Самодельный 3D принтер

Подписаться на 3Dtoday
andron-nek
Идет загрузка
Загрузка
06.12.18
1896
18
печатает на RepRap
RepRap
29
Всем здравствуйте!
Решил участвовать в конкурсе "Мой 3D-принтер", в номинации "3D-принтер собранный своими руками".

Все началось с того, что я решил заинтересовать сына (7 лет) моделированием и инженерным делом. Сначала решил экспериментировать с популярными решениями на базе Arduino. В последствии пришло понимание, что необходим FDM 3D принтер для печати различных деталей и корпусов. Покупать все готовое в магазинах был не вариант, так как терялся сам смысл создания вещи/механизма. Проштудировав интернет-магазины и различные форумы посвещенные 3D принтерам пришел к выводу, что хорошие принтеры стоят дорого, а недорогие в последствии модернизируются, либо им на замену покупается новый более качественный. Тогда и решил, что смоделирую и соберу принтер сам.

В октябре 2017 года начал проект по постройке 3D принтера. Началось все с изучения конструкций существующих аппаратов - самодельных и заводского изготовления. В основу были заложены три основных критерия: простота конструкции, недорогие материалы, возможность собрать в домашних условиях (при помощи набора инструмента и небольших настольных тисков), не прибегая к услугам сторонних организаций для изготовления той или иной детали.
В основу была положена конструкция (кинематика) принтера FLSUN. Готовых чертежей на подобные конструкции не нашел. На разработку чертежей потратил примерно полтора месяца, уделяя этому занятию час-два в день, а то и через день)).

В итоге получился вот такой 3D принтер #самодельныйпринтер:
9d26ae97fed2451c082522ca847e9168.jpg
Конструкция была выбрана на мой взгляд самая простая и надежная, на каждой оси свой привод и он независим от других осей. Практически все элементы можно купить в магазинах/интернет-магазинах и собрать в одно целое своими силами и без мастерской.

И так по порядку.
Разрабатывая чертежи я отталкивался от размера рабочего стола 320х320 мм с выстой печати 300 (забегая в перед скажу что на тот момент погорячился и достаточно для моих нужд 200х200 мм высотой 250 мм).

Начну с экономики:
Раму заказывал (не реклама) в promprof.ru нарезками в размер из конструкционного профиля. Профиль удобно собирать, крепить на него определенные узлы, он обладает достаточной жесткостью. Рама обошлась на февраль 2018 в 1952 руб. это оказалась дешевле чем на "Соберизавод".
На Али были закуплены (не реклама, цена указана с учетом доставки в РФ г. Санкт-Петербург):
- уголок для сборки рамы 20х20 50 шт. 20x20 L - 613,50 руб. (ноябрь 2017);
- винты М5 8 мм 50 шт. tornill M5х8, винты М5 10 мм 50 шт. tornill M5х10, винты М3 50 шт., винты М3 8 мм 50 шт. - 766,91 руб. (январь 2018);
- гайка в профиль 20х20 100 шт. - 572,56 руб. (ноябрь 2017);
- монтажная пластина шагового двигателя 42 серии 3 шт. - 665,95 руб. (январь 2018);
- линейные направляющие 3 шт. 400 мм MGN12H - 2706,60 руб. (ноябрь 2017);
- гайка в профиль для крепления направляющих под винт М3 50 шт. - 460,19 руб. (декабрь 207);
- оси 8 мм 400 мм 4 шт. ось8.400 - 1167,36 руб. (февраль 2018);
- ось 8 мм 500 мм 1 шт. ось8.500 - 381,32 руб. (февраль 2018);
- трапециевидный винт 8 мм 400 мм T8 с гайкой 2 шт. T8+гайка - 1241,96 руб. (февраль 2018);
- шарикоподшипниковая втулка 4 шт. LMK8UU 8x15x24 - 373,65 руб. (ноябрь 2017);
- ремень GT2 10 м в комплекте с 5-ю шкивами на 20 зубов на ось 8 мм GT2+20teeth - 450,09 руб. (ноябрь 2017);
- ролики 3 шт. 20 зубов 5 мм, крепеж для экструдера E3DV6 1 шт., шкивы на 20 зубов на шаговые двигатели 5 шт., держатель оси SK8 8 шт., подшипниковый держатель KP08 6 шт. - 1661, 58 (ноябрь 2017);
- шкив 40 зубов 3 шт. - 361,44 руб. (ноябрь 2017);
- механизм подачи прутка в экструдер (инжектор) 1pcs3D - 531,42 руб.
- ремни 158 мм GT2 4 шт. - 193,28 руб. (ноябрь 2017);
- тефлоновая трубка 4 мм 1 шт. - 80, 11 руб. (ноябрь 2017).
В магазине стройматериалов куплено:
- алюминиевый уголок 30х30х2 мм 1 м, труба алюминиевая квадратная 25х25 мм 1 м, полоса алюминиевая 40х2 мм 1 м - 431 руб. (февраль 2018).
По механике итого получилось 14 610,92 рубля.

Габариты принтера 500х500х570 мм (ШхГхВ):
f5714b02e92cc3506f5ac951c78b5de7.jpg
Электронная (электрика) начинка:
Так как я был уже знаком с модулями на базе Arduino и свой выбор сделал на кит набор Mega 2560 R3 + RAMS 1,4 + 5 шт. шаговые драйверы DRV8825, дисплей 12864 и потому, что этот кит самый распространенный и по нему много информации и плюс он недорогой :-) 1660,42 руб.
Шаговые двигатели конечно же Nema 17HS4401 как самые распространенные и недорогие 1832,74 руб. (ноябрь 2017).
Также на Али были закуплены (не реклама, цена указана с учетом доставки в РФ г. Санкт-Петербург):
- экструдер V6 1 шт. в комплекте с вентиляторов, нагревателем 40 Вт, 12В и термистором на 100 кОм E3DV6 - 275,80 руб. и к нему силиконовый чехол за 114,85 руб. (ноябрь 2017);
- концевые выключатели 6 шт. выкл - 213,11 руб. (февраль 2018);
- вентилятор охлаждения 5015 турбо 12В для обдува печатаемого изделия 1 шт. - 112,48 руб. (февраль 2018);
- вентиляторы охлаждения для платы управления 6010 DC 12В 2 шт. - 181,08 руб. (август 2018);
- твердотельное реле SSR 60DD 50DD 1 шт. - 297,43 руб.
- блок питания 300 Вт от старого компьютера 1 шт. - 0,00 руб.
- бесперебойный блок питания UPS 500 Вт б/у 1 шт. куплен на Авито за 700,00 руб.
- силиконовые провода различного сечения и длины - 1274,70 руб. (август 2018).
- термоусаживаемая трубка и оплетка - 500 руб.
По мелочи - пружинки, винты М3, каптоновый скотч, клеммы - 800 руб.
Что касается рабочего нагреваемого стола 320х320 мм он оказался немного дороговат от 2500 руб (алюминиевая плита 3-4 мм и силиконовая грелка), поэтому на тот момент был куплен "временно" МК2В 214х214 мм в комплекте с термистором за 750,62 руб. и к нему 5 шт. heatbed sticker за 579,54 руб. (февраль 2018).
Итого по электронике (электрике) получилось 9292,77 рубля
Итого общая стоимость 3D принтера (по материалам) составила 23903,69 рубля.

Принтер собирался постепенно по мере вдохновения и сил в течении 8 месяцев до первой печати. В процессе сборки некоторые узлы переделывались и заменялись другими.
Первое свое изделие принтер напечатал в сентябре 2018 года (тестовый кубик 20х20х20 мм). Механика была собрана, "мозги" валялись на полу (дисплей тоже валялся на полу, потом прикрутил его в корпус). На фото в коробке находятся "мозги" и с вверху кулер от компьютерного процессора intel)).
bcae7f327943d81a827e90e00bcf3bad.jpg
К моменту написания статья все уложил в коробку напечатанную на этом принтере:
8a3b196f1a6dc75d4e335649fb4a7663.jpg
Провода все уложил в пазы профиля и закрыл алюминиевым уголком 20х20 мм:
720cf3e4c64c5f398927d8759b35fa07.jpg
Общий вид получился достаточно красивый.
c01d5c51fd0f8a58a23d3d8ea6436097.jpg
f00cc512390973205a4713b4923debb3.jpg
4239a7352b6ab9c7d1ffa0d3318c9e1c.jpg
Как я говорил ранее, в процессе сборки переделывал некоторые узлы. Первое, что мне не понравилось это подшипниковый держатель KP08. Подшипник со сферической поверхностью для самоцентровки. Устанавливал их на ось Y для передачи через ось момента вращения на другую сторону принтера. Ось длинная (500 мм) и получилась так, что при натяжке ремней ось изогнуло и вращение было затруднено.
Заменил узел на крепление SK20 с подшипниками 608rs , доработав "напильником" - ось перестало изгибать.
1e75020158897021e062f8214d621e2f.jpg
На винтах оси Z стоит этот же подшипниковый держатель KP08 и такой проблемы не возникло. Все само отцентровалось, винт оси не изгибается и воблинга нет.

Следующий проблемный узел получился по оси Z в части крепления направляющих. Так как все делалось на коленке и соблюдать точные размеры креплений не получилось, пришлось переделать крепление направляющих с фиксацией к раме на винты М5.
29343b0ed71a1c924168c0fc414379e3.jpg
Переделал узлы крепления концов ремней по оси Y, фото первых решений нет. Конечное решение в итоге получилось проще, чем предыдущее.
a5d8735db5c52df0729e8261667b71a1.jpg
Еще несколько фото по конструкции принтера.
499213a40f6153065e3a09c2fd6205c3.jpg
48405ffdb7302c5323f4167c03fc5162.jpg
a38d467535ece7a54d2bb4b1ae87485c.jpg
Прошивка "залита" Marlin 1.1.8. С настройкой и наладкой прошивки не возникло проблем, материала в интернете по данному вопросу очень много и описано достаточно детально. Концевики стоят только в нулях (min). Питание осуществляется через компьютерный блок питания на напряжении 12В.
Калибровку стола провожу в ручную.
В остальном сложностей не было все получилось как и было задумано на этапе проектирования.

Хотя я лукавлю :-), принтер изначально проектировался под рабочий стол 320х320 мм, а стоит "временно" 214х214 мм. В процессе печати я понял, что потребность в габаритах печати 320х320х310 мм нет и принтеру сулит "обгрейд" в части уменьшения общих габаритов. Сейчас габариты принтера 500х500х570 мм (ШхГхВ), будут 380х350х520 мм.

Существующие недоработки по принтеру.
На данный момент не сделан узел фиксации проводов по оси Y, узел фиксации тефлоновой трубки на входе в экструдер, крышка крепления ремней по оси Y (c одной стороны), крышка на блок экструдера.
503dec1aa782d7da371e9e816269fbdb.jpg
Печать.
Использую слайсер Slic3r. Сопло в основном использую 0,4 мм, высота слоя 0,2-0,3 мм, ширина слоя 0,4-0,6 мм в зависимости от модели/делали, скорость печати в основном 50 мм/с. Печатаю пластиком ABS и PLA от производителя Greg г. Санкт-Петербург, температура для ABS 238 град. экструдер, 100 град стол. обдув 0 или 25%, PLA 185 град. экструдер, 60 град стол, обдув от 30% до 60%. С типом пластика пока не определился, не так много еще израсходовал.
Что касается "прилипания" к столу детали, по началу использовал heatbed sticker красного цвета. Все бы хорошо, но на новое покрытие деталь прилипает насмерть и отодрать получается с трудом, даже когда остынет (пластик ABS, температура стола 90 град., на 80 град. отлипает). Один раз оторвал деталь вместе с покрытием. После 5-7 печати покрытие стола идет волнами и нарушается рабочая поверхность. После 10-ой печати деталь отлипает, повышение температуры не помогает. В последствии перешел на каптоновый скотч, первый слой прилипает хорошо и снимается деталь тоже хорошо, поверхность первого слоя получается зеркальная.
Печатаю с флешки.

Примеры напечатанных изделий.
a268a656038d5d8f72bc78514784d720.jpg
3edcfde7db3c1bcbadfb3143313d760d.jpg
79209ae200860ac16aa81d9181fa83fa.jpg
33e89a5dc45b48634ef1c38d20d132ac.jpg
64a654ae03d02d776360354bf69203d2.jpg
499ba1f2f3b602675ac1668110705ac8.jpg
В заключение хотелось бы сказать, что принтер печатает отлично. На данный момент 3D принтер из проекта перешел в инструмент (как минимум на ближайший год) для реализации других проектов по робототехнике, авио/авто моделированию и просто для хозяйственных нужд.
Стоимость принтера получилась 24 тыс. рублей (по материалам). Простоя и надежная конструкция, спроектированная и собранная в домашних условиях без мастерской и привлечения сторонних организаций.
На 32 битную систему переходить не собираюсь, так как не вижу в этом больших преимуществ, а вот цена комплектующих "кусается" (от 6500 руб.).

План по модернизации:
- уменьшить габариты до 380х350х520 мм;
- электронику убрать в низ принтера;
- привод ось Z сделать с использованием одного шагового двигателя;
- сделать корпус с креплением его к конструкционному профилю;
- сделать принтер двухцветным/двухэкструдерным.
Подписаться на 3Dtoday
29
Комментарии к статье

Комментарии

06.12.18 в 08:00
0
Кубойд без камеры?.. А так конечно молодец, хотя и много спорных моментов. Я так понимаю профиля не прикручены насквозь друг к другу? Народ жалился что и на металлических уголках маленьких жесткости не хватает. Каковы итоговые скорости? Просто на том же танке вроде бы как видно смещения слоев немного.
06.12.18 в 10:58
0
Кубойд без камеры?.. :-) камера в проекте была и она будет только чуть позже.
Спорные моменты я думает есть во всем, что нас окружает.
Профиля не прикручены насквозь к друг другу, в этом не было необходимости, узлы соединения жесткие. Проблема в длине профиля, а для ее решения как раз и необходим корпус, который даст жесткость по диагоналям. Он будет но чуть позже.
Печатал на скорости 60 мм/с, большую скорости буду пробовать когда сменю шаг с 1/32 на 1/16, так как есть предположения, что прошивка не правильно считает шаги, в итоге на изделии вылазят всякие пакости.
По поводу танка, да там не ровности в этом скорее всего виноват не закрепленный экструдер (раскрутился винт фиксации экструдера), скорость печати была не большая 40 мм/с, печатался около 7 часов насколько я помню.
Печатал множество тестовых деталей прямоугольной формы, поверхность получается ровной и однотипной.
Проблема смещения слоев еще может быть по моему мнению из-за:
1. слайсер - печатал 5 раз одну и туже модель и во всех 5 случаю в одних и тех же местах наблюдались отклонения и самое, что интересное проявлялись они на слегка изогнутых участках, на таких участка экструдер движется плавно без рывков и смешения никак не может быть связано с жесткостью рамы;
2. проблема драйверов 8825, возможно пропуски шагов;
3. Возможно не равномерность толщины прутка пластика (пластик Greg 480р. за 750грамм);
4. Прошивка не правильно выполняет расчеты.
06.12.18 в 08:15
2
Переход на 32 бита - DUE+RAMPS(переделанный самостоятельно) = 850 руб за ДУЭ +рампс(400-800 руб в зависимости от модели). Можно ведь и не покупать , а доработать свой запасной - если он имеется в запасе. Драйвера, экран, кардридер с энкодером все переходит от 8 битной системы. Даже корпус и тот подходит один в один.

А вот нужно или нет - тут каждый выбирает сам. Если нет нужды и принтер справляется вашими моделями -то действительно нужды нет. А если начинает подглючивать и требуется снижать скорость на сложных моделях - тогда да можно попробовать. Но надо делать другую плату, а не переделывать имеющуюся - так возможны накладки в процессе переделки РАМПСА.
06.12.18 в 09:52
0
Или клиппер )
06.12.18 в 11:00
0
Спасибо за информацию, проштудирую данный вопрос может и прикручу на свой принтер если это не дорого как вы сказали.
06.12.18 в 12:19
1
Не совсем понятно почему, очень дешёвая 32 бита плата, + за полцены 5 шт. ТМС2208:
BIGTREETECH SKR V1.1
06.12.18 в 14:20
0
Кто разбирается тому понятно. На плату пока не получается поставить МАРЛИН без проблем, поэтому круг потребителей сильно ограничен. Ну и есть варианты альтернативные не хуже. Поэтому цену и уронили до уровня ДУЭ+РАМПС. Но ДУЭ с РАМПСОМ пока предпочтительней.
06.12.18 в 14:39
0
Да не дорого, но не в мой огород пока. ДУЭ+РАМПС вариант предпочтительней чем BIGTREETECH SKR V1.1.
Но думаю Клиппер будет покруче.
06.12.18 в 15:55
0
Потому что под смузи. Народ ее не взлюбил. Все хотят либо due, либо лердге. Я пользуюсь подаренной камрадом slonic sbase. Сказать что у меня есть каике-то проблемы... вообще нет. Все интуитивно понятно и для моей печати всего с головой.
07.12.18 в 01:54
1
Эндрю Вулф хамовато указывал куда идти слишком часто. Например с софтовыми эндстопами. "Если двинул каретку дальше зоны - сам дурак" или около того, было его изречение. Претензия в англоязычном сегменте пользователей смузи не к самой прошивке, а к качеству поддержки коммерческого продукта (платы). Плюс рядом - Дуэт с крутой поддержкой, ремонтом на месте (где это возможно) или заменой почтой, драйверами TMC и активно развивающейся RRF. Там у них смузи и ЭсБейс - синонимы срова Crap.

Вот за русскоязычный сегмент не знаю, скорее всего намного меньше документации и готовых конфигов, в отличии от Марлина, либо слишком замудренное, в отличии от Легры.

Кстати у Вас была проблема со смещением слоя на смузи, не просто микросмещения, а существенное, сдвиг модели я-бы сказал. Как решилось, если решилось?

Сам лично пользую SBase как тестовую мамку. Быстро накидал конфиг, никинул провода к моторам, проверил механику, а потом уже что-то другое.
07.12.18 в 06:31
0
1. Спс. Бу знать.
2. Да, но я сразу на дельту ставил, у меня плоскость убегала. При чем всегда в одну сторону. Поднял ток на драйвере.
06.12.18 в 14:26
0
Кстати совет. Не переделывайте принтер на меньший размер. Выставите на продажу - может есть люди в вашей местности, которым нужен ваш размер печати под свои задачи. И они купят ваш принтер. А Себе соберете другой с нужной вам областью печати.

Попытка не пытка. Просто психологически очень трудно - разламывать хорошо работающую вещь, если какие-либо параметры не устраивают. Легче продать и собрать новое. На новом уровне своего опыта.
06.12.18 в 14:37
0
Да думал об этом и решил, что поработаю на нем как минимум год, а там может чего новое придумаю :-).
06.12.18 в 15:28
1
Просто психологически очень трудно
еще добавлю, сделанный с душой для себя и сына, трудно и на продажу выставлять.Это-же первенец.....и никак не какой-то "франкинштейн" из г...а и палок.
06.12.18 в 15:13
0
Хорошая работа, и глядя на результат печати, определенно у автора все на нужных местах голова и руки )). Однозначно плюс в карму.
Небольшое замечание, ( что увидел по фото) по конструкции. Мотор оси У как бедный родственник "прилеплен" за основными габаритами короба. Ни как не внести его внутрь?
З.Ы. Есть на алике моторы с выходом оси в две стороны. Если его использовать, то потребуется, минимальный "напилинг" в доработке
06.12.18 в 19:15
0
Спасибо за оценку.
Да двигатель торчит, самому не особо нравится, думал об этом и решил его перенести на опору подшипника.
1123db7f998dd3943e62009da6fe581e.jpg
06.12.18 в 17:21
0
а можно stl корпуса для экрана и платы.
06.12.18 в 19:54
0

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Покрасочная камера

Пластик ABS от 3Д Партнер. Пример использования.

Немного о Witbox 2

Поиграем?

В Жуковском откроется региональный центр прототипирования и цифровых технологий

Новый High Temp Resin от компании Formlabs