Project «Terra» Prototype. Часть 1 - Теория

Подписаться на 3Dtoday
Aitem
Идет загрузка
Загрузка
12.06.19
1284
23
печатает на Prusa i3
RepRap
11
Данным постом я начинаю цикл статей о постройке своего принтера под кодовым названием «Project «Terra»
Забегая в перед, хочу пояснить, что данные посты будут относиться к прототипной версии, которая создается для проверки чертежей, идей, функционала, удобства и т.д. Так что, не стоит ругаться в комментариях на резьбы в акриле, и большое количество печатных деталей. Конечная версия принтера может существенно отличаться от прототипной. Также, данный принтер не создавался как «народный» принтер и не собирается конкурировать с ZAV, тумбочками и прочими принтерами заслуживших народную любовь.
Сам проект сейчас находится на стадии минимально необходимой для начала сборки прототипа. Еще не проработаны до конца портал, каретка, натяжитель ремня, крепления концевиков и прочее мелочи.

Начать повествование хочу с постановки ряда требований и хотелок которые я поставил перед собой при конструировании данного принтера, а также разбора чертежей и пояснения некоторых моментов.

Требования
  • Тех. характеристики: рабочая область 30x30x30, два экструдера, кинематика H-bot
  • Максимальная ремонтопригодность, а именно, обеспечить простой и удобный доступ до всех элементов принтера
  • Вынести двигатели за пределы термокамеры
  • Разделить механику и электронику
  • Выставить все рельсы H-bot в одну плоскость (никакой функциональной или практичной пользы это не несет, просто моя хотелка)
Основная идея

Основной идеей и предпосылкой к созданию принтера послужил тот факт, что для построения принтера достаточно двух взаимно перпендикулярных плоскостей. Я опущу долгий рассказ как в поисках конечного варианта у меня получались типичные кубоиды, что то ZAV подобное и т.д. (а вышел Sapphire S =) ). В итоге конечный вариант получился только с 5-той полной перерисовки с нуля всего принтера.
Возвращаясь к идее двух плоскостей.
  • Первая плоскость - верхняя плита под H-bot. По мимо кинематики, на ней также размещены все остальные двигатели: оси Z и двух экструдеров.
  • Вторая плоскость - плита к которой с одной стороны крепятся валы оси Z. С другой стороны - вся электроника и крепления катушек.
Естественно, данная теория работает при условии достаточной жесткости обеих плоскостей и их жесткого взаимного расположения, но это, как говорится, детали.

Дальше немного скриншотов поясняющие все это дело:

Общий вид
dd50198d6d85a7a38503cbd18e5f5359.jpg
d39ef473073088c01eef7e29e57cce40.jpg
Вид сзади
cc955d675b372e9a67de4e2feea34a54.jpg
Вся электроника скомпонована в одном месте. Пространства достаточно чтобы разместить любую мат. плату и стандартный бок питания (или компьютерный в SFX форм факторе) . На месте мосфета для стола, можно разместить твердотельное реле для питания стола от 220. Как раз рядом находится входной разъем.

При этом можно организовать раздельное охлаждение электроники и двигателей
9cd9f4fb0359f1bb10c0370325f01fdb.jpg
47add9cacf05f4282bd5cfde1c0e43e7.jpg
Вид спереди
c87f408a113aaf228c372af9e9a30c71.jpg
Вид сверху
278f24c248bccad869ac5bfb954c09d1.jpg
Как видно на изображениях выше, данная компоновка позволяет нам получить доступ до абсолютно всех механических частей принтера (H-bot, ось Z), ремни, рельсы, швп, при этом не переставляя и двигая принтер. Рельсы принципиально закреплены на верхнюю плоскость дабы обеспечить их легкий монтаж и обслуживание. Да, знаю что многие предпочитают крепить их снизу во избежание их запыления, но считаю что удобство монтажа и обслуживания важнее.

Ось Z

Отдельного внимания заслуживает привод оси Z. По началу хотел использовать обычную трапецию. С ней пришлось повозиться, по скольку двигатель никак не получалось разместить соблюдая требования описанные выше. Решение удалось найти в ШВП, а именно в их опорах BK/BF10.
1d7bcc4e23eb1e2e257aea3b9e332e74.jpg
02b3b9993705845c8e2f9736d0f3d136.jpg
На валу ШВП размещен пулей на 40 зубов, и через 180 зубовый ремень соединен с мотором. В целом, данная компоновка мне видится крайне удачной, по скольку позволяет увеличь крутящий момент, вроде как ременная передача считается безлюфтовой и соответственно избежать люфтов, стол не упирается и не висит на валах двигателя, а прочно упирается в опору BK10. Также это не гарантия от воблингов, но как минимум избавляет от проблемы несоостного расположения валов двигателя и трапеции\ШВП. Ну и самое для меня важное, двигатель теперь легко доступен, а не спрятан в подвал.

Раз уж заговорили о оси Z, пару слов о консоли стола, а именно её крепления к гайке ШВП и линейным подшипникам
f243e404362d32807df3be833d4f3d42.jpg
Как видно я сделал прорези для возможности съема консоли без разбора валов и ШВП.

Корпус

Тут все просто. Рама принтера собирается из конструкционного профиля 30ки, и обшита по верх 4-х миллиметровым композитом или акрилом. Сама рама представляет собой перевернутый табурет на ножки которого закреплена верхняя и задняя плоскость. В этом и основное сходство с Sapphire S. Честно признаться, когда я увидел данный принтер у меня знатно прибавилось мотивации.

Рама принтера
bf31fb59dda4700da413d3fc52589a0f.jpg
Рама с обшивкой
ffad0127c2216bdd6e7f8389220d458d.jpg
Ну и все в сборе
e718d9e5256a92a0f9304c91cbb4b028.jpg
0ab4de984ddc8437765a289947e82ce6.jpg
На этом у меня все. В следующих постах речь пойдет уже непосредственно о сборке прототипа.

С нетерпением жду ваших вопросов и предложений.
Подписаться на 3Dtoday
11
Комментарии к статье

Комментарии

12.06.19 в 12:01
0
Здравствуйте. А голова - химера? Или же будет механизм отката второго сопла?
12.06.19 в 12:05
0
Здравствуйте.
Да, в данный момент проектирую под химеру с вулканами. Над подвижными соплами пока только думал, но еще ничего не проектировал )
12.06.19 в 12:39
0
Удачи в проекте! Будет интересно посмотреть на итог.
12.06.19 в 13:33
0
рабочая область 30x30x30
консоли стола
Задумайтесь.
Подозреваю - у Вас не было опыта сборки/эксплуатации большеформатного принтера.
12.06.19 в 13:35
0
Не было, но скоро будет.
12.06.19 в 16:44
0
Даже для меньшего стола я бы не делал консоль. Первый принтер у меня был с консольным столом. Больше не будет :)
Две рельсы и три винта - самое то.
12.06.19 в 13:54
0
Тоже моделирую принтер с областью печати 30-30.
На мой взгляд подобный стол слишком тяжелый, надо 4 вала. Для его крепления. Иначе будет вибрировать сильно при смене слоя. Это и на столе 20-20 заметно.
Hbot кинематика тут не прокатит. Балку будет перекашивать, геометрия по краям стола чуть уедет.
Проектирую на core xy, Ремень длинный, но 10мм и от gates. Они у них плохо тянуться, думаю будет норм.
И да, еще закладываю место под разные действия, возможно под смену голов с их автоматической парковкой.
Удачи в проектировании.
12.06.19 в 14:13
0
Наверняка вас и уважаемого xolodny смутила тоненькая консоль на чертежах.
На чертежах отображен "примерочный" вариант для понимания размещения стола, каретки, и тд, Я прекрасно понимаю, что на таком вылете тяжело обеспечить достаточную жесткость консоли. И если обратите внимание, то линейные подшипники и гайка ШВП расположены фланцами вверх, что позволяет нам без потери полезного перемещения наделать ребер жесткости на самой консоли.
Да и в целом по поводу консолей, считаю что они имеют право на существование, ведь все упирается в их достаточную жесткость, и качества валов\линейных подшипников, или же поставить рельсов.
12.06.19 в 16:48
0
На картинках не совсем понятно - вроде рельса лежит на какой-то балке, но непонятно как балка крепится к кареткам Y - через ролики чтоли?. Я бы её прямо сверху на каретки и крепил напрямую.
12.06.19 в 21:39
0
Мне и самому пока не понятно )) Сейчас же собрано недоразумение из алюм. профиля и печатных деталей - опять же сугубо для проверки чертежей, перпендикулярности\параллельности ремней.

776eed97611f5dd238b427b1d3d57539.jpg



В конечном варианте склоняюсь ближе к Геркулесу, где портал собран из бутерброда фрезерованных деталей. Фото из поста

13.06.19 в 05:31
0
Насколько я понял такая конструкция сделана чтобы не крепить подшипники консольно? По крайней мере в этой конструкции я точно не использовал бы печатные детали, только алюминий.
Так по-моему лучше крепить балку прямо на каретку сверху, а ответная деталь может прямо к балке прикрепляться снизу (и рельсу тоже снизу). Т.е. сделать наоборот от того, что сделано сейчас. Так крепче будет. И тогда нижняя деталь может быть печатная, поскольку на геометрию она не сильно влиять будет, только подшипники поддерживать.
12.06.19 в 19:00
0
Каждый раз корячиться в зад принтера, что бы поменять филамент.
Функциональность нужна, а не показуха.
13.06.19 в 05:38
1
Подтверждаю, из личного опыта. Не удобно каждый раз лезть на заднюю стенку принтера чтобы сменить катушку. А если при этом придётся ещё и на экструдере лапку прижимную каждый раз нажимать - то процедура ещё больше усложняется.
Оптимальнее в этом случае катушки размещать на боковых стенках, может даже внутри принтера, как у E3D сделано.
12.06.19 в 21:16
0
а мне идея зашла, что то похожее давно рисовал себе)
12.06.19 в 23:17
0
хм...
Вынесение моторов норм штука, это работает.
Но на мой взгляд ниочень, ну просто тупо не удобно, но эффективно.
12.06.19 в 23:19
0
А что именно не удобно?
12.06.19 в 23:20
0
хм...
Честно?)
12.06.19 в 23:31
0
Конечно )
12.06.19 в 23:39
0
хм...
Когда машина от 30 кг и нет кругового доступа это не удобно, очень...
Немного не оптимально расположены центры равновесия, смещение на лицо будут, хотя это в принципе присуще данным системам но это чуть более чем все, если за корпус.
13.06.19 в 11:24
0
"Основной идеей и предпосылкой к созданию принтера послужил тот факт, что для построения принтера достаточно двух взаимно перпендикулярных плоскостей." - дальше ждал ноухау ваше но так и не дождался.
Кстати не обязательно "взаимо перпендикулярные плоскости" ;-)
13.06.19 в 12:10
0
А где же экран, конструкция предполагает только удаленное использование ?
13.06.19 в 12:27
0
61b9136178d7b8912170559642e38abc.JPG

Вот эта часть мне кажется будет слабым местом, я бы прорезей в этом месте не делал, а замест этого развернул бы экструдеры наружу заодно и доступ появится для легкого обслуживания
13.06.19 в 12:39
0
Да, вы совершенно правы. У меня есть в черновиках вариант с повернутыми эструдерами. Честно признаться, уже и не помню почему оставил именно этот вариант. Скорее всего, в конечной версии разверну их. И мне тоже казалось это место не совсем надежным, но на практике все держится достаточно жестко (даже будучи собранным из акрила) и на данный момент не вызывает нареканий

c71fcd6ae401f345c0469463088fc609.jpg

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

ExOne демонстрирует новый 3D-принтер для печати литейных форм

BigRep на ТВ: 3D-печать телевизионных декораций

Выставка РосМолд 2019. Новый материал PETG Porcelain с керамическим эффектом.

Римские легионеры в масштабе 1:35

ВИАМ демонстрирует наработки в области аддитивных технологий на форуме «Армия-2019»

Из 2D-изображения в 3D-модель