ПРОСТЫЕ ВЕЩИ: МК9 – безнадёжно здоровый пациент.

Периодически читая статьи на «Тудее» нередко встречаю рассказы о новом приобретении очередного великолепного уникального, жизнеспасительного устройства способного совершенно преобразить жизнь 3D печатника или принтмейкера. Однако, почему-то, через некоторое время, появляются такие же бодрые отчеты о доделке-переделке, совершенствовании и доработке ранее приобретённого супердевайса. Возникает справедливый вопрос: «Зачем козе баян был нужен?».Современному человеку всё сложнее сохранять адекватность в существующем мире информационной вакханалии, различных фэйкньюс (fake news) и маркетинговых технологий. Порой абсолютно невозможно оценить степень соответствия заявленных продавцом характеристик товара с реальным его состоянием, без всестороннего экспертного изучения с применением специальных приборов.

Технологические недоработки или заранее заложенный в продукцию фактор старения активно скрываются маркетологами и распознать эти ловушки на момент покупки практически нереально. Вот моя история о подобном осознании действительности.

* * *

Экструдер МК9 - надёжная классическая работяга «времён очаковских и покоренья Крыма»*. Он и до сих пор, как та телега, скрепит, но едет. Сегодня подробный рассказ о нём не имеет смысла – предмет изучен вдоль и поперёк. Стоит лишь уточнить, что в отличие от своего старшего наипопулярнейшего собрата с цифрой 8 на конце, «девятка» имеет укороченный радиатор хотэнда и трубку термобарьера. Все остальные «болячки» перекочевали к ней по наследству.

Например, радиатор, призванный китайскими разработчиками через 2 слоя краски, без термопасты, с площадью теплового соприкосновения в ¼ своего размера, перехватить тепловой поток от горячей зоны хотэнеда к мотору, смотрится, как случайно залетевший в Макдональдс сизарь. Факт его наличия в паре с сороковой жужжалкой может быть оправдан только с точки зрения прибавочной стоимости.В остальном МК9 ничем не отличается от большого количества простых конструкторов для сборки механизма нанесения расплавленного пластика на рабочую поверхность. Конечно, в последние годы активно стали появляться технически более сложные экструдеры с редукторами, сложнофрезерованными радиаторами и прочими «бантиками». Однако принципиального прорыва пока не просматривается. Так, по моему мнению, в малосерийном сегменте не решён вопрос с компактным эффективным термобарьером для большого диапазона температур, лёгкой быстрой замены сопла со стабильным результатом без множества сложных манипуляций, не интегрирован датчик уровня стола… В общем есть ещё куда руку и голову приложить.

А тогда, в 2017-м, при выборе экструдера для моего первого принтера, мне в его конструкции приглянулось небольшое расстояние от места крепления экструдера к кронштейну каретки до отверстия сопла. Дело в том, что в процессе проектирования своего «первенца» я, по неопытности, почти параноидально старался избегать больших рычагов и консолей, дабы исключить возможный «дребезг» сопла при работе высокоточного координатного стола. Ведь по моим теоретическим расчётам предполагалось, что линейные перемещения каретки можно было контролировать в пределах от 0,1 мм (без микрошагов) до 0,000390625 мм (при 265 микрошагах TMC2130). И хотя в начале 2016 года подобных драйверов в природе не было, - в сентябре 2016 Trinamic лишь анонсировал появление на рынке TMC2208 - я почему-то предполагал, что они наверняка появятся.

В дополнение к подходящему конструктиву «девятки», блеск её золотого металла радовал мои эстетические чувства дизайнера и придавал моей алюминиевой самоделке «промышленный лоск». Но, вот уж, во истину, «не всё то золото, что блестит»! И тут перейдём к главному.

Итак, по окончанию строительства принтера приступил к его «полевым испытаниям». Почти сразу выявилась проблема недоэкструзии пластика. Беда известная, имеет множество причин – от неверно выставленных в прошивке шагов мотора, до забитого пылью сопла. Пройдя весь тенистый путь по поиску места «где собака порылась» выяснил, что прижимной ролик, призванный обеспечить нежное, но плотное прилегание нити филамента к зубчатому колесу привода, не вращается, а стоит монолитом «из гранита отлитый». В 1001 раз разбираю экструдер, и открывается мне страшная тайна китайских мудрецов…

Чтобы понять всю глубину и великолепие проблемы смотрим на чертёж. Как известно у подшипника внешнее и внутреннее стальные кольца должны вращаться независимо друг от друга. Для этого посадочные места крепления внутреннего и внешнего колец должны лежать в разных плоскостях. По какой причине производители в Китае этого не сделали можно только гадать. Не знать этой истины они не могли. Очевидно, фрезеруя мастер-модель для дальнейшего литьевого тиражирования, рабочие поленились поменять фрезу на более тонкую и отфрезеровать дополнительную канавку для внешнего кольца подшипника. А возможно, ничтоже сумняшеся, просто просверлили отверстие сверлом с широким конусом. Говоря суровым языком советского инженера - ребята «схалтурили».

В результате, после монтажа прижимной ролик оказывается намертво прижатым крепёжным винтом к корпусу рычага экструдера. К тому же подшипник расположен не по центру толщины детали, а смещён к её лицевой стороне, потому как крепёжному винту нужно куда-то ввинчиваться, хотя бы оборотов на 5-10. Иначе, однобокой своей консольностью сильно подпружиненный подшипник, ему не удержать. В результате нить позиционируется не по центру внешнего кольца, а к самому краю, что совершенно не способствует ровной работе механизма.

Если же ослабить крепёжный винт, то подшипник от нагрузки начинает перекашивать, и он цепляется боковыми рёбрами за стенки круглой выборки, в которую помещён конструкторами. Зазоры там минимальные и любой перекос его клинит. Подшипник не крутится, зажатый между роликами - филамент не движется - экструзии нет. Тушите свет….

Ну, взял я зубило (ручную электрофрезу) в руки, и давай борозду по внешнему радиусу бороздить. Бороздил-бороздил – всё равно ровно не выходит. Попробовал маленькую шайбу между внутренним кольцом и корпусом ставить – пойди, найди такую, да поставь, - но тогда подшипник к нити только самым краешком касается, и щель немалая образовывается.

Какое-то время этот «огрызок» работал, по потом раскрошился подшипник. Уж не знаю, что его довело, но с катушек он слетел и все шары растерял.

В общем, лопнуло моё терпение. Выточить на фрезере новую детальку было не у кого, да и финансов лишних не наблюдалось. И тогда прикинул я нагрузки и предположил, что при правильной геометрии даже из не сильно прочного материала можно создать нормально функционирующую деталь.

Порисовав пару часов, сделал в СолидеРабочем (SolidWorks) модель. Но напечатать её сразу у меня не получилось. Причину точно не вспомню, по пару месяцев моделька провалялась на «винте» компьютера.И вот, затеяв плановую модернизацию своего «Полосатого апельсина» (принтер так зову), решил включить новоиспечённый прижимной рычажок в список апгрейда (upgrade) для первоначального тестирования. Распечатал модель, собрал винтики, шайбочки, подшипнички, установил и возрадовался. Рычажок-то удачный получился.Ничего из штатных ингредиентов экструдера я не менял, но монтаж – что «Лего» собирать. Люфтов боковых, которые у родного глаз так и рвали, нет. Нажим происходит мягко, без скрипа, нить больше по дороге не теряется – идёт точно к цели, в трубку термобарьера. Прижим великолепный, мягкий, подшипник без люфтов на оське вращается и не хрустит, не цепляется.Осталось проверить результат на надёжность при длинной печати. Где-то через месяц подвернулась оказия, погонял «в долгую». 34 часа отпахал обновлённый МК9 без нареканий.

Поначалу были опасения, что пластик жесткость потеряет. Но мотор у меня не греется, а от экструдера жаре до рычага тоже не добираться. А чтобы PLA потёк градусов 50-70 набрать надо. Так с такой температурой и мотор долго не проработает.

В результате эта небольшая мелочь, прижимной рычажок, оказалось, тем золотником, что дорогого стоит. Каретка стала грамм на 10 легче, пропали люфты, перекосы и подклинивание, упростилась заправка нити филамента, да ещё при минимальной доработке правый рычаг легко превратить в левый. А на месте поднебесных конструкторов я бы всерьёз озаботился своей репутацией.

Сейчас этот экструдер я перебрал, ибо с ним другая история случилась – «родной» хотбокс подвел резьбою мягкой. Но про это отдельный рассказ, смешной он будет. Пока в работе стоит штатный дублёр, а герой рассказа ожидает установки на мой следующий принтер, который уже в процессе сборки. Напечатаю на нём новых простых, но полезных вещей и вам расскажу.

(*Из комедии «Горе от ума» (1824) А. С. Грибоедова (1795—1829). Слова Чацкого (действ. 2, явл. 5).