3D-принтер из конструкционного алюминиевого профиля

Подписаться на 3Dtoday
bliser
Идет загрузка
Загрузка
02.12.18
2571
58
печатает на RepRap
Личные дневники
36
Пару лет назад появилось желание приобрести 3D-принтер. Перечитывая различные форумы (roboforum.ru, 3dtoday.ru, 3deshnik.ru и другие) постепенно пришёл к мысли, что хочу сделать свой принтер. Существующие принтеры не нравились по различным причинам, да и хотелось самому пройти по пути («граблям») принтеростроения. Учитывая, что основную информацию об этом пути почерпнул на выше упомянутых сайтах, считаю необходимым поделится здесь результатом полученных знаний и их воплощением. Может кто посмотрев на конструкцию моего принтера подкинет интересные идеи, заметит «косяки» (которые желательно мне устранить) или использует что-то для себя.
Исходно, что я хотел:
- FDM-технология,
- закрытый корпус,
- наличие вытяжной вентиляции,
- размер области печати 250-300 мм по всем осям,
- подогреваемый стол на 220В,
- ШВП и рельсовые направляющие,
- декартовая кинематика,
- один, два экструдера,
- боуден, директ подача 1,75 мм филамента,
- простота смены экструдера,
- автоуровень стола,
- возможность использования для мелкого сверления,
- катушки с пластиком — внутри корпуса,
- подсветка рабочей области печати,
- простота обслуживания и модернизации,
- максимальная электро и пажаробезопасность.
Проектирование конструкции выполнялось в приложении FreeCAD (а заодно и учился им пользоваться).
При разработке конструкции мне приходилось учитывать то, что изготовить 3D-принтер я могу только используя - дрель, болгарку, заклёпочник, напильники, отвёртки и паяльник. Место сборки — комната в жилой квартире. Радовало то, что не требовалось максимально удешевить конструкцию.
Следовательно, надо было использовать по максимуму готовые элементы или их изготавливать на заказ (желательно по минимуму).
Заказные элементы (которые продавец заранее нарезал мне на нужные размеры):
- конструкционный алюминиевый профиль,
- листы монолитного прозрачного 4мм поликарбоната,
- ремни (ширина – 15 mm), шкивы и ролики для профиля GT2.
Остальные нестандартные элементы конструкции изготавливались мной из готовых изделий при помощи дрели, болгарки и напильника (а как же без него).
В настоящее время принтер ещё полностью не закончен. Осталось (из крупного) сделать: крепления катушек внутри корпуса, кабель-органайзеры.
Кому интересно, приведу некоторые характеристики и функционал получившегося 3D-принтера:
1. Габаритные размеры (X x Y x Z) мм: 800 х 565 х 1040;
2. Кинематическая схема принтера следующая:
- экструдеры перемещаются по осям X и Y (по три рельсовые направляющие и один двигатель на ось, на средней рельсе две каретки),
- платформа стола перемещается по оси Z (четыре ШВП винта, один двигатель, четыре рельсовых направляющих (две надо открутить, но лень да и не мешают работе они)).
3. Рабочий объем принтера (X x Y x Z) для:
- 1-го экструдера – 300 x 290 х 250 мм;
- 2-х экструдеров – 200 x 290 х 250 мм;
- 1-го экструдера и привода установленного на печатающей платформе (планируется) – 250 x 250 х 200 мм (для FLEX-подобных пластиков).
4. Точность принтера (без учёта: тепловых расширений):
- практическая, механическая точность позиционирования (измеренная по рисунку авторучки на листе бумаги) перемещения по осям X и Y – не хуже 0,2 мм,
- практическая, механическая точность (с программной корректировкой) угла между осями X и Y – не хуже 90±0,1,
- практическая, механическая точность позиционирования (измеренная по часовому индикатору) перемещения по оси Z – не хуже 0,02 мм,
- планируемая повторяемость геометрических параметров идентичных изделий – не хуже 0,3 мм.
5. Тест скоростных пределов перемещения для оси Х(Y) составил не более 350 мм/сек. При исходных параметрах a = 3000 мм/с2, Jerk = 20.0 мм/с, перемещение - 300(250) мм, ток 1.8 А, микрошаг 1/32).
6. Тест скоростных пределов перемещения стола, ось Z (a = 20 мм/с2, Jerk = 0.4 мм/с, перемещение - 150 мм, ток 1.4 А, микрошаг 1/16, погрешность возврата 0,02 мм). На пустом столе и с грузом 5 кг, пройдены значения скорости 1 - 6 мм/с, на 7 мм/с - начался пропуск шагов и резонанс на подъёме стола.
7. Подогреваемый стол:
- максимальная рабочая температура стола – 110-130 С (макс температура нагревательного коврика 260 С);
- номинальная тепловая мощность – 800 Вт;
- напряжение – 220 В;
- подключение – через твердотельное реле;
- размер нагревателя: 350 х 350 мм.
8. Слои стола сверху в низ:
8.1. Поверхность для печати (толщина 4 мм): зеркало - 350 х 358 мм.
8.2. Распределитель тепла и каркас для регулировки стола: алюминиевый лист толщиной 5 мм.
8.3. Нагреватель (толщина 3-5 мм) на силиконовой основе.
8.4. Теплоизолятор (общая толщина 40 мм):
- листовой базальтовый картон (используется для каминов и печей, толщина 10 мм, 2 шт. ),
- стекломагнезитовая плита (толщина 10 мм),
- силиконовый коврик для выпечки (толщина 2 мм),
- стекломагнезитовая плита (толщина 10 мм),
8.5. Пункты 2-4 собраны в сборную конструкцию на основе алюминиевого уголка 40х40х1.8мм.
9. Результаты температурных испытаний:
9.1. Установленный на рабочий стол термопредохранитель имеет параметры 160/125 С(разм/зам) (исходя из тестов) самого термопредохранителя.
9.2. При тестировании собранного стола в собранном принтере и лежащем на нём зеркале при непрерывном нагреве от 100С сработка (разрыв цеми) термопредохранителя произошла только при 180С.
9.3. Восстановился термопредохранитель при 125С.
9.4. Температура измерялась по датчику установленному в нагревательном коврике стола.
9.5. По умолчанию в прошивке Marlin устанавливается максимальная температура стола в 150С.
9.6. Нагрев верхней поверхности зеркала по термопаре :
- от 21С до 65С по датчику в силиконовой грелке за 2 мин,
- от 65С до 125С по датчику в силиконовой грелке за 3,5 мин,
10. Длительный нагрев нагревательным столом с температурой 75 С не утеплённой камеры принтера внутри принтера поддерживает температуру - 30-35С.
11. Длительный нагрев нагревательным столом с температурой 135С не утеплённой камеры принтера внутри принтера поддерживает температуру - 50-55С.
12. Плата RUMBA, драйвера двигателей DRV8825, двигатели 17HS24-2104S.

В итоге в результате получилось почти всё, но есть недостатки:
1. Тяжеловат корпус получился — около 60-70 кг.
2. При печати достаточно сильно чувствуется запах разогретого пластика (использовал ABS и PLA натуральный от разных производителей), что доставляет заметный физический дискомфорт. Возможно: недостаточная вытяжка или особенности моего организма (хотя у членов семьи та же реакция).
3. Не ожидал, что при печати на 50 мм/с будет виден резонанс (это видно на фотографии 10), так как использовал 15 мм полиуретановый ремень со стальным кордом.
4. Так как в электропроводке квартиры нет заземления, то и корпус 3D-принтера заземлить не получилось. Ранее рассматривался вариант зануления вместо заземления, но от него отказался.

Ну вот как-то так.

Для наглядности прилагаю фотографии. Внешний вид принтера на фотографиях 1-7, а пример распечатанной детали на фотографиях 8-11.

1
e81dc12772ac66f2702797a7dda6efe7.jpg
2
f9c5ce064b8400ac12100fd3e401aa8a.jpg
3
52545723ff8d3222a46cc33b224074c4.jpg
4
39ec5b415889d9462ac401ea1450ee7e.jpg
5
1cf139943f7c65df33084684b062efbb.jpg
6
f5e3f8789a6e53d42c7118f4fa207185.jpg
7
aae5d3c7102adffad6130468e68d54dd.jpg
8
03102b3fda0219b937101828c0fd9f2f.jpg
9
b2f9b972aa2bbe473f85fa51653000d1.jpg
10
dd3866ff2e2948fdffd17a4c83d3d3c2.jpg
11
2d57de8eebf08448a155604a26c6b8fe.jpg
Статья относится к конкурсу "Мой 3D-принтер", номинации "3D-принтер собранный своими руками"
Подписаться на 3Dtoday
36
Комментарии к статье

Комментарии

03.12.18 в 05:04
2
сурово и беспощадно )
количество рельс поражает воображение )


тут народ mgn9 ставит чтобы полегче движущиеся части были, а ты аж 2 mgn12 вкорячил )
03.12.18 в 09:41
0
"... а ты аж 2 mgn12 вкорячил"
при перемещении по X(Y) участвует только одна рельса (правда и четыре коретки) + вес узла крепления экструдеров.
Посчитал, что для мелкого сверления mgn9 слабоваты будут.
Да ещё нюанс - расстояния между отверстиями крепления только на каретках MGN12H расположены на 20 мм, что как раз соответствуют расстоянию между пазами 20-го профиля.
04.12.18 в 07:55
0
а где ты профиль на каретку крепишь? я такого не заметил

монстроидальный узел крепления экструдера и кареток.

по X или Y работает 1 рельса, но частенько же диагональное движение, а там передвигается обе рельсы и ВСЕ 8 КАРЕТОК!!!!

видать у тебя рельсы качественные...
04.12.18 в 11:35
0
а где ты профиль на каретку крепишь? я такого не заметил
на фото 5 это плохо видно, поэтому добавлю изображение (без обвеса) из проекта во FreeCAD выполненного
0c88d35b08cca3a753fdecc0e97f38f6.jpeg


На каретки оси Х крепится профиль 20*40 и он же крепится к общей (несущей) пластине. Так же профиль стола крепится к кареткам (на фото 4 можно увидеть).

монстроидальный узел крепления экструдера и кареток.
Выглядит возможно и монстроидально, но это лёгкий алюминий. Использовать по ОДНОЙ каретке нельзя - небольшой перекос осей XY и каретку заклинит на рельсе.

по X или Y работает 1 рельса, но частенько же диагональное движение, а там передвигается обе рельсы и ВСЕ 8 КАРЕТОК!!!!
У меня независимые оси XY, т.к. декартовая система, поэтому на двигатель нагрузки только: одной рельсы, 4 кареток, несущей пластины с обвесом и экструдерами.
видать у тебя рельсы качественные...
Китайские, но после промывки и полировки каналов кареток и рельс с пастой ГОИ стали гораздо лучше. Те что были похуже поставил на ось Z.
03.12.18 в 06:25
0
Конструкция впечатляет)) Возможно, пропустил по тексту. Не смог понять что изображено на второй фотографии?
03.12.18 в 06:45
0
Возможно вытяжка но узковато
03.12.18 в 09:50
0
На второй фотографии реализована вытяжка на улицу.
Но по всей видимости слабовато работает. Наверное надо будет доработать
Работает она в двух режимах:
- 100% - когда 12В подается на центробежный вентилятор,
- 0-100% - конкретное значение настраивается на регуляторе напряжения (0-11В), который показан на фотографии 7 (там показано сейчас 5 В).
Переключение режимов ручное "качелькой" на фото 3 (правый верхний трёх-позиционный переключатель).
03.12.18 в 06:34
0
Хрена себе, какой монстр! Да тут металла больше, чем принтера!
03.12.18 в 06:54
5
8fe14c949c387ab8a0ac6f6ea43d91f6.jpg
03.12.18 в 07:05
1
Ну что за критика.
Однозначно победитель конкурса.
На нем еще и сверлить можно.
03.12.18 в 07:51
2
Это не критика, а восхищение монструозностью))) это как камаз-ралли пустить таксовать)))
03.12.18 в 10:05
0
.. конкурс ... это хорошо ... надо попробовать.
Там много условий, для меня сложно выполнимых:
- " .. Если напишете инструкцию по покупке запчастей, сборке, настройке ... " - это ж для меня неподъемный труд. Вот ответить подробно на вопросы "по существу" - это я согласен.

- " ... сделать репост в соц.сети с тегом "#конкурс3Dtoday ... " - нету меня "там".
Спрошу у Sergey, а там как будет.

Где знал попросил, жду ... .
03.12.18 в 07:33
0
Интересная конструкция консольных роликов.
03.12.18 в 11:56
0
Стальная квадратная труба 50*50*2 мм порезанная на куски нужной длинны, и они тщательно обработанные напильником :).
Подшипники KFL08 и отрезки валов диаметром 8 мм в них.
03.12.18 в 08:22
0
00a2d4190445e8f7a94b7dfaa9feb108.jpg
03.12.18 в 09:42
0
При наружной катушки замена филамента - это просто песня....
На второй фотке водяное охлаждение?????
03.12.18 в 10:30
0
:) Нет вытяжка - воздушная.
03.12.18 в 10:03
0
Выглядит как станок по металлу !! Еще бы вместо экструдера револьверный фрезер примонстрячить !!!
Вообще данная конструкция избыточна по всем направлениям. Автору надо было изучить конструкции китайских коллег.
При меньшем весе и при меньших затратах и финансовых влияний - их принтеры выполняют все те же функции ни чуть не хуже.
Судя по раме да и по конструкции в целом - у автора, экструдер при печати испытывает чудовищные нагрузки при резке вольфрама.
Аж раму в бараний рог скручивает !!! :-)))
Как пример. Имею китайский Ifancybox 3 xxl (CB-5XXL) рабочая площадь 300*300мм. Вес в районе 12-15 кг. Рама профиль 20*20мм.
Немного усилил раму уголками. Из минусов - не хватает второго ШВП с другой стороны стола и направляющих. Со временем стол начинает немного провисать и появляется люфт. Заменить экструдер Химеру на что то более нормальное типа Вулкано.
В целом за свои деньги - печатает нормально.
03.12.18 в 10:41
0
Одни из основных (обязательных) моих требований - закрытый корпус, электроника вынесенная из пространства печати, возможность мелкого сверления.
Если я правильно нашёл, то у тебя такой как на фото (https://ru.aliexpress.com/item/Ifancybox-3-XXL-2017-DIY-corexy-3d/32853050512.html).
Он не соответствует моим требованиям почти по всем параметрам.
На счёт веса - согласен, тут я немного перебрал (если сравнивать его с Геркулесо-подобными).
03.12.18 в 11:05
0
Да нашел правильно. Ничего же не мешает доработать под свои нужды этот конструктор.
Убрать электронику вниз - под стол. (к опорам) Обшить панелями оргстекла. И прочее и прочее...
У меня сначала тоже были грандиозные планы по доработке. Но настроив печать и убрав мелкие и не очень косяки. Увидев что печать меня стала устраивать. Я остановился.
Единственное что осталось в планах - хочется сделать качающийся экструдер или сменные головки.
Пока что второй экструдер цепляет модель. Как ни равняй оба солпа по высоте - идеально выставить не получается.
03.12.18 в 11:28
0
Если обшивать то не оргстеклом, а поликарбонатом.
Для электроники внизу места не хватит. Двигатели не уберёшь.
Стол нужен с подогревом (чтобы всякие "каляки-маляки" и пиво не использовать). Желательно все нагреватели запустить через твердотельное реле.
Сверху тоже проблематично закрыть (нужно колпак городить). То есть этот корпус уже не подходит. Да и жесткость корпуса твоего принтера сомнительная, но возможно я ошибаюсь.

Есть у меня мысли по облегчению печатающей головы своего принтера - но это пока оставлю на потом.
05.12.18 в 15:27
0
пиво и каляки все равно нужны. потому что без них отрывает куски стекла :)
03.12.18 в 14:20
0
У меня тоже Ifancybox 3 но столик 260х260 хотя в характеристиках у продавана 300х300, а передвижения каретки ограничены 230х230. На Химере одно сопло пока убрал (задолбало цеплять).
03.12.18 в 11:01
1
Если кому интересно, я добавил на экране отображение температуры внутри корпуса для Marlin (для платы RUMBA).
Как это сделать самостоятельно подробно здесь. Смотреть сообщения внизу темы от пользователя bliser3d.
В настоящее время упростил ещё и вывел индикацию значения температуры на экране под значок "вентилятора" (видно на фото 3).
03.12.18 в 12:49
0
это ооооочень сурово и беспощадно!)))
03.12.18 в 13:21
0
Впечатляет. А если не секрет, какова итоговая сумма?
03.12.18 в 16:50
0
Не секрет - 2,6K$ (разделяется примерно так: 500-электроника; 1000-механика; 1100-алюминиевый профиль (часть попала под растаможку :( ), крепёж и прочая мелочёвка).
Затраты собственных усилий не учитываю, т.к. получил удовольствие от процесса. Но в случае продажи - обязательно учту :)

Вышеназванная сумма на мой взгляд сопоставима с отпускными ценами на схожие принтеры (Hercules Strong ,PICASO 3D, и другие схожего исполнения и функционала). А если сюда добавить ещё и цену их доставки, то они заметно подорожают.
04.12.18 в 08:03
0
а не проще было профиль полокальнее купить? мне кажется даже в конском СобериЗаводе дешевле получится
04.12.18 в 14:30
0
Как оказалось - в Китае проще.

Все (к кому обращался, включая СобериЗавод, это был 2016 год) не хотели работать с физлицами. Только одна контора в Минске согласилась. Цены на немецкий профиль (без резки и с самовывозом) у неё были сопоставимы с ценами на китайский профиль (с учётом резки в размер, доставкой + треть его попала под растаможку).
Немецкий профиль (в размер) я всё-таки в Минске заказал (так как не было соответствующего китайского) и, как оказалось, немецкий профиль визуально ничем не отличается от китайского. У немецкого качество обработку поверхности красивее (почти не видны следы экструзии и прямые углы имеют меньший радиус) и в упаковке не было алюминиевой стружки (китайцы насыпали её мне от души).
03.12.18 в 14:04
0
Поражает трудолюбие, мне бы столько))) Рельсы в воздухе? Они вроде прижатыми к профилю только ровными становятся. Стол аля табуретка на четырёх ногах-шпв? По поводу каляк маляк не зарекайтесь, ещё наверное петгом не пробовали))) От зануления отказались, правильно, земля вообще в щитке есть? 220 на алюминиевую раму, если ещё и дети есть, большой риск.
03.12.18 в 18:56
0
Рельсы в воздухе? Они вроде прижатыми к профилю только ровными становятся.
Когда пришли были ровными. Устанавливаются они накрест, поэтому максимальный прогиб может быль только в центре. Если на печатающую головку (расположенную по центру) положить 1 кг груза, то просадка составляет не больше 0,2 мм. Меня это полностью устраивает, так как вес печатающей головы постоянный.

От зануления отказались, правильно, земля вообще в щитке есть? 220 на алюминиевую раму, если ещё и дети есть, большой риск.
Дом старый и на ноль полагаться - рискованно. Дети выросли. В квартире сухо, так что если (что маловероятно) на корпусе окажется фаза, я её почувствую, но это не будет опасным.
Но всё равно на входе 220В по питанию стоит дифавтомат АД-30 (фото 7), который должен отключить сеть если на корпусе появится напряжение и кто-то к нему прикоснётся. Правда АД-30 не сработает если будет обрыв нуля в линии до него.
Чуть не забыл на фото 3 (в низу) видна большая красная кнопка - это принудительное отключение электропитания 220В принтера (одновременно и проверка работоспособности АД-30).
04.12.18 в 08:05
0
MGN12 самонесущие, так что допустимо. но все равно монстроидальность головы запредельная )
03.12.18 в 14:25
0
Это я понимаю, забронировался)))) Респект! Им и в мороз на улице печатать можно)))
03.12.18 в 14:28
0
Ухх сколько металла! Автору на заметку. Косые рамы снижают массу конструкции при той же жёсткости. Ну или жёсткость с незначительным увеличением массы. Хотя на самом деле металла не много, там всего лишь профиль 204020, уголок(уж не знаю, где ТС достал такое сокровище), массивно выглядит дверца, которую я бы посоветовал ТС переделать - сделать цельный кусок акрила закреплённый на петлях и по рамке либо утеплитель балкона, либо наклеить в нахлёст полоски акрила. Желательно сделать откидывающимся вверх с газовой опорой от шкафа, например.
03.12.18 в 19:17
0
Косые рамы снижают массу конструкции при той же жёсткости.
Честно говоря не смог их применить, так как кроме усложнения конструкции пришлось бы заказывать резку профиля под определённым углом (самому это выполнить не на чём).
Хотя на самом деле металла не много, там всего лишь профиль 204020, уголок(уж не знаю, где ТС достал такое сокровище)...
Почему-то народ не принимает во внимание, что профиль достаточно полый.
Например боковые и верхние рёбра выполнены с профиля 40x40S (20 серия), брал тут.
Также использовал профиль SM 20х80, брал тут.
Почти весь ассортимент брал на али. Продавцы мне резали в нужный размер, с точностью до 0,1мм.

Забыл сказать про уголок. Это стальные, оцинкованные, столярные пластины DMX толщиной 2мм, польского производства domax (продавались у нас в строительном магазине ОМА). Их особенности (нужные мне):
- очень точно выдержана толщина 2мм,
- готовые отверстия под винты М5,
- расстояние между центрами отверстий в ряду 20 мм,
- расстояние между осями рядов 20 мм,
- смещение отверстий по вертикали между соседними рядами - 10 мм.
Я в основном брал пластину 260*100 мм (PP 14) и болгаркой вырезал то, что мне нужно.
массивно выглядит дверца, которую я бы посоветовал ТС переделать - сделать цельный кусок акрила закреплённый на петлях и
не подойдёт - слишком большие щели из-за отсутствия плотного пролегания.
Желательно сделать откидывающимся вверх с газовой опорой от шкафа, например.
Была такая мысль. Пока принтер на полу - это неудобно, а вот если поставить на небольшой высоты тумбу - думаю этот вариант будет даже очень.
03.12.18 в 22:14
0
1) профиль 20 очень мягкий, даже без оптики (при измерении механикой) заметны прогибы в статике и динамике.
Почему-то народ не принимает во внимание, что профиль достаточно полый.
Например боковые и верхние рёбра выполнены с профиля 40x40S (20 серия)

принимаем, см. выше
2) с таким столом только воск сверлить
03.12.18 в 23:00
0
1) профиль 20 очень мягкий,...
Возможно и мягкий :), но тут нужны конкретные цифры и не для конкретной палки профиля а изделия в целом.

Например - результат измерений для моего принтера по оси Z:
1. Осевое смещение для каждого из четырёх ШВП при воздействии индивидуально на каждый ШВП груза массой 5 кг составляет не более 0,03 мм (по час. инд.).
2. Проседание центра стола при воздействии на него груза массой 5 кг составляет не более 0,25 мм (по часовому индикатору).
3. Точность (для центра стола) возвратно-поступательного движения пустого и нагруженного (5 кг) стола не более 0,01 мм (по часовому индикатору).
4. Тест на максимальную грузоподъёмность 10 кг пройден с настройками оси Z (V = 2 мм/с, a = 20 мм/с2, Jerk = 0.4 мм/с, перемещение стола - 150 мм, ток 1.0 А, микрошаг 1/16, погрешность возврата 0,02 мм).
Вывод: для печати изделий точности механики по оси Z хватит минимум с 10-ти кратным запасом (если печатать слоем 0,1мм и считать 10% приемлемой погрешностью).

Как грамотно проверить отклонения по осям XY в динамике - не знаю, но проверял у себя следующим способом:
1. Закреплял авторучку в держателе экструдера.
2.1. Рисовал ей миллиметровую линейку в прямом и и обратном направлении отдельно для каждой оси.
2.2. Рисовал квадраты и диагонали в них.
Результат:
- точность позиционирования по осям X и Y – не хуже 0,2 мм (отклонение у осей разное и плавает где-то в пределах 0,1-1,7 мм),
- точность (с программной корректировкой) угла между осями X и Y – не хуже 90±0,1,
Вывод: для печати изделий точности механики осей XY достаточно при использовании сопла от 0, 4мм (чтобы два слоя могли на половину перекрыться).

Пришла мысль - порисовать квадраты на различных скоростях и посмотреть какие "выносы" будут на углах. Будет время попробую.

2) с таким столом только воск сверлить
Планируется сверление отверстий до 3 мм в диаметре и в мягком тонком материале (пластик, текстолит). Усилия до 10 кг на сверло диаметром 0,5-3,0 мм - считаешь недостаточно?

Возможно я слишком люблю цифры, то значения "мягкий", "заметны прогибы" и т.д. для каждого индивидуума свои.
04.12.18 в 08:14
0
но тут нужны конкретные цифры и не для конкретной палки профиля а изделия в целом.
я мерил прогиб 4040 профиля в своём изделии, получалось порядка 3мкм.

Планируется сверление отверстий до 3 мм в диаметре и в мягком тонком материале (пластик, текстолит). Усилия до 10 кг на сверло диаметром 0,5-3,0 мм - считаешь недостаточно?
не понял вопроса, я писал про стол. Положите 10 кг на стол и посмотрите, достаточно или нет (лично из опыта я думаю, что стол такие нагрузки долго не протянет). Принтер у Вас, а не у меня. Вы уже клали в рассуждении точности, получилось не очень.
2. Проседание центра стола при воздействии на него груза массой 5 кг составляет не более 0,25 мм (по часовому индикатору).
даже при 250мм это перекос (1/1000 рад -> считаем дольше сами) несколько микрон минимум в достаточно мягком крепеже оси Z. Он быстро выйдет из строя. Такая консольная схема в сверлильных станках не используется, и это не спроста.
для 0.5мм в текстолите - наверное, достаточно.
Пришла мысль - порисовать квадраты на различных скоростях и посмотреть какие "выносы" будут на углах. Будет время попробую.
Абсолютно хорошая мысль порисовать на рабочих скоростях.
4. Тест на максимальную грузоподъёмность 10 кг пройден с настройками оси Z (V = 2 мм/с, a = 20 мм/с2, Jerk = 0.4 мм/с, перемещение стола - 150 мм, ток 1.0 А, микрошаг 1/16, погрешность возврата 0,02 мм).
Вы легко пройдёте тест на подъём груза 25% массы тела, но долго таскать Вы загнётесь.
04.12.18 в 15:29
0
Проседание центра стола при воздействии на него груза массой 5 кг составляет не более 0,25 мм (по часовому индикатору).
Поясню. Это проседание происходит не из-за ШВП, а из-за упругой деформации алюминиевого 5мм листа (возможно и коротких пружин на которых он лежит). Если считать, что максимальный рабочий вес напечатанной детали составит 5 кг ( :-) , самому смешно, ну допустим) то погрешность по высоте этой детали составит 0,25мм. Например при высоте в 100 мм это составит 0,25% (в пределах тепловых расширений детали).
даже при 250мм это перекос (1/1000 рад -> считаем дольше сами) несколько микрон минимум в достаточно мягком крепеже оси Z. Он быстро выйдет из строя. Такая консольная схема в сверлильных станках не используется, и это не спроста.
Поясню. У меня не консольная схема, а четыре ШВП по углам да и 4 рельсы. Тут перекоса не будет в принципе.

Обращу внимание - это не сверлильный станок, это принтер с возможностью сверления отверстий до 3 мм в диаметре и в мягком (пластик, текстолит) тонком (до 5мм) материале.
04.12.18 в 10:59
0
Отличная работа - чувствует автор ни жалел ни сил ни бюжета. Отдельно порадовала система вытяжки - планирую себе подобное под АБС, если конечно не заброшу этот материал к чертям собачьим )))))))))))))))

Интересует только один вопрос - при такой массе движущихся частей, проводился ли тест на максимальную скорость печати?
04.12.18 в 15:40
0
Тест на максимальную скорость не проводил.

Та деталь, что в обзоре, это ABS натуральный (0,6 сопло, 0,2 слой, скорость 50 мм/с для всех слоёв). Если её быстрее печатать, то она "оплывает". На ней (фото 10) виден резонанс, но он на качество не влияет (деталь конструкционная, не декоративная).

Есть мысль - порисовать ручкой на бумаге квадраты на различных скоростях и посмотреть какие "выносы" будут на углах.
04.12.18 в 15:53
0
Резонанс это отдельная история. Насчет него не все так однозначно. Интересно именно какова будет печать на скоростях 100-150мм/c. И сколько если не секрет масса печатной головки с рельсами (хотябы приблизительно).

Почему интересуюсь - я сейчас тоже серьезно перерабатываю свой принтер и масса головы, для меня стоит остро. Не хотелось бы создавать качественную конструкцию, чтобы потом печатать на скоростях 50, на которых кустарные дрыгостолы с полукилограммовым директорм вполне себе справляются.
04.12.18 в 22:05
0
сколько если не секрет масса печатной головки с рельсами (хотябы приблизительно).
Какие секреты. Сам не взвешивал в сборе. Но отдельные элементы взвешивал.
Я так понимаю, что при перемещении интересует максимальная инертная масса, которая (в моём случае) одинакова для любой из осей XY и составляет для перемещаемого узла - 1868 гр., и состоит она из:
Экструдер в сборе 2 шт - 240 гр. (это с учётом системы обдува детали и охлаждения радиатора)
Держатель экструдера 2 шт. - 84 гр.
KFL08 2 шт - 54 гр.
Колодки электрические 2 шт - 224 гр.
Алюминиевая пластина 100х100х5 - 130 гр.
Профиль 20*40*L50 2шт - 76 гр.
Алюм. труб прям. 20Х10х1,5мм L=180мм - 40 гр.
Алюм. Уголог 40*40*2мм L=110 - 45 гр.
Каретка MGN12H 4 шт - 216 гр.
Рельс MGN12 L=500 мм - 328 гр.
Элементы крепежа, вес проводов и трубок (+30% от вышеуказанного) - 431 гр. (30% взял эмпирически с хорошим запасом).

Не следует забывать и об усилии на преодоление трения покоя (да и скольжения) в подшипниках (кареток и роликов) и на изгиб ремня (со стальным кордом) при разгоне, движении и торможении печатающего узла. Обратил внимание, что (как правило) народ на это не обращает внимание. По мои измерениям для осей X и Y это усилие в моём принтере составляет - 1-2 кг.
Измерял я его электронным безменном при первоначальной сборке (без приработки деталей конструкции) в кг:
- узел крепления экструдеров в сборе, но при снятых ремнях с двигателей 1,1-1,5 и 1,5-2,5 (для Х и Y соответственно);
- узел крепления экструдеров в сборе, но при снятых ремнях с кареток 0,15-0,18 и 0,35-0,4 (для Х и Y соответственно);
- перемещение отдельных кареток по рельсам усилие почти нулевое.
Надеюсь не напутал в выкладках.

Не хотелось бы создавать качественную конструкцию, чтобы потом печатать на скоростях 50,
Для моей конструкции минимальный вес будет примерно - 1054 гр. и состоять он будет из:
Экструдер в сборе 1 шт - 64 гр. (обдув не нужен при печати больших изделий)
Держатель экструдера 1 шт. - 42 гр.
KFL08 1 шт - 54 гр.
Алюминиевая пластина 100х60х5 - 78 гр.
Профиль 20*40*L50 1 шт - 38 гр.
Алюм. уголог 40*40*2мм L=110 - 45 гр.
Каретка MGN12H 3 шт - 162 гр.
Рельс MGN12 L=500 мм - 328 гр.
Элементы крепежа, вес проводов и трубок (+30% от вышеуказанного) - 243,3 гр.

Вот как-то так.


Я сомневаюсь, что можно сделать печатающую голову скажем 0,5 кг и ей длительно печатать без резонанса на скорости 100-150 мм/с.
05.12.18 в 06:16
0
составляет для перемещаемого узла - 1868 гр
Не хило - даже очень! А я блин со своим экструдером весом 300гр парюсь - все думаю не переборщил ли))) Хотя еще рельса MGH15... небось плюсом грамм 400 весит((((

По мои измерениям для осей X и Y это усилие в моём принтере составляет - 1-2 кг.

Не многовато ли? Я свои изначально китайские тугие и заедающие рельсы настроил так, что они под собственным весом скатываются. И соответственно двигаются практически без каких либо усилий.....
Я сомневаюсь, что можно сделать печатающую голову скажем 0,5 кг и ей длительно печатать без резонанса на скорости 100-150 мм/с.
У меня сейчас H-BOT и на нем бошка тоже весит прилично - разницы между 50 и 100 я не вижу, она наверняка есть если разглядывать под микроскопом) Проблема скорости как не странно упирается в экструдер и хотэнд.. Например чтобы печатать пла на скорости 100-120 нужно греть хот энд как для АБС до 230-240. Ну и софт с железом нужны конечно, ибо марлин таких скоростей не даст на обычном рампс.

Да и опять же - если печатать соплом 0.4 на скорости 50 еще куда не шло, а вот для сопла 0.8 скорость 100 самое то! А ведь не всегда нужно печатать ювелирку. Мне вот чаще приходится печатать "ведра" и "ящики" ))))))))))))))

Кстати насчет скорости еще есть момент - алгоритм ускорения. Если это S-Shaped то можно без ущерба качества разгонять достаточно тяжелые конструкции - но вот мало кто поддерживает этот тип ускорения, ибо ресурсоемкое оно и достаточно сложное для реализации. Я использую KLIPPER а он в настоящий момент не поддерживает его. Общался с разработчиком - кевин говорит что не представляет пока как его реализовать...... будем подождать.

Забыл про резонанс - вроде как это бич ремней (недостаточно натянутые или длинные). Может я чего путаю?

И еще увидел что у Вас ремни белые - армированные? Если так - то расстрою Вас. Тоже изначально их поставил, но спустя два месяца выкинул. Они превратились в тряпку. Все армирование внутри раскрошилось, ремни растянулись и потеряли свою прочность. Увы наше все это классические черные ремни.
05.12.18 в 17:04
0
Не хило - даже очень! А я блин со своим экструдером весом 300гр парюсь - все думаю не переборщил ли))) Хотя еще рельса MGH15... небось плюсом грамм 400 весит((((
Если посмотреть на фото твоего принтера, то вес подвижного узла по Y получается иной: 300+400+200 (2 карретки (слева и справа)) + 100 (алюминиевая пластина к которой подвижный рельс крепится) + 300 (+30% от вышеуказанного на крепёж, ролики, кабель) = 1 300 гр.
Если я поставлю у себя полный обвес и только один экструдер, то поучу 1570 гр.
Я думаю что 1300 и 1570 - сопоставимые массы твоего и моего экструдеров (разница в 12%).

Не многовато ли? Я свои изначально китайские тугие и заедающие рельсы настроил так, что они под собственным весом скатываются. И соответственно двигаются практически без каких либо усилий.....
1- 2 кг это узел в сборе, т.е. всё закреплено и ремни натянуты. При перемещении отдельных кареток по рельсам усилие почти нулевое.

Для быстрой замены модуля экструдера и его регулировки использую крепление его за радиатор в блоке крепления (использую крепление вала для круглого рельса SK16 (видно на фото 4-5)). Очень удобно выставлять уровень нуля экструдера: экструдер в сборе закрепил в SK16 на максимальной высоте; выставил стол по Z на ноль по датчику 3DTouch; ослабил винт на SK16 (предварительно под сопло экструдера положив щуп 0,08мм); опустил экструдер соплом на щуп и зажал экструдер в SK16.
Провода подключил на нужные контакты электрической колодки. Вариант с разъёмами (как у тебя) считаю неудачным вариантом, так они не предназначены для частого использования (возможно я ошибаюсь).


И еще увидел что у Вас ремни белые - армированные? Если так - то расстрою Вас.
Не расстроишь - у меня лежит второй комплект - чёрные ремни. Белые поставил пока детали не притрутся. Да и самому интересно узнать - есть ли разница между белыми и чёрными.
05.12.18 в 18:08
0
Если посмотреть на фото твоего принтера, то вес подвижного узла по Y получается иной: 300+400+200 (2 карретки (слева и справа)) + 100 (алюминиевая пластина к которой подвижный рельс крепится) + 300 (+30% от вышеуказанного на крепёж, ролики, кабель) = 1 300 гр.
На фото старый вариант принтера. Я все буду переделывать - печатная пластиковая бошка + печатные Т-крепления рельсы на концах + под ней убираю пластины либо саму рельсу оставляю либо небольшую трубу 10х10мм облегченную под нее подложу для вертикальной жесткости. Каретки слева справа 200 не весят - от силы грамм 100-150 каждая.

Если я поставлю у себя полный обвес и только один экструдер, то поучу 1570 гр.
Я думаю что 1300 и 1570 - сопоставимые массы твоего и моего экструдеров (разница в 12%).

все таки у меня всего одна рельса летает по воздуху а у Вас две плюс они на 4 каретках ездят... я думаю разница будет более значительной))
самому интересно узнать - есть ли разница между белыми и чёрными
белые ремни чаще приходилось натягивать, по итогу стало ясно почему. черные ремни один раз натянул и горя не знаю. на качестве печати ремни никак не сказываются.
Очень удобно выставлять уровень нуля экструдера: экструдер в сборе закрепил в SK16 на максимальной высоте; выставил стол по Z на ноль по датчику 3DTouch; ослабил винт на SK16
да я обратил внимание уже - хорошее решение. вообще в целом вся модель принтера вызывает белую зависть. представляю во сколько он обошелся вам с учетом всей комплектухи. но мне у вас категорически не нравится боуден. я сторонник директа! именно директ еще увеличил значительно массу моей бошки +150гр)

У вас серьезная конструкция, большая масса подвижных частей. Вас устраивает скорость 50мм, но при этом необоснованно боуден. Если вы установите директ вы не потеряете ничего кроме танцев с бубном боуденом)
Провода подключил на нужные контакты электрической колодки. Вариант с разъёмами (как у тебя) считаю неудачным вариантом, так они не предназначены для частого использования (возможно я ошибаюсь).
Колодки это еще + к массе причем ощутимые и безтолковые (на мой взгляд) хотя и надежные! Но для меня не варик - ибо идеология сделать быстросьемные головы исключает шаманство с колодками.

Голова меняется не так часто, да и стоимость разьемов копеечная. Если будут проблемы - придумаю решение лучше. У меня там контакты дублируются с запасом, так что будем посмотреть. Кстати я такие же разьемы видел на каком то коммерческом принтере также на съемной голове.
05.12.18 в 20:43
0
Каретки слева справа 200 не весят - от силы грамм 100-150 каждая.
Я и имел ввиду, что 2 вместе - 200 гр.

все таки у меня всего одна рельса летает по воздуху а у Вас две плюс они на 4 каретках ездят...
У меня независимые оси X и Y, поэтому нагрузка для одной оси - одна рельса. Если учесть, что ремни шириной 15 мм и двигатели 17HS24-2104S думаю печатать принтер будет качественно.

но мне у вас категорически не нравится боуден.
маленькая фишка в том, что на электрические колодки выведены все необходимые провода для директ-экструдера. Планирую его устанавливать креплением к двум SK16. Плата румба позволяет управлять тремя экструдерами. Но директ только для мягких пластиков.
Если вы установите директ вы не потеряете ничего кроме танцев с бубном боуденом)
ещё одна фишка - трубки подачи у меня диаметром 2х6 мм, в результате боуден ведёт себя очень предсказуемо.


Колодки это еще + к массе причем ощутимые и безтолковые (на мой взгляд) хотя и надежные!
Колодки меньшего размера (массы) на 12 контактов, я не нашёл. Очень хотел найти, но может не там искал, поэтому поставил, что было. Вариант с колодками мне лучше, так так позволяет подключать любую комбинацию экструдеров (1 или 2 боуден или 1 директ), при этом ничего не меняя в прошивке.
У вас серьезная конструкция, большая масса подвижных частей. Вас устраивает скорость 50мм,
Пока скорость выше 50 не поднимал, т.к: обкатываю сам принтер, хочу освоить нормальную печать на этой скорости, да и вулкан ещё не приехал. По конструкции головы есть сомнения, и главное - смогу ли я (или нужно ли) двумя соплами печатать, если нет то этот узел значительно облегчается до 0,9-1 кг. Тогда скорости 100-150 с вулканом станут возможно рабочим режимом. А если будет использоваться один экструдер - то область печати автоматом вырастет с 300 x 290 мм до 330 x 330 мм. Тогда возможно и водяное охлаждение экструдера добавится.
Как видишь возможности по оптимизации принтера ещё не исчерпаны.

А если нагревательный стол снять с рамы, то и DLP можно замутить. Благо в раме из конструкционного профиля сверлить для этого ничего не нужно. Кажется меня уже понесло, закругляюсь :)
06.12.18 в 11:22
0
ещё одна фишка - трубки подачи у меня диаметром 2х6 мм, в результате боуден ведёт себя очень предсказуемо.
Известные проблемы с боуденом представляют из себя, не только то что он способен или нет печатать мягкими материалами.... там придется дико задирать ретракт, как итог - гемор на пустом месте. Я не говорю что это не решаемая проблема - те у кого боудены с пеной у рта доказывают что все у них замечательно ибо руки из нужных мест ростут. Но те кто перешел на директ - в один голос утверждают что это тру и все. Да и вообще я всего лишь хотел сказать что Ваша конструкция легко вытянет директ и все. Остальное уже флейм и лирика))))))))

Как видишь возможности по оптимизации принтера ещё не исчерпаны.

ага я потому на свой до сих пор не делаю отчет. вроде все работает сносно а вроде и стыдно зная то можно лучше))))))))))

у меня тоже из профиля но 2020 - боялся что будет хлипко но когда скрутил все сомнения отпали - куб стоит как вкопанный и на деформации не реагирует от слова совсем - но я от души уголков везде накрутил и по по два профиля пустил пареллель где двигается каретка по рельсам.
04.12.18 в 13:45
0
Как устроена синхронизация 4х ШВП стола? Сколько моторов и ремней? Не увидел в тексте или фотографиях. Остается ли постоянной однократная горизонтальная калибровка? Как устроена автокалибровка стола?

PS Также раздумываю о 4 натянутых винтовых или ШВП для стола от одного мотора через ремни, еще вместе с линейными направляющими.
04.12.18 в 15:54
0
Также раздумываю о 4 натянутых винтовых или ШВП для стола от одного мотора через ремни, еще вместе с линейными направляющими.
У меня сейчас так сделано - очень доволен!
04.12.18 в 16:43
0
Устройство оси Z -

05e1c366ab9b9d221991f4b92d2f0f31.jpeg


На двигателе установлен шкив на 20 зубов, на валах ШВП - на 100 зубов. На переходе два шкива на 25 зубов.
Два кольцевых ремня профиля GT2, шаг – 2 mm, ширина – 15 mm. Выделены зелёным цветом.
Натяжение нижнего ремня регулируется профилем (выделен зелёным) на котором установлен ролик, верхнего - перемещением двигателя.
ШВП синхронизируются использованием одного общего для них ремня.
В схеме 2 рельса (дальние по Y) лишние, но мне лень их убрать, да и не мешают они работе. Я не знал какой угол при сборке корпуса окажется ближе к 90 градусам (оказались все, что порадовало), поэтому поставил вначале все четыре рельсы.
Обрати внимание - 3 ШВП к корпусу крепятся внизу опорными модулями, а вверху они свободны.

Калибровку основы стола выполнял в следующей последовательности:
1. Выставил параллельно все рельсы, чтобы на них закреплённая рама плавно перемещалась.
2. Закрепил все ШВП с шкивами на раме и одел на них ремень и натянул его.
3. Выставил левый ближний ШВП (на рисунке - тот что с двумя опорными модулями) и закрепил к раме.
4. По очереди выполнил это со всеми остальными ШВП.
5. На шкивах закреплённых на ШВП нанёс маркировку, чтобы при замене ремня их было проще синхронизировать.
6. Далее закрепил нагревательный стол на раме и максимально точно (используя часовой индикатор) выставил углы и центр алюминиевого листа регулировочными винтами.
7. Положил лист зеркала и подкорректировал положение листа регулировачными винтами. Нанёс на регулировочные винты маркировку.
Спустя полгода проверил калибровку оси Z - всё на своих местах.
Перед началом печати всегда выполняется автовыравнивание с использованием 3DTouch датчика. Это необходимо так как печатаю на зеркале, а оно у меня сменное.

PS Также раздумываю о 4 натянутых винтовых или ШВП для стола от одного мотора через ремни, еще вместе с линейными направляющими.
Очень важно постараться максимально точно сделать корпус (параллельность и перпендикулярность рабочих поверхностей), особенно при использовании рельс.
05.12.18 в 18:13
0
У меня все также реализовано. Кроме одного - натяжение ремня оси Z происходит смещением мотора, который закреплен на подвижном механизме. Грубо говоря он стоит там, где у Вас передаточный вал. Кстати чем было обосновано такое сложное решение?
06.12.18 в 09:15
0
чем было обосновано такое сложное решение?
Передаточный вал - это избыточный механизм (вынужденная мера). При сборке принтера оказалось я промахнулся с длинной ремня (не хватило буквально 1-2 сантиметра). Пытался заказать большей длинны, но у продавцов таких не было. Так как был маленький ремень в резерве, решил поставить его через передаточный вал (вот так и вышел из ситуации).
06.12.18 в 11:30
0
У меня мотор строит прямо по центру сзади на кронштейне - сам мотор на подвижной части с регулятором, на станине 2 ролика которые обеспечивают заворот ремня, ну как у Вас. На шпильках я поставил 48 зубов GT2, на мотор 16 зубов. Передаточное число вышло 3 к 1. Убил двух зайцев - мотору легко до такой степени что он даже почти не гудит. рукой все тоже очень легко поворачивается. на драйвере оси Z убрал делитель шагов до минимума - во первых итак в 3 раза увеличился ход, во вторых точность лучше, чем меньше делитель ну и крутящий момент - что работает вкупе.
05.12.18 в 05:15
0
Меня бы жена из дома выгнала, если бы такую бандуру посреди комнаты поставил...
05.12.18 в 14:24
0
Меня бы жена из дома выгнала, если бы такую бандуру посреди комнаты поставил...
Чтобы этого не произошло, есть маленький нюанс - поставь его не "посреди комнаты", а как я сделал "в угол". :)
05.12.18 в 18:10
0
А у меня он вообще от мебели не отличается. Стоит себе в зале в углу и светится как барная стойка))))))))))))))

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

MKS Robin. Часть вторая - укрощение строптивой прошивки.

Panda 3D предлагает фотополимерные 3D-принтеры Paladin стоимостью от $299

3D-технологии для литейного производства: как создать форму для отливки за неделю

Истории участников 3Dtoday Fest: Илья и Анастасия Никоновы

3D-печать помогает восстанавливать популяцию белых журавлей

3Dtoday приглашает на первый в России фестиваль 3D-печати!