Принтер из печатных машинок и совсем чуть-чуть мотора Волги :)

Идея сделать 3-д принтер родилась где-то год назад, хотя витала в воздухе давно. В университете у нас был старинный принтер, ходили слухи, что он когда-то работал . Так что к тому моменту с трёхмерной печатью я был знаком из разных роликов на ютубе, да статей научных, коих прочитал немало во время написания диплома по трёхмерной же печати. К моменту возникновения идеи, возможности собрать принтер у меня не было, так как был я за рубежом на стажировке, но деньги были и я закупил пару комплектов электроники (RAMPS 1.4, драйвера А4988, экструдер и нагревательный столик, каждого ингредиента на 2 принтера) - один для себя, другой в универ, по доброте душевной, так сказать. Как вернулся домой, с другими аспирантами мы восстановили нашу стратосисовскую рухлядь, выкинув старые мозги, но оставив прекрасного качества железо. Ну да ни об этом принтере речь. Там я, в основном, опыта набирался. Постройку принтера для себя пришлось отложить, им я занялся зимой, когда мне привалило счастье в виде подаренного добрым человеком настольного фрезера, который и был активно использован при сборке. Получилось, в итоге, вот что:С деньгами у меня в то время было уже не очень, поэтому было решено сделать конструкцию из того, что скопилось в моём логове за долгие годы собирательства. Как показал опыт, отличные направляющие можно добыть, разобрав печатную машинку. В хозяйстве имелось две каретки, которые я поставил на оси Х и У. С осью Z всё было по-другому, даже если бы третья каретка была, она бы туда не годилась. Я решил сделать ось на круглых 9 мм направляющих, зафиксированных консольно со стороны экструдера. Таким образом, чтобы эта ось двигалась, вращать нужно было гайку, которую я выточил на маленьком токарном станочке. Самый большой плюс в 9 мм направляющих (кстати, взятых из какой-то офисной техники) в том, что они идеально подходят по диаметру к клапанным втулкам мотора ЗМЗ 402. Втулки я как раз недавно поменял в своей Волге, и хотя они были изношены, люфта между направляющими и втулками практически не было (в отличии от китайских линейных подшипников, которые мне довелось как-то видеть). Моторы для принтера были взяты из какой-то офисной техники (2 из них размера Nema 23, что как оказалось излишне мощно), портал сделан из какой-то дюралевой балки, предположительно от старинной ЭВМ, а основа из 10 мм дюралевого листа, который попал ко мне в виде подмоторной плиты. Снизу под плиту встали блок питания от компьютера и управляющая электроника в корпусе такого же блока питания.

Для экструдера был набран редуктор из хороших стальных шестерен с модулем 0.5 (их часто использовали во всяких приборах, особенно военные). С этой частью я хорошо повозился, для расточки посадочных мест под подшипники пришлось сделать борштангу. Подающую шестерню я сделал на манер червячного колеса, метчиком, проточив, сначала, канавку в стальном валу, а затем очень аккуратно (метчик очень легко ломается при этой операции, особенно по стали), нарезал по этой канавке резьбу. Подшипники и всё остальное были в хозяйстве и покупать их не пришлось. Ещё стоит отметить, что по скольку мотор экструдера я взял не очень большой, то пришлось компенсировать это большим током фаз и ставить на него обдув, но получилось довольно изящно.Стол был сделан из изогнутого приземистой буквой 'П' листа дюрали. Для подогрева используется тэн, мощностью 1 кВт, прикрученный снизу и запускаемый через реле от сети 220 в. Греется очень быстро, но бешеная тепловая инерция. К каретке оси Х стол прикреплён через текстолитовые прокладки-стойки, которые служат теплоизолятором.

Катушку с материалом я поместил сбоку, волокно подаётся через рубашку тросика тормоза от какого-то мотоцикла. Раньше там стояла велосипедная рубашка, но я пришёл к выводу, что она всё-таки слишком узка и трение о нёе велико. Катушка висит на напечатанной (на этом принтере) оправке, которая вращается на крупном подшипнике.

Вот вроде и все ключевые аспекты конструкции.

Печатаю я довольно часто, самые разные вещи. Первой деталью была абстрактная втулка, просто для проверки, затем я напечатал бюст Ленина.На самом деле, оказалось, что 3-д принтер очень полезная вещь в хозяйстве. От печати каких-нибудь фиксаторов для фото рамок, до изготовления литейных форм и колёс для гусениц робота. Из экстравагантного - печатал бюст своего коллеги, который мы сваяли при помощи программы 123D Catch (намаявшись с фотосессией, правда). Получилось неплохо, товарищ вполне узнаваем. При том, что я обнаглел и поставил его с нулевым заполнением. Сейчас я занят тем, что печатаю приглашения на свою свадьбу. Я женюсь на девушке из Доминиканской республики и мы решили сделать приглашения в виде пазла, представляющего собой сердце, каждая половина которого состоит из флагов наших стран. Пазл в разобранном состоянии помещается в яйцо а-ля киндер сюрприз, которое должно будет иметь шоколадную оболочку (шоколадное литьё будет позже, под него пуансоны и матрицы я тоже буду печатать). По верху сердца ещё должна быть надпись, гласящая о сроках свадьбы и ещё некоторых деталях, но с ней пока не определились, поэтому её пока нет. Гостей ожидается около сотни человек, так что принтер загружен будет ещё довольно долго. Кстати, о материале. Когда Настасья (так зовут мою избранницу), приезжала ко мне этой зимой, в подарок она мне привезла замечательный зелёный пластик (это, кстати, был большой и приятный сюрприз), который мне очень понравился по свойствам (отличная адгезия, минимум дефектов печати). Фирма производитель, кажется bq, а тут, в Севастополе, мы покупаем Bestfilament, другого у нас нет.

Печатать я пробовал только PLA. Просто пока так вышло. Стол обычно не грею. Вообще, нагрев стола даёт очень разные результаты. Например есть у меня синий пластик, который корёжит и отрывает именно при нагретом столе. А с другими цветами всё хорошо. Для адгезии я клею на стол плёнку имитирующую черное дерево (остатки от старых отцовских работ) и для верности задуваю прозрачным лаком по дереву. В зависимости от аккуратности съёма деталей, срок службы этого покрытия разный. Но работает довольно долго.

В качестве итога могу привести основные достоинства и недостатки получившейся конструкции.

К достоинствам можно отнести довольно большую рабочую зону: 250х320х220 мм, дешевизну конструкции (кроме электроники, стоившей мне 50$, у меня всё уже было, да и от купленного стола, я потом отказался), ещё можно сказать о приличном качестве деталей, которое было достигнуто сразу же после включения. Также конструкция получилась очень жесткой, что, правда отразилось и на весе изделия.

К недостаткам же можно отнести, как ни странно направляющие от печатных машинок, а именно то, что на шарики, которые катаются между каретками, насажены звёздочки, зубья которых должны попадать в специальные перфорации на направляющих. Так вот эти звёздочки иногда не попадают куда надо, тогда каретку закусывает и мотор пропускает шаги. Иногда печать ещё можно спасти, иногда нет. Этот недостаток можно устранить, заменив шарики на другие, без звёздочек, но у меня пока не доходят руки. Так же к недостаткам можно отнести большие ходы кареток, которые образуют огромные вылеты за границы принтера. То есть принтер нельзя поставить к стене или рядом с другими предметами. Возможно, стоит сказать о неэстетичности (незавершённости) конструкции, отсутствии корпуса, например, однако, замечу, что второй после дешевизны целью было начать печатать на этом принтере как можно скорее, так что на доделку пока просто не было времени. Можно ещё заметить, что без станочного парка, повторить такую конструкцию проблематично, хотя и возможно с некоторыми упрощениями.

К перспективам развития можно отнести создание корпуса для этого принтера, а так же столика под него (отдельный проект с ножками от старого Зингера, спассёнными из металлолома). Однако, в ближайшей же перспективе для меня более актуальным является создание меньшего и более лёгкого принтера, который можно будет увезти с собой в дальнюю поездку.

И, напоследок, ещё немного фото печатного творчества:Корончатое колесо, кстати, это механизм будильника в часах типа Comtoise (настенные, напольные), у меня он отсутствовал, вот делал прототип.

Спасибо тем, кто дочитал до конца мою писанину!