Создание 3D принтера

Всем доброго времени суток.

Решил написать пост про то, как собирал свой 3D принтер. Забегая вперед скажу, что собрал его не до конца,но обо всем по порядку.

Расскажу немного о себе: по профессии я художник и в силу такой 'специфической' профессии приходится постоянно следить за новыми тенденциями как в области искусства, так и в области технологий. Одной из таких технологий и является 3D печать...

этот мир для себя я открыл не так давно, хотя информация о первых доступных принтерах появилась еще несколько лет назад; качество печати оставляло желать лучшего, но и конечно же очень высокая цена. Сейчас на рынке полно устройств которые отвечают самым взыскательным требованиям, но их цена по прежнему зашкаливает. Из этой ситуации я решил выйти следующим образом: заказать в Китае комплект для сборки принтера( так как на тот момент мои познания были не столь обширными, поэтому я не стал рисковать и делать свой первый принтер из 'подручных' материалов).

Итак. заказ сделан( дело было еще летом прошлого года). Шла посылка больше месяца...потом процесс сборки, каково же было мое разочарование, когда собрав аппарат я обнаружил что по оси Z он может перемещаться только в одном направлении(.В чем проблема?Скажете вы- проблема прошивки, концевика или драйвер паленный...может и драйвер, но это Melzi; на которой все находится на единой плате. Перепрошить ее так и не удалось( ни по USB ни через программатор).Тогда я сделал выбор в пользу Arduino Mega 2560 на которой все в дальнейшем будет строится. Спустя примерно еще месяц пришла электроника( а взял я про запас) И тогда началось самое интересное, а именно собирая все так сказать с 'нуля' я столкнулся и с прошивкой, и с калибровкой, и с настройкой...в общем всего не перечесть( спасали только всевозможные форумы и информация в интернете, так как помощи ждать было не от кого) В общем занимаясь всем этим я получил как раз таки необходимый опыт для создания уже'100%' своего принтера.

Вот с этого места уже поподробнее)

Итак, первым делом нужно определиться: для каких целей нужен принтер? Например кто занимается ювелиркой(или же просто перфекционист :)), тому нужно суперкачество. Кому нужна простота использования (тот наверно купит уже готовый). Если делать какие-то конструктивные элементы-крепления, детальки всякие..печатать небольшие модельки- для таких целей подойдет всеми известная Prusa (какое-нибудь из бесчисленных воплощений, но оно и понятно; проверенная конструкция, простота построения, наличие готовых проектов в сети, (да и тем более уже стоит одна собранная..) мне этот вариант подходил конечно, но только было одно 'но'- мне не нравится такая конструкция)) Объясню почему:

1 'ездящий стол'( вследствие этого страдает компактность, да и печатать с большими ускорениями не получится- могут слои сбиваться; такие обидные вещи случались с моим принтаком когда я немного скорость задирал)

2 для оси Z два мотора, это конечно оправданно конструкционно, но..( не знаю почему, но меня раздражает, когда для выполнения 'несложной' задачи требуется ресурсов больше чем необходимо(не обращайте внимания, это мое субъективное мнение :))

3 Его неудобно транспортировать на другое место, ( особенно если рама из акрила, может легко сломаться)

В принципе минусов то больше и нет, да и те которые есть- это 'минусы' мои субъективные как мне кажется. Зато плюсов реальных полно, я о них писал выше( На заметку тому кто хочет собрать свой первый принтер и рассчитывает на предсказуемый результат, даже не думайте! выбирайте уже проверенное решение- одно из воплощений Прюши)))... так что-то я отошел от темы)

Для своего принтера я выбрал следующие необходимые качества:

во первых большая область печати (если и не по X и Y, то по Z уж точно). Во вторых- простота конструкции. На этом этапе я для себя выбрал какой именно принтер я хочу. От дельты я отказался сразу, кажущаяся простота конструкции скрывает в себе много подводных камней, будь то калибровка или выявление не столь очевидных 'глюков' печати,не говоря уж про качество самой сборки. Про Scara принтеры в сети не так много информации, да и опять же мое 'субъективное' мнение- что простая вещь должна делаться просто). Привлек вариант H-botа , но походив по форумам, тоже отказался от такого варианта... На мой взгляд превосходный вариант это DLP принтер, особенно в свете последних событий( Clip метод и все такое))),но вчерашнему студенту не просто платить по 70-100 $ за литр фотополимера, поэтому эта технология пока откладывается.

В итоге я пришел к тому что мне необходимо: 'Дешево, много, просто и надежно'

Процесс создания:

Для начала сделал примерный проект( 'основу' сделал вечера за 3-4, а потом еще с неделю на допиливание и доработку узлов и деталей, некоторые вещи были переделаны уже в процессе построения) конечный вариант вглядит как-то так...На даче нашел старые рамы из железного уголка, вопрос с каркасом был решен( эти рамы потом были порезаны и сварены в каркас- в итоге получилась 'рама' способная выдержать падение из окна :D) ...получилось конечно не очень аккуратно (перфекционист из меня не большой)

шаговики стандартные NEMA 17 с усилием 4.4 кг на валу

Мозги тоже выбрал стандартные( Mega 2560+Ramps 1.4+драйвера a4988) на счет драйверов могу сказать следующее, сейчас есть 2 доступных и проверенных варианта- это a4988 и DRV 8825. (DRV драйвера дают 132 микрошага, в отличии от а4988- 116) по цене разница не столь велика, но при работе с Arduino явные отличия не заметны, так что я решил не заморачиваться и взял а4988

концевики поставил оптические(на ось Z всегда ставьте только оптику, на X и Y не столь важно механика или оптика)

хот енд-самый дешевый вариант что попался( E3D) под 1.75 мм пластик. Я этот хот энд тестил на моей прюше и случился с ним такой казус: так как он сборный, то из-за зазора между резьбой нагревательной головки и трубки был небольшой зазор. Так в этот зазор начал переть расплавленный пластик). Пришлось все снимать, разбирать, чистить..целая борода в общем. Проблему эту я решил намотав немного фумленты на эту резьбу. Вкрутил...и больше не каких проблем! Да и еще сопло поменял, а то забивалось частенько.было 0.3, стало 0.4.В дальнейшем при печати больших объектов диаметр 0.6-0.8 будет самое то.

Стол....с ним целая история. Изначально использовалось стекло 4мм+ нагревательный стол MK2B. Но прикинув что к чему,от горячего стола отказался.(печатать ABSом буду не часто, а только в основном PLA, а все же когда и придется первым вариантом, то нашлась отличная альтернатива горячему столу-доска для лепки пластилином,сделана она похоже из ABSа, так что прилипает отлично, не надо ни ацетона, ни пива, ни сахара...есть в каждом магазине канцтоваров, и стоит рублей 30-40, да и хватит ее надолго...)

Блок питания- от компа, если верить даташиту то выдает 20A на линию 12 вольт, хотя без горячего стола столько и не надо. В будущем думаю заменить на 'нормальный '.Так он выглядит на первом этапе сборки( ось Z отсутствует, электроники нет, зато есть уже 'светящийся' логотип на кулере и порядковый номер-'001' - декоративная вещь которую уж очень хотел сделать :D)Здесь уже что-то более 'понятное', но отсутствует еще пара направляющих на Z и вал для 'синхронного' перемещения концов оси Y. Как видно по фотке стол стеклянный, без подогрева, и просто 'лежит' пока...А сейчас он выглядит так...стол заменен на оргстекло,осталось дождаться и прикрутить необходимые запчасти. И сделать необходимые декоративные элементы( корпус для экрана и может еще уголки пластмассовые на углы нацепить, а то не эстетично как-то...)

вот видео:готовая модельвторая модель которую я распечатал на этом принтере( первый был куб 10*10 мм)

материал-ABS, скорость 40мм/с. высота слоя 0.1

результат меня если честно порадовал( если учесть что принтер не собран до конца)

вот наверно и все)..

Про размеры печати не написал еще..230*230*440 мм

по цене: я точно не подсчитывал, т.к некоторые детали у меня уже были, а всю основную часть заказывал еще по старым ценам, некоторые вещи покупал в процессе. в итоге 13-14 к где-то...

как этот принтер доведу до ума, в планах собрать вращающийся принтер(а по возможности соединить в нем сканер и принтер) , а то меня часто просят отсканировать какую-нибудь ерундовину 5*5 см, т.е тут пригодился бы сканер для мелких предметов. 'настоящий' сканер можно купить только продав почку :D, Kinect в этом случае не спасет, а надеяться на 123D catch я бы не стал))

пост принимает участие в акции 'Рассказ о моём 3D-принтере'