ZONESTAR P802, он же Prusa i3 или как я строил 3D принтер из конструктора, часть 1

Подписаться на 3Dtoday
kirich
Идет загрузка
Загрузка
08.01.17
2182
14
печатает на Prusa i3 Kit
Песочница
1
Статья относится к принтерам:
Prusa i3
Так как данный сайт ориентирован на 3D печать чуть более чем полностью, то я подумал, что как то неправильно писать на таком сайте и не показать чем пользуюсь сам. Потому покажу как я собирал свой первый и пока единственный, принтер из конструктора.
Не скажу что все шло гладко, постоянно ждал подвоха, но в итоге что то получилось.
В общем описание того, что это такое и попытка сделать пошаговую инструкцию.

Для начала хочу сразу расставить все точки. Я не профессионал (и даже не еще не любитель) в 3D печати, этот принтер первое, что я увидел в реальности. До этого я конечно смотрел картинки и видео работы принтеров, но одно дело видеть и совсем другое пользоваться самому.
Собственно по этому весь обзор будет написан от лица новичка.
В обзоре я попробую рассказать и показать все, что я смог узнать и понять, возможно так будет проще для тех, кто также видит такой принтер впервые в жизни.

Отдельное спасибо сайту 3DtoDay за вдохновение, которое я получал глядя на конструкции других пользователей.
Также я прекрасно даю себе отчет в том, что за такой "обзор" могут закидать тухлыми помидорами, но если не сложно, напишите в комментариях где я ошибся или что и как лучше делать более правильно, думаю это будет полезно всем, особенно новичкам.

Для понимания о чем же все таки идет речь, ссылкана этот принтер.

Для начала небольшое вступление.
Рассматривать мы будем 3D принтер, работающий по технологии FDM (Fused Deposition Modeling).
Данная технология означает, что принтер послойно наносит (наплавляет) тонкие слои пластика друг на друга. Есть и другие технологии, но они обычно сложнее и (или) дороже, а кроме того менее распространены, поэтому чтобы не отвлекаться я их рассматривать не буду.

Кроме этого принтеры еще отличаются принципом работы механики.
По большому счету, при всем разнообразии конструкций FDM принтеры можно разделить на две группы.
1. Стандартная схема с тремя осями
2. "Дельта" схема.

Я разделил схемы не просто так, объясню.
Хоть наиболее распространенные схемы и выглядят по разному, но формально они одинаковы.
Одинакова даже плата управления, потому как принцип работы тот же, двигает печатающую головку относительно модели.
А уж что и как будем двигать, модель относительно головки или головку относительно модели, поднимать стол или опускать головку, абсолютно не важно и это дело только механики.
Дабы не нарушать копирайтов, схемы принтеров были взяты отсюда.
Обозреваемый принтер работает по схеме, показанной в центре.
2a10317a5187ebc0e723d98a1000d5f3.jpg
Ну и как я писал выше, отдельной категорией идет Дельта принтер.
Он имеет свои преимущества и недостатки в сравнении с предыдущими схемами.
Из преимуществ - легче печатать высокие модели, из недостатков - более сложная настройка и небольшая область печати, ограниченная тремя пересекающимися полуокружностями.
d006e15c13b1ee18abc03fa52ce1bd5c.jpg
В процессе обзора я опишу все, начиная от коробки и заканчивая результатом печати.
По ходу обзора будут показаны все составляющие части, по некоторым будут объяснения, что это, зачем и как работает.

Когда мне принесли коробку, то я в принципе не сильно удивился размерам, хотя скажу точно, она действительно немаленькая. Мой дежурный спичечный коробок на ней просто потерялся :)
fde1f62d8ff3fcc875939ab1a3299a9d.jpg
Размеры упаковки составляют - 540х460х225мм.
В общем размеры коробки примерно похожи на размеры системного блока компьютера.

На странице товара было указано что общий вес составляет 11кг. Сначала я как то даже подумал, что реально скорее всего будет меньше, часто вес "накидывают" по разным причинам.
Но явно не в данном случае, коробка реально весила 11кг.
8ade97b6571bbfbedcb02244da12f2d2.jpg
Но вот дальше я действительно немного удивился, внутри этой коробки была вторая, а внешняя это просто для увеличения прочности дополнительной защиты содержимого от рук некоторых нерадивых грузчиков.
Ну здесь зачет :)
c840867717ca3c2fd1df6d6e889a1132.jpg
Вот на внутренней коробке уже присутствует и название принтера, но почему то - 3DCSTAR.
5db09308724c1109bf9963221a832f9f.jpg
Все комплектующие аккуратно уложены в три лотка из вспененного полиэтилена.
3a411806dc8e29fa6b57ec4f49b86a15.jpg
Немного пройдемся по содержимому лотков.
Верхний лоток
Здесь лежит плата управления и панель с дисплеем, всякие отвертки и ключики, а также вертикальные механизмы и акриловые части рамы.
045429f2f512af7947d8b965b482e649.jpg
d2610a062a0e6be35e24acec48717553.jpg
80d32f11c244d0aaeb45d1f4662bf23c.jpg
На "втором" этаже расположился стол и еще куча акриловых частей рамы.
Стол стеклянный, потому расположение его в центре упаковки более чем оправдано.
e39a095895f0f68ecb76e5af3c688f6c.jpg
На нижнем "этаже" находятся металлические направляющие и ходовые винты, а также двигатели, экструдер, блок питания и всякая мелочевка.
89f619c106858468c3d0d9aa146b1816.jpg
Экструдер
f13f9a368f708c18c8b5e858d3023cfc.jpg
Двигатели, уложены плотно в свои "кармашки".
dc43e80d2789fe3c4420633b195e2461.jpg
В общем к упаковке у меня нареканий не возникло вообще, повредить будет очень тяжело, факт.

В комплекте к принтеру шла плата управления, которая "рулит" всем, двигателями, подогревом стола и экструдера, принимает сигналы от всех конечных выключателей и т.д.
Плата очень распространенная, я ее встречал отдельно в продаже, что подталкивает к идее полной самостоятельной сборки устройства. Скорее всего платы отличаются прошивками, но не думаю что это критично.
Также в комплекте дали MicroSD карту памяти, на упаковке была обозначена модель принтера и версия прошивки.
004038031f418ef5f094b9c5d54e4b15.jpg
Плата управления
В левой части платы расположены микросхемы драйверов двигателей (насколько я понял - Allegro A4988), для лучшего охлаждения к ним приклеены небольшие радиаторы.
7638681f90ede642b4dd33a99bbe0983.jpg
В правой части располагаются непосредственно "мозги" и транзисторы для управления питанием нагревателей и вентиляторов.
bf769aa6e0cbde18b5de21c9918b879d.jpg
С нижней стороны платы пусто, только дорожки.
418bcf28e67dacde64d56b0bc32e704c.jpg
Несколько групповых фото.
1. Процессор AtMega1284P
2. Драйверы немного ближе. Около каждого драйвера находится подстроечный резистор для регулировки тока двигателя.
3. Также на плате присутствует джампер USB VREG, я не стал его трогать, так как не понял даже зачем он нужен. Рядом расположена кнопка Сброс, которая за все время не понадобилась ни разу. Я о ней вспомнил только когда разбирал фотки для обзора.
4. На транзисторах, которые коммутируют питание подогрева стола и экструдера, также присутствуют небольшие радиаторы.
e334f0f86b68fe6fb4c0b6dd789cfa75.jpg
1. Вентиляторы подключены через свои транзисторы, радиаторы здесь не нужны, так как ток небольшой.
2. Соединение с USB реализовано на микросхеме FTDI FT232RL, изначально ждал что будет стоять привычная PL-ка.
3. Присутствует микросхема преобразователя уровней 74HC4050. Она обеспечивает преобразование входных сигналов с высоким напряжением в сигналы с логическим уровнем безопасным для микроконтроллера.
4. Разъем для внутрисхемного программирования, а также подключения дополнительных устройств (насколько я понимаю).
76c8f07ed75a7946753fb7322b3dd5fe.jpg
Все соединения выполнены разъемными, слева подключаются двигатели осей X, Y, Z, а также двигатель экструдера E. Разъемы оси Z соединены параллельно так как двигателей два, работают одновременно.
Флеш карта уже стояла в разъеме, на ней особо ничего интересного не было, инструкции по сборке и пара моделей для проведения тестов. Карта безымянная, объем 8ГБ.
Рядом расположен разъем MiniUSB для соединения с компьютером.
Принтер позволяет вести печать как с карты памяти, так и при прямом управлении с компьютера.
3924a1611d6bc7d34c67db1e7a510f71.jpg
Ну а теперь можно перейти к описанию процесса сборки.
Весь процесс я разбил на главы, соответственно инструкции, хотя как показала практика, не все так линейно как думалось изначально.
Собственно описание будет выглядеть так:
Описание из инструкции, необходимые комплектующие, иногда небольшое разъяснение и описание комплектующих, готовый узел.

Шаг 1, двигатель оси Х
6164257ee8338343a6689decc34426fe.jpg
Двигатель находится в общем лотке с остальными двигателями, нижний "этаж" упаковки.
Рядом с ним лежат акриловые части и пакет с крепежом.
26468003e5bcdde21e93f929923df34a.jpg
Пакетов с крепежом было два, на данном этапе необходим тот, который побольше.
Также пригодится шестигранный ключ и возможно отвертка.
В комплекте дали кучу разного инструмента, но реально больше половины его не понадобилось.
41fed408d348a534230bdda150b2c49b.jpg
К сожалению весь крепеж свален в одну большую кучу, как по мне, то не помешало бы хоть какое нибудь разделение.
cafa25c07a5a82d01f69be82596a3efc.jpg
Удивило количество крепежа, я пытался понять куда его столько, но подумал что если дали, то наверное надо, реальность оказалась несколько другой, его много осталось.
3e920f6d3372e17d9a3aa4d99dc151bd.jpg
Зачем то дали кучу мелких саморезов разных размеров и форм. В реальности пригодилось всего два.
Для удобства сборки разложил крепеж в отдельные пакетики согласно размеру или типу крепежа.
Советую сделать также, собирать гораздо приятнее.
b11a609ccbf12772cdee017d73bf578b.jpg
В инструкции везде указана длина и диаметр винтов, на всякий случай прилагаю памятку, как измеряется длина винтов с потайным шлицем и обычным.
4b0b200a0027afcbc29c499675090d60.jpg
В комплекте идут четыре шаговых двигателя SY42STH38-1684A, пара для привода с зубчатым ремнем (слева), и пара с установленными демпферами (справа).
Для этого шага нужен двигатель, который на фото расположен слева.

В 3D принтерах применяют шаговые двигатели из-за простого контроля угла поворота, так как от этого зависит точность позиционирования.
В комплекте двигатели довольно мощные, я встречал переделки под менее мощные двигатели, но смысла в этом не вижу, так как если двигатель из-за перегрузки будет иногда пропускать шаги (слышен довольно отчетливый звук типа клац-клац), то печать будет идти неправильно.
b4c3a4cff25be1b5e96411df74b5b7a5.jpg
И так, берем акриловую часть как на фото, двигатель, четыре винтика длиной 10мм и шестигранный ключик.
Вообще весь процесс происходил с постепенным возрастанием сложности сборки, сначала примитивное, потом сложнее и сложнее. На мой взгляд довольно удобно.
1644b66f8e1e05cb2fa08f3d51546d17.jpg
Готовый узел. На фото провода от двигателя выходят вверх, практика показала, что лучше сделать их вниз (повернуть двигатель на 180 градусов при монтаже).
0d25be0c52cc6b2e50f35dd0e115dd0f.jpg
Шаг 2, передняя часть рамы
e5a896ba892dfc1e461c339532aa47d7.jpg
Находим на нижнем "этаже" пакет с небольшими акриловыми элементами и часть с подшипником, на среднем часть как на фото ниже.
3b83440ecf8a5733aecfccc80a62ee76.jpg
cbdb09f96548caa09d34627f7889690c.jpg
В комплекте много разных небольших элементов. Для этого шага нужна пара тех, что слева.
Эти элементы будут потом фиксировать металлические направляющие.
6a1f8ac64fed922994eae16486eb324d.jpg
Все необходимые части на фото.
Здесь применены винты под крестовую отвертку, а не под шестигранник.
500a01612fa2b64e296ad7131c8f2130.jpg
Соединяем детали, потом не без трудностей вставляем гаечки и фиксируем конструкцию при помощи винтов. Затягивать надо без фанатизма, но так, чтобы элементы держались крепко.
Иногда на таких узлах есть небольшие остатки акрила в углах, потому если части садятся неплотно, то лучше проверить и лишнее срезать. Такое мне встречалось раза 3 за весь процесс.
a3a2d9cc9adaee4b1831f2e83543eb21.jpg
Полностью собранный узел.
af1f287a21da706d9d1331683c049af0.jpg
Шаг 3, задняя часть рамы
bf0b6552a5cbef3d1407e29658bdd861.jpg
В верхней части упаковки находим конечные выключатели со жгутом из проводов, в средней части соответствующий чертежу акриловый элемент.
372ad3b895adbe36f195c4fb5ae53980.jpg
Выключатели двух типов, два больших и один маленький. Для данного шага подойдет любой из больших. Подключение при помощи клемм, возможно будет удобно при замене.
adefd3134a7881d05597690589141bd0.jpg
Для дальнейшей сборки необходимо все что на фото. Двигатель из шага 1 сборки, небольшие акриловые элементы из шага 2.
9a66f6b60fc72b5be7c195071f94843d.jpg
Выключатель прикручивается к одному из мелких акриловых элементов как на фото. Вообще хватило бы винтов и короче, но я действовал по инструкции, потому поставил длинные.
cdc0a811fcf7168a324e1805b9401ef0.jpg
Полностью собранный узел. Остался один винт, я так и не понял зачем он нужен. по чертежу он есть, но ставить его некуда.
60da53398de2a5b944995432dae4a16a.jpg
Шаг 4, сборка подогреваемого стола
46ebb7ffeb5034c5c4f419ee1929076b.jpg
На верхнем слое упаковки находим три пакетика с линейными подшипниками, а на среднем собственно столик.
7ceeb0d8a3d666acd51882adf6c56041.jpg
В описании шага 1 я сказал что пакетов с крепежом два, большой и маленький, на этом этапе пришло время открыть маленький пакетик.
Внутри найдем кучу разных винтиков, несколько пружинок и гаечек с накаткой для удобного закручивания руками.
96b60e5c4f0746985ee9bcd8c27372dd.jpg
Сначала нам понадобится рамка стола, которая хранится под стеклянным столиком, три подшипника и часть крепежа.
93a1e27ef6c18d2a809971dfc9a32a77.jpg
Берем рамку, три подшипника и двенадцать винтов большого диаметра.
Да, подшипников именно три, а не четыре, как можно было бы ожидать. Это не недостача, а особенность. Иногда ставят четыре, но чаще всего достаточно трех.
96bbfdb3b070abd1f8ce767754bd889f.jpg
Скручиваем все вместе как показано на фото.
8ef5465c243e5e28954f54219b1d0a44.jpg
Кроме стеклянного столика в упаковке находился и подогреватель.
Дело в том, что для лучшего качества печати необходимо подогревать стол. Иногда совсем немного, а иногда до 100-110 градусов (например печать ABS пластиком).
Производитель решил вопрос очень просто, подогреватель представляет из себя печатную плату с дорожками. Как известно при протекании тока через проводник он нагревается, обычно это плохо и нагрев стараются уменьшить, увеличивая толщину и ширину дорожек. В данном случае наоборот, нагрев только на пользу.
Дорожки сделаны так, что обеспечивается равномерный нагрев платы, сверху которой располагается стеклянный стол.
На самом деле существуют варианты, когда зонами подогрева можно управлять, чтобы не греть весь стол при печати небольших деталей, но это усложняет конструкцию и управление, потому применяется редко.
0a869b094620b10dd5b1ed9a420bfda6.jpg
Я выше писал, что стол стеклянный. Раньше часто использовали металлические столы, но они могли деформироваться при работе, что мешало нормальной печати.
После этого стали применять столы из стекла, они меньше подвержены температурным деформациям.
Для лучшего прилипания модели к столу рекомендуют наклеивать на поверхность синий малярный скотч. Такой скотч производит фирма 3М. Говорят что его можно купить в строительном супермаркете. Я не нашел, буду заказывать через интернет, так как у нас в городе с 1.5млн населением оказывается, что это очень большая редкость.
Хорошо что производитель набора подумал заранее и проклеил поверхность стола необходимым скотчем, этого хватит на тесты и пробную печать первых моделей, потом надо будет покупать. удобнее использовать скотч шириной 50мм.

Но приклеенный скотч довольно сильно заходил на нижнюю часть и я для улучшения прилегания и более легкого его отклеивания решил сначала обрезать лишнее.
Удобнее всего это делать при помощи линейки и канцелярского ножа.
Вообще есть мысль промазать место контакта с нагревателем при помощи теплопроводящей пасты.
6e7cbdab508bce0b993a829c35965e36.jpg
При помощи винтов длиной 30мм и гаечек скручиваем вместе подогреватель и стол, потом сверху одеваем пружинки. Мне в комплекте дали пять пружинок вместо четырех, разумное решение, так как пружинки любят теряться :(
Снизу тем же синим скотчем приклеен термодатчик, который помогает контролировать температуру нагревателя.
93504c1b3424a6666840ea91073b1da8.jpg
Собираем всю конструкцию вместе. при этом даже остались некоторые запасные части.
Но вообще скрутил я его полностью зря, так как не знал что потом придется разбирать обратно.
Потому рекомендовал бы просто не выполнять последний этап.
5a42c9c506efb85ec2e05d0cdd81c9f5.jpg
Шаг 5, двигатели оси Z
82d97c3a8437e7606d2ad44a77600860.jpg
Находим на верхнем слое, под большой деталью из акрила, небольшие элементы.
После этого достаем с нижнего слоя два двигателя с демпферными насадками.
c73a861209678adb2c089069b5bf7a54.jpg
На фото необходимый комплект для сборки одного привода, таких комплектов надо два, для левого и правого соответственно.
На фото видно, что правая акриловая деталь несимметричная и имеет дополнительное отверстие сбоку от большого, основного.
В инструкции про это ничего не было сказано, но при сборке я решил сделать так, чтобы у одного комплекта это отверстие получилось слева, а у другого - справа, на всякий случай.
И не ошибся, при установке этих узлов так и надо, чтобы одно отверстие получилось слева, а другое справа, учтите это.
b3c09a59cc6720e92e98f8d3788d84df.jpg
Изначально я не знал что за муфты прикручены к двигателям, думал что они цельные.
Но оказалось что это демпфирующие элементы, они имеют прорезь и при нажатии их можно немного согнуть. :)
При монтаже я выставил их так, чтобы низ демпфера немного выходил за пределы акрилового корпуса.
50a00019fa78098015bba27946abddd8.jpg
Два почти одинаковых узла готовы.
aa47fac4bef6e8f6530038fc29c71c35.jpg
Так как на сайте есть ограничение на максимальный размер поста, то я разбил его на несколько частей, продолжение будет :)
Во второй части продолжение процесса сборки, но дальше будет и настройка и видео печати.

А пока жду первую партию помидор :)
Подписаться на 3Dtoday
1
Комментарии к статье

Комментарии

8 Янв 18:36
1
Kirich, обязательно между столом и платой нагрева нужно запихнуть теплоизолятор. Хоть пробку, хоть стекловату. Мы вспененный меламин используем. Иначе акриловый стол очень быстро потечет, а все калибровки постоянно будут уезжать. :(
8 Янв 19:53
0
А может какой экран из чего нибудь с фольгой придумать, чтобы тепло наверх просто отражал?
8 Янв 23:02
0
как дополнение - вполне, но не как основной элемент, тк при длительных печатях фольга тоже нагреться успеет и будет не только отражать
8 Янв 23:31
0
Пожалуй да, печать то длится не 5 минут.
Кстати, есть небольшая проблема, сбоку стоит вентилятор для охлаждения экструдера и он мешает началу печати.
Т.е. включаем предпрогрев, но экструдер не может прогреться до необходимой температуры, стоит хотя бы на пару секунд закрыть его картонкой от вентилятора, печать сразу начинается.
причем проблема не в недостатке мощности, а в не совсем корректной регулировке, ближе к необходимой температуре автоматика снижает мощность и дальше уже не может дотянуть.

Проверял поднятием напряжения до 15 Вольт, ЕМНИП даже хуже становилось.
9 Янв 10:47
0
Не очень понятно - это кулер самого хотэнда мешает, или кулер модели? Если первый - то так не должно быть, что-то где-то скоммутировано в силовой цепи нагрева хотэнда неверно или не тянет. Если второй - городить экран :)
9 Янв 11:31
0
Именно хотэнда, так как куллер модели обычно сначала выключен.

Все правильно подключено и Бп хватает, уверен на 100%. скорее особенность регулировки такая. Стоит на пару секунд прикрыть вентилятор от сопла и печать дальше идет нормально.
9 Янв 15:15
0
Хм. Значит, разработчики - идиоты :) Видимо, городить тоже какой-то экран, чтобы на всё, что выше термобарьера - дуло, а всё, что ниже - нет :)
9 Янв 15:25
0
Так в том то и дело, что принтер просто не может стартовать, если выставить температуру 200, то будет болтаться 190-195, если 240, то соответственно 230-235, и так как установленное значение не достигнуто, то и не стартует.
Подношу бумажку буквально на пару секунд, температура сразу становится нормальной и дальше все отлично.
9 Янв 15:33
0
Ну это в общем-то подтверждает мои слова о том, что разработчики - идиоты. Сколько ковыряли китайских принтеров - от NoName типа ZoneStar до Anet и Wanhao - с виду и на первый взгляд все более-менее пристойно, если держать в уме их цену, а как начнешь закапываться в инженерку - волосы дыбом встают, как это вообще кому-то в голову пришло сделать.
9 Янв 19:40
0
до Anet и Wanhao
А Anet нормальные принтеры? А то думал его взять себе.
10 Янв 06:45
0
Holywar mode ON:
Гуано.
Holywar mode OFF.

В реальности, я пока не встречал нормально спроектированного китайского принтера. Везде какие-то пробелы длиною в жизнь в образовании проектировавших его инженеров. Красивые почти все, но напильник требуется всем. А "нормальный" - "ненормальный" - каждый решает для себя сам, в силу знаний и бюджета :)
8 Янв 18:56
2
В конце было про муфту. Туда стоит закинуть шарик от подшипника, между валом двигателя и ходовым винтом.
8 Янв 19:52
0
Туда стоит закинуть шарик от подшипника, между валом двигателя и ходовым винтом.
Не знал, спасибо.
24 Мар 19:57
0
Какая толщина стенки каркаса?

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

А помните?! (Или шаги хромого)

Replicator - тихо схожу с ума от торжества заморских технологий

3Dtoday за 60 секунд от 30 марта

Первые полностью 3D-печатные книги будут посвящены Альберту Эйнштейну

IDS 2017: Новые биосовместимые расходные материалы для стоматологии от Formlabs

Конкурс Filamentarno. Кальяны и идеальное качество печати.