Очередная история о создании 3Д принтера с нуля

Всем привет! Меня зовут Дмитрий. Долго я ждал момента, чтобы опубликовать здесь свой первый пост, и вот он настал :)

Мне 19 лет, я студент теперь уже третьего курса Воронежского Государственного Технического Университета специальности промышленная и специальная робототехника.

Интересоваться 3Д печатью я стал примерно полтора года назад. Тогда еще все до единого утверждали: 'Сделать 3Д принтер в домашних условиях практически невозможно, так как детали принтера должны точно подходить друг к другу, даже самое маленькое отклонение от размеров ведет к последующей 'косости' печатных деталей. Вообщем, не беритесь, лучше закажите готовый принтер или набор для самостоятельной сборки из Китая.' Тогда я сильно огорчился, ведь хотелось что-то собрать своими руками, а не покупать готовое. Но за последующих пол года все очень сильно изменилось. Десятки людей рассказывали, как они собрали свой принтер, причем все сделано в домашних условиях, без какого либо специального оборудования, обычными людьми не имеющими технического образования. Эти новости меня изрядно подбодрили и дали толчок на пути постройки моего принтера.

Изначально я даже не мог понять, как они вообще печатают, как передвигаются, как можно добиться такой точности. Но по мере изучения работы ЧПУ станков, шаговых двигателей, вопросов становилось все меньше и меньше. И вот я перешел уже от теории к практике. В одном известном российском интернет-магазине комплектующих к станком с ЧПУ я заказал один Nema17, пару каленых 10-х валов, крепеж к ним и линейные подшипники, точнее блоки с этими подшипниками. К валам и двигателю претензий у меня не было, но вот качество изготовления блоков подшипников и крепежа вала меня огорчило.

Покупал я все эти детали в первый раз, сравнить было не с чем, но отверстия крепления были просверлены по чем зря, конечно эти мелкие косяки никак бы не повлияли на качество печати, но меня это взбесило и я решил сначала просто поменять товар, а затем отправил его обратно. Продавец дорожил репутацией своего магазина и без вопросов вернул деньги. Да и вообще я заметил сейчас редко кто покупает держатели валов и блоки с подшипниками, все предпочитают печатать детали, это экономит и бюджет и облегчает конструкцию принтера, ведь это не станок, такие нагрузки и пластиковые детали выдержат.

Изначально я собирался делать что-то вроде Prusa i3, но два двигателя по оси Z, отсутствие закрытого корпуса, недостаточная жесткость конструкции перевесили все плюсы этой конструкции. Но без сомнений - Prusa i3 это лучшее с чего должен начать каждый начинающий принтеростроитель.

Затем меня привлекла кинематика H-bot, но для нее нужна жесткая рама. Я хотел сделать корпус своего принтера из 10-ти миллиметровой фанеры, так делали многие. Фанера дешевая, жесткая, гасит вибрации от двигателей, легко обрабатывается и режется, но она, как и любое дерево, подвержена разбуханию, ее ведет от влаги, да и на месте спила образуются эти ужасные сколы. Да, можно заказать резку фанеры лазером, но все равно делать корпус из нее это далеко не лучший вариант. Проекты из акрила я вообще не воспринимал всерьез. Мало того что он очень дорогой, трескается и крошится, так его еще практически нереально нормально разрезать и просверлить, да и хлипкий он для принтера.

Заинтересовали меня принтеры, сделанный из алюминиевого профиля, как из обычного, так и из конструкционного. Обычный конечно достать куда проще, да и конструкционный не столь дорог, но вот разнообразные крепежные пластины, уголки, гайки мало кому окажутся по карману. Да и как то первый проект все же, не хочется особо сильно париться, вкладывать много денег, хочется чтобы все сразу заработало :D.

Вообщем в Леруа было куплено восемь метровых кусков профиля 20х20. Многие сейчас скажут, что лучше было бы 30х30 ну или хотя бы 25х25, но подержав все три вида, я недолго думая выбрал двадцатый. Тридцатый профиль на мой взгляд излишне громоздок для области печати 20х20х20 см. Порезав профиль, начал думать как его скреплять. Ну от идеи со всякими печатными уголками, кубиками и т.п. я разу отказался, так как и принтера не было под боком, да и к тому же пластик не сможет обеспечить достаточной жесткости. Нужен был металл. Сначала думал заказать лазерную резку алюминиевых пластин, которые бы скрепляли профиль по углам. Но затем подумал: 'Это ведь глупо резать на станке крепежные пластины за бешеные деньги и скреплять ими просверленный ВРУЧНУЮ профиль, какие-никакие но отклонения в точности сверления профиля то будут.' Да и в конце концов смысл то построить принтер в домашних условиях, без каких-то особых инструментов. В итоге я просто взял и купил все в том же Леруа метровую пластину алюминия, шириной в 5 см и толщиной в 2 мм. Потом докупил еще одну. Конечно было бы прекрасно найти алюминий потолще, но что есть.

Предстояло вырезать около 25 крепежных пластин, просверлить в каждой по 5 отверстий, и все сделать как можно точнее. Та еще нудятина. Отверстия для достижения максимальной точности приходилось сверлить в несколько этапов, сначала тоненьким сверлом, затем уже основным. На нарезание профиля в нужный размер и изготовления пластин у меня ушло наверное недели три, но я работал не спеша, по часа два-три холодными зимними вечерами. Но это стоило потраченного времени.

Когда стал собирать все воедино, я был очень удивлен точностью и правильностью всей конструкции, а после того как снизу и сверху добавил перемычки по диагоналям, жесткость превзошла все мои ожидания. Вот несколько фотографий рамы принтера на сегодняшний день. Извиняюсь за качество фото, фотографировал на цифровик. Верхнее перекрестие пока на закреплено, хочу сначала просверлить нужные отверстия внутри конструкции, а то мерить неудобно с ним. Скоро придут еще два мотора, валы. Электроника уже есть. В конце хочу сделать стенки из оргстекла. Покрасить раму.

Ну вот пока и все. Надеюсь скоро напишу вторую часть.