full metal M1.0

Подписаться на 3Dtoday
estee
Идет загрузка
Загрузка
05.12.18
1358
23
печатает на RepRap
Техничка
28
Статья относится к принтерам:
RepRap
Всем привет! Данная статья подготовлена для конкурса "Мой 3D-принтер" в номинации "3D-принтер собранный своими руками".
Проснувшись однажды утром в 2015 году я осознал, что в голове навязчиво засела мысль о том, что мне нужен 3d-принтер. К сожалению, мысль моя текла в направлении покупки, а не создания этой вещи. И так как лишних денег на это не было, затея была благополучно забыта почти на три года. И вот совсем недавно на глаза попалась статья о сборке бюджетного принтера-клона Prusa с металлической рамой. В публикации довольно подробно расписывалось, что нужно купить для самостоятельной сборки и, собственно, как эту сборку производить. В сиюминутном порыве я чуть было не заказал металлическую раму, но идея создать собственную конструкцию без очевидных недостатков покупной взяла верх. Всецело увлекшись этой идеей, я засел за автокад, параллельно изучая матчасть и подбирая на Алиэкспресс комплектующие, там же были найдены размеры всех запчастей. Исключением стали направляющие валы и хотэнд, которые я заказал в РФ. Раму было решено резать лазером из трехмиллиметровой стали и соединять все части воедино винтами м3. Итак, через пару месяцев были готовы чертежи на резку, а я каждый день ходил на почту за подъезжающими запчастями.
6d65efab53cc37fa5b79ca70d3a10a4d.JPG
f2cf1c56526a579cbb230068768f9502.JPG
После томительного ожидания раскроенного железа сборка закипела прямо в прихожей, ладно ботинки снял, а то домашние вообще не поняли бы. К тому моменту немаленький органайзер уже был куплен и заполнен винтами почти всех нужных размеров. На заднем плане фотографии кошки передают привет всем внимательным читателям.
52f32b079db91d8298275d04f2d01673.JPG
Я наивно полагал, что собрав принтер и отладив его, затем разберу и облагорожу гальваническим покрытием голую сталь, а все резьбовые соединения соберу на фиксаторе. Ага, как же - так и стоит, благо дома сухо и рама не ржавеет.

Немного о технической части. Предпочтение было отдано дрыгостолу как самой простой конструкции. Двигатели - Nema 17. На приводах по осям X и Y применены подвижные блоки. В первую очередь, это было сделано в угоду точности. Второй момент - какая-никакая компенсация большой инерции тяжелых кареток. Шкивы использовал 20t, чтобы минимизировать эффект дребезжания ремня, об этом вычитал где-то у буржуев, не рекомендуют они ставить 16t. На каретках стоят по два фланцевых подшипника, поддерживают ремень без каких-либо дополнений. Направляющие оси X диаметром 8 мм, Y, Z - 10 мм. Валы отличные, твердость весьма высокая, очень доволен. Из кучки линейных подшипников, которые я не зря заказал с запасом, выбрал наименее плохие. Формулировка, к сожалению, только такая, потому что хороших не было совсем: кривые/косые/закусывающие. Ось Z еще на этапе проектирования попила крови, но это стоило того - проблемы с синхронизацией винтов просто нет. Выбор кольцевых зубчатых ремней большой длины на Али оказался невелик, поэтому пришлось все скомпоновать под то, что удалось найти. Шкивы 20t и 80t, винты четырехзаходные, 8 мм хода на один оборот. С винтами, точнее с одним, случился казус - китаец почему-то положил в посылку пятизаходный (!). Я некоторое время не мог понять, почему на него не наворачивается ходовая гайка. Конечно же, я получил нужный мне винт, но только через несколько недель.
765f8cc07cb949c0484f9abc6baad07a.JPG
В целом раму пытался спроектировать таким образом, чтобы не изготавливать детали на других станках, минимизировать огрехи лазерной резки и по минимуму потом допиливать какие-то узлы. Вот, например, как реализовано крепление ходовой гайки:
5913a2f5a9cd1eccb2e22c2baa653711.JPG
f105b9a7f3ed0dff4581e8351161f309.JPG
Названием принтера я потешил свое эго. Как раз на этой фотографии видно огрехи резки.
4f6f4d9b97784ca834a9335852655061.JPG
Выбор экструдера, учитывая мою тягу к редукторам, был очевиден - Titan. Китайский. Который пришлось допиливать, так как тогда я еще не знал, у какого продавца лучше заказывать. Родной маленький двигатель заменил на такой же, как стоят на приводах, потому что при длительной печати он опасно нагревался. Возможно, дело бы решилось настройкой драйвера, в общем, этот вопрос пока открыт. Термобарьер, радиатор, нагревательный блок и сопла тут же отправились на вечное хранение в коробку с запчастями. Их место занял e3d v6 от МЗТО с соплом 0.3 мм. Вот уж что из всех заказанных высокотехнологичных деталей оказалось самым качественным - так это хотэнд. Там же я сразу прикупил две катушки пластика: белый PLA и черный ABS от Стримпласта, печатать же чем-то надо будет.
Вершиной эволюции обдува детали на текущий момент явилась конструкция, которую можно увидеть на следующей фотке. До этого обдувы были корявые или очень корявые. Минус последней версии - уменьшилась ширина области печати из-за выступающего воздуховода с кулером.
49e02684a9c5e64fd890ffb888b414ed.jpg
Печать ведется на обычном четырехмиллиметровом стекле с подогревом. В качестве адгезива использую клей-карандаш ErichKrause, для PLA стол нагреваю до 60 градусов, для ABS - до 110. Для последнего пластика пытался использовать сахарный сироп и раствор ABS в ацетоне. Первый вариант не очень надежный, второй очень даже надежный, но слишком вонючий и муторный. В целом ABS, по сравнению с PLA, не понравился, очень долго подбирал под него настройки. Расслаивание детали в некоторых случаях победить так и не смог. К сожалению, другие пластики попробовать еще не успел.
c6e71c70a83dc51c46f7f05f77eb9e48.jpg
846b8bc0096860cce560f316b94fdbd3.jpg
Электроника принтера. Здесь я выдумывать ничего не стал, заказал Arduino Mega 2560 в связке с Ramps 1.4. Драйверы сейчас стоят A4988, но в перспективе хочу попробовать Drv8825. Ардуина берет питание с отдельного преобразователя, чтобы можно было максимально поднять напряжение на блоке питания для ускорения прогрева стола. Мосфет, управляющий платой подогрева, заменен на более мощный. С небольшим радиатором и слабым обдувом совершенно спокойно работает вот уже почти две катушки пластика.
Изначально планировалось все запрятать под принтер, благо там заложено место и крепления под всю эту требуху. Но шлейф от дисплея с энкодером этой затее воспротивился, продемонстрировав свою небольшую длину. Поэтому все не очень живописно лежит рядом с рамой. Поэтому я не буду это специально фотографировать.

Основной шум при работе принтера издает кулер блока питания, шуршание линейных подшипников в совокупности с гулом шаговиков не очень громкое, иногда даже мелодичное.
Сборка велась рывками, по вдохновению. Однажды вечером я осознал, что принтер уже начнет что-то печатать в конце очередной сборочной сессии. И вот на часах начало четвертого, за окном светает, механизм шевелится, выращивая на столике что-то, отдаленно напоминающее куб, а я радостно скачу вокруг табуретки, на которой стоит вся эта конструкция. Жаль восторженно орать пришлось внутрь себя, семья крепко спала.
7332a2dd6e93f718ddebb762bc112d69.jpg
Затем наступил период безудержной печати: ножки под комод и холодильник, держатель шланга посудомойки, части бытового вентилятора взамен разрушившихся от ультрафиолета и прочее, и прочее - все это моделировалось и печаталось на одном дыхании. А сколько было починено сломанных игрушек сына - вообще не пересчитать. К его очередному дню рождения я решил "тряхнуть молодостью" и собрать из остатков былого увлечения радиоуправляемую машинку. Процесс этот осложнялся тем, что делать все приходилось по ночам, чтобы не испортить сюрприз. Вот что у меня получилось:
f4389f5f81737ec6edcdae5b3b14e05f.jpg
cc65cb54740f5ec4d65b50792897d0eb.jpg
c86c979a271dbd9057380dcef12b80bf.jpg
33e33f49c3fa481383ac209ffad94463.jpg
d88004813b9dfbe5caed53ca3ca97650.jpg
7ca51382de7deae3f2b53642076c2a79.jpg
Еще несколько фотографий того, что было напечатано на моем самодельном принтере. Толщина слоя при выращивании черного сапога - 0.1 мм, скорость 30 мм/сек. Остальное напечатано с меньшей претензией на качество, слой 0.2 мм, скорость 40-60 мм/сек.
3b2a4e0a91969ae84d8563dbcbd5939f.jpg
a1718144c51a723e7b35fbb5b32d5355.jpg
e364232e6da334b78f8228a6760b282c.jpg
aa3620d97d5a808a603d347af369669d.jpg
dcb60d8dc1bf626a9668425f9d2b5980.jpg
5e2e5deee35c70a5e57a418b72949d16.JPG
d9095e39a593bddf687b4707b3b3a592.JPG
812b036d1fc87cda35777514a73fd603.JPG
3698f2e1ee85f78d40dd6eedf3f44fad.JPG
adc442edb0d21a387e4781de723771f2.JPG
0f35fc483931ae0c07402bda9c4d93b5.JPG
Неудачный эксперимент с обработкой парами ацетона:
6104417c69a7824742e99f4f46e35939.JPG
Качеством печати да и в целом возможностями своего принтера доволен. К тому, что он поселился на подоконнике кухни, уже давно привыкла вся семья, включая кошек. Конечно же, можно было его сделать более компактным, но не будем забывать, что первый блин всегда комом. А еще он очень тяжелый, но если не таскать его, чего я, собственно, и не делаю, то все нормально.
PREVIEW
310faf6cbf995050f69f3db271376921.jpg
2a8a249f747302d72c070be74fb3e7a2.jpg
1a1f234dc148d4760b61e4c40f26d0ac.jpg
Планы на будущее: печатать, печатать, печатать. Хочу опробовать на своем принтере другие пластики, например, какой-нибудь гибкий. Также планирую сделать coreXY, тоже с подвижными блоками и тоже с директ-экструдером Titan, только на этот раз уже в вариации Aero (кстати, уже заказан на распродаже 11.11).
Подводя итог, хочу сказать, что в процессе проектирования, сборки, настройки и отладки принтера очень многому научился. Подтянул свои навыки работы в AutoCad и SolidWorks, познакомился с лазерной резкой и открыл для себя дверь в удивительный мир технологий FDM. А еще утолил свой инженерный интерес, ведь инженер - это не профессия, инженер - это состояние души.
Всем пока!
Подписаться на 3Dtoday
28
Комментарии к статье

Комментарии

05.12.18 в 23:26
4
Впечатляет!

Для полноты картины стоило использовать рельсы.
06.12.18 в 15:20
0
Спасибо. Почему-то рельсы не рассматривал, и не рассматриваю сейчас. Наверное, потому что с рельсами конструкция сложнее. Следующий принтер вообще хочу сделать на бронзовых втулках.
06.12.18 в 03:15
2
Супер! А какой бюджет?
06.12.18 в 15:22
0
Около 30 т.р. Но на лазере мне разрезали по бартеру, я подготовил кое-какие чертежи для них.
06.12.18 в 18:19
0
Подскажите, пожалуйста, почему выбрали кинематику Прюша, почему не кубик?
06.12.18 в 21:37
0
Не могу точно ответить, так сложилось. =) Прюша на тот момент казался проще. Следющий хочу кубик, coreXY
06.12.18 в 13:10
0
Удвоение точности и сила по осям X/Y, ось Z на одном двигателе с передачей. Отличная машина. Несмотря на большой вес, все отлично.
Впечатлен.
06.12.18 в 15:24
0
Спасибо. Винты можно было поискать двухзаходные, тогда еще точнее бы было, скорость по Z вообще же не нужна. Надо поставить антилюфт гайки.
06.12.18 в 18:10
0
Да мне тоже понравилась конструкция Z c небольшой редукцией. Я так понимаю стол тоже с понижением из за блока ?
06.12.18 в 21:40
0
Ага, да, Y тоже с полиспастом.
06.12.18 в 13:17
0
Единственное что могу порекомендовать в доделках это передали обдув детали. Поставьте две улитки. Аксиальные вентиляторы дают хороший объем, но только при условии, что нет давления. Как только пытаешься запихнуть поток в щель - объем падает радикально. А радиальные вентиляторы (улитки) как раз умеют нагнетать давление, удерживания объем более менее постоянным при сопротивлению потока. Я сменил на хорошую мощную улитка с подобной вашей конструкции и мосты стали фантастическими. Сам удивился.
06.12.18 в 15:29
0
Спасибо, учту. Текущий обдув еще толком даже не испытал. Но уже выяснил, что надо ограничивать скорость, т.к. очень сильно охлаждается стол, принтер в аварию уходит, несмотря на то, что в прошивке я это загрубил.
06.12.18 в 13:20
0
Комментарий удален автором
06.12.18 в 21:23
0
И еще вопрос, есть ссылка на проект с машинкой? если да, киньте, пожалуйста!
06.12.18 в 21:41
0
Нет, к сожалению, ссылки нет. Покопался в закромах, что нашел, то и приспособил.
07.12.18 в 02:50
0
Ось Z - прекрасна. В целом крепкий получился дрыгстол. Можно начинать рисовать фрезер после такого.
07.12.18 в 20:49
0
Фрезер хочется, но дома ему не место, а другим помещением я, к сожалению, не располагаю.
08.12.18 в 20:52
1
Не имел в мыслях призывать, скорее комплимент проделанной работе.
07.12.18 в 16:02
0
Принтер был бы значительно уже, если расположить направляющую и ходовой винт оси Z не вдоль оси Х, а вдоль оси У, тогда и кинематика будет по проще.
07.12.18 в 20:53
0
Обратите внимание, линейный подшипник и кронштейн ходовой гайки находятся с одной стороны каретки, а ремень и направляющие с другой. Очевидно, что это оптимальная компоновка.
07.12.18 в 18:29
0
Спасибо! Подскажите, возможно вы знаете у кого можно заказать резку металла по своим чертежам?

07.12.18 в 20:56
0
В Ульяновске как минимум 2 рекламных щита видел с такой услугой. К сожалению там, где резали мне, станок продали.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Методом научного тыка: MakerBot анонсировала профессиональный 3D-принтер Method

Покрасочная камера

Пластик ABS от 3Д Партнер. Пример использования.

Немного о Witbox 2

Поиграем?

В Жуковском откроется региональный центр прототипирования и цифровых технологий