Те, которые поточнее и становились снайперскими, а оставшиеся кривые-косые раздавались обычному пушечному мясу. Нестабильность качества комплектующих заставляет обратиться к опыту дедов.
Двигатель 0.9 градуса и винт с шагом 4мм. Можно ставить любую толщину слоя, кратную 0.01мм без дробления шага.
Гайки. У меня пока латунные, заказал из POM.
Разгруженный вал двигателя.
Никаких разрезных муфт.
Развязка столика и оси в плоскости XY.

Про ось вроде всё.
Удачи!

P.S. Я ВКонтакте
Мой Instagram
Подписаться на 3Dtoday
35
Комментарии к статье

Комментарии

12 Сен 12:52
2
Мысль интересная...
12 Сен 12:58
2
Какой же это опорный подшипник, это максимум подвисной.
Но использовать его как опорный возможно, т.к. нагрузка незначительная.
12 Сен 13:09
2
Спасибо!
Всё стало на свои места.
Крутил модели и не понимал как это собрать всё вместе.
И небольшой вопрос
Затягиваем, пока не выберем люфт обеих гаек по Z
Как узнать, что вот именно это положение самое лучшее?
Игрался вот с такой гайкой, так и не понял, где она "золотая середина"
018f01bf705372f7905df450eece288c.jpg
12 Сен 13:28
4
Сначала закрутить до заклинивания. Потом откручивать пока не отпустит.
18 Сен 11:50
1
Закручивать надо в сжатом состоянии. Тогда и появиться необходимый натяг.
12 Сен 14:28
3
от себя добавил бы что даже если используете цельную муфту то надо брать с боковой фиксацией, чтобы просто затягивалась сбоку, муфты с перпендикулярными к оси установочными винтами, образуют несоосность, я попробовал 5 разных муфт и лучше всего оказалась цельная печатная с боковой затяжкой, китайские цельные "болтаются" а пружинные собственно пружинят, даже если их ставить в натяг, со временем "уползают".
слева направо: цельная с торцевой фиксацией, пружинная с торцевой фиксацией(самые ужасные) пружинная с боковой затяжкой. четвертая цельная с боковой фиксацией где то потерялась, но она тоже "играла", ну а пятая печатная с боковой затяжкой стоит на принтере, не совсем понимаю в чем магия, но оно работает :), наверное стоимость муфты тоже играет роль, но покачто качественные мне не попадались
138fca53c0e446a1153e1c565a20d961.jpg
12 Сен 15:28
1
Вот у меня на принтере стояла цельная, а болты как на третьей (на Вашем фото) так она реально у меня сползала на валу двигателя и затянуть её было невозможно.
А когда сползала, застревала в отверстии основы принтера и принтер тупо печатал на одном месте.
Пару раз так было.
Сейчас печатаю на пружинной №2, но надо попробовать напечатать свою муфту.
12 Сен 15:46
2
Есть обжимные муфты (типа 3-й), но с дополнительным упорным винтом (как на 2-й). На своем принтере я их и поставил. Такие проще снимать, ходовой винт мягковат и остаются отпечатки (потом муфта плохо сходит), а так можно поджать только упорный винт в лыску вала движка.
12 Сен 16:16
1
fc3c799b1abdfe3e3b0ad356d7030d9b.png

а такие не модно ставить?;)
12 Сен 16:18
1
у меня на растяг стоит, то есть мотор наверху, а такая вроде как из двух половинок состоит ничем не соединенных
12 Сен 17:48
1
ааа. тогда да
половинки не соединены
13 Сен 12:52
0
.
18 Сен 13:41
0
Пользую на прюше вот такие муфты (мембранные). Кулачковые из двух половинок жестковатые. А вообще не вдавался я в подробности постройки конкретного DLP, но возник вопрос, почему не ШВП1605 или вовсе 20? Пользовал EGL2 там как раз швп стоит. Мне кажется это более чем оправдано и правильно.
4a808fe549cd55a4f42b844bb2491c61.jpg
18 Сен 15:30
0
Если бюджет позволяет, можно и ШВП

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Представлен новый Prusa i3 MK3

Перерождение Tesus

Печать CERAMOTEX. Челендж от Романа Вейтендорфа ака BlackTech :)

Часики

Шёпот черной вдовы

Первые шаги по автоматизации жилого пространства