3D принтер своими руками

Всем привет! Т.к. это мой первый опыт в написании статей, сборке 3D принтера и т.д., то прошу сильно не ругать в комментариях. Поехали!

Немного о себе. Занимаюсь электроникой с 13 лет. В частности программированием микроконтроллеров. Учусь по этой же специальности. Иногда под вдохновлением делаю всякие интересные и не очень вещи.

Стояли очередные серые будни в общежитии моего университета, я, как обычно, зашел на ЮТУБ и мне в рекомендациях выскочило видео, где человек рассказывал про свой 3D принтер из какой-то доски, который занимал уйму места. И тут я подумал, а чем я хуже?

Начался поиск информации о самодельных 3D принтерах, так я узнал что такое RepRap и наткнулся на очень интересного человека: Еремин Сергей где он собрал 3D принтер из старых аппаратов и получил довольно-таки качественную печать. Я сидел на парах и просто читал. Вдохновившись его статьями, которые я перечитал по несколько раз, я решил взяться за дело.

Т.к. я бедный студент я решил поставить себе ограничение по бюджету в 50$ (позже было выяснено что этого очень мало и бюджет вырос до 60$). Нужно было экономить. И начать я решил с самого дорогого, на мой взгляд, с шаговых двигателей и направляющих. Пробежав по барахолкам, и местным аукционам я нашел одного человека, у которого были куплены 4 ШД. EM-34, 3 шт. EM-181, а так-же 4 направляющие от А3 сканеров, диаметром 12,3 мм и длиной 46 см. По цене 2,5$ за один шаговый двигатель и 2,5$ за пару направляющих (позже я купил еще одну направляющую, в итоге всех 5 шт.). Два ШД EM-34 пошли в запас, остальное в ход. Раму я решил делать на подобие PRUSA i3, так как начитался про 'жидковатость' рамы PRUSA i2. Начался поиск материала. Полазив по чердаку, я нашел какой-то блок (на котором было выбито БУП, как я расшифровал - блок управления питанием, если кто знает что это такое - напишите в комментарях) который был благополучно разобран мною на составляющие. Это 2 уголка, 4 узких и 4 широких (на фото нет) алюминиевых профиля. Отмыв эти профиля и поработав мозгами, ножовкой по металлу, стуслом и напильником, у меня получилась вот такая конструкция. На правой направляющей виден неудачный вариант держателя направляющих из текстолита. Из широкого профиля я вырезал вертикальные стойки оси Z. Тем временем ко мне пришла первая партия запчастей из Китая. Ремень GT2 (2 метра) и шпули для него (уже на шаговиках), хотэнд E3D V5 с тефлоновой вставкой (в термобарьере), экструдер и трубка Боудена с пневмофитингами под резьбу М8 (не понимаю, накой китайцы такие фитинги к трубке ложат. В хотэнде он уже установлен, а в экструдере резьба М6). Даже не знаю, стоило ли вкладываться в экструдер Боудена... В планах печать флексом, а как я прочитал, им можно только на директе печатать...

Дальше я вырезал из профиля горизонтальную поперечину, засверлил все, нарезал резьбу и прикрутил к раме. Вышло не плохо. Но во избежание заваливания оси Z нужно добавить косынки по бокам.

Рассчитываем косынку (пригодились школьные знания геометрии :) Урааа!), вырезаем, дорабатываем напильником края и прикручиваем. Теперь ось Z никуда не денется :) Из гетинакса толщиной 8 мм я вырезал стойки для шаговиков привода оси Z. Наконец ко мне пришла электроника для 3D принтера и подшипники для роликов ремня, заодно заказал зубчатое колесо для экструдера (как оказалось зря, родное вполне хорошо справляется со своей задачей). Стандартный набор: Arduino Mega на МК ATMega2560, RAMPS1.4, Драйвера ШД A4988, дисплей и переходник к нему со шлейфом. Дисплей нарочно брал графический 128 на 64 точки, ибо более дешевый знакосинтезирующий 2004 менее информативный и поддерживает только английские и китайские закорючки.

По качеству. Вот лучше бы китайцы продавали все это дело в виде набора для сборки, особенно RAMPS. Если SMD детали они и научились феном паять, то выводные - будто в школе на уроке труда паяли. Меня такое не устраивает, поэтому пришлось часок, другой поорудовать паяльником. Надоело выравнивать все разъемы!

Спустя несколько часов работы паяльником, этиловым спиртом, мылом и водой получается это. Осталось скачать Marlin поковырять настройки и в добрый путь! Только я разобрался с электроникой, пришла следующая посылка. На этот раз 1 кг PLA пластика зеленого цвета и два пробника (Watson и BFWood) от компании bestfilament. Кстати, не сочтите за рекламу, заказывал на сайте printers3d.by. Цены хорошие для Беларуси и выбор большой. Дальше начался процесс мозгового штурма над различными креплениями и линейными подшипниками. Сгоняв к своему деду я нашел у него пару ненужных пчеловодных рамок, выдрав из них плечики (верхний брусок рамки) и очистив их от воска я разметил все это дело и засверлил. Для оси X я решил сделать раму, на которой будут закреплены направляющие и ШД. Скрутив ее, разметив и засверлив, я обработал наждачкой внутреннюю поверхность 'линейных подшипников' (Сейчас наверняка многие начнут говорить что фу, нельзя так и т.д. Но что мне оставалось делать? Купить - денег нет, да и диаметр 12,3 мм не найти нигде. Выточить не из чего, да и не на чем). Установив все на раму и смазав немного литолом направляющие проверил ход рамы оси X - все в порядке, ходит нормально, люфты есть, но небольшие. Дальше я прикрутил двигателя привода оси Z и установил на них шпильку М8 через муфту в качестве ходового винта. Чтобы острая резьба шпильки при затягивании винтов на муфте не врезалась в алюминиевую муфту я намотал на нее (шпильку) медный провод диаметром 0,8 мм.

Из все тех же брусков от рамок я вырезал крепления для направляющих оси X и саму каретку на которую устанавливается хот-энд. Шаговый двигатель я закрепил к деревянной раме с помощью пластины из металла 3мм. На противоположный конец рамы был установлен ролик ремня из двух подшипников 623Z, сверху и снизу подложил шайбы М3 и добавил сверху широкую шайбу, дабы ремень не слетал и затянул все саморезом. Хот-энд закрепил на каретке с помощью хомута из медной проволоки - просто и со вкусом :)

Направляющие оси Y так же закрепил с помощью деревянных брусков от рамок. Линейные подшипники стола сделаны из них же. Основу стола вырезал из куска какой-то композитной фанеры (бутерброд из ДВП, фанеры и ДВП). Уголок крепления для двигателя оси Y вырезал из алюминиевого крепления двигателя от принтера Epson. Ролик ремня закрепил на уголках из алюминиевой шины. Ремень к столу закрепил через брусок по середине стола. Концевики - советские микропереключатели МП3-1. Концевик оси Z закрепил с помощью медной проволоки, колхоз, зато можно высоту легко регулировать. Дальше я слегка настроил принтер - выровнял раму оси X вращая двигателя оси Z, концевиком оси Z выставил высоту печатающей головки и выровнял столик, подложив под стекло два лезвия от строительного ножа. Как обычно - колхоз, но под конец сборки уже просто не терпится наконец его запустить, хоть как, но запустить.

И так, сначала я, начитавшись про плохую адгезию, решил печатать на оргстекле. Скачав программу Cura я толком в ней ничего не настраивал (за что она мне и понравилась, для новичка самое оно). Выставил скорость печати, высоту слоя, заполнение и температуру. Ну и еще ретракт включил. Все. Скачал модель тестового кубика со стороной 20 мм, отслайсил, закинул на карту, вставил ее в принтер, перекрестился и нажал печать!.. Те ощущения, когда ты смотришь, как паркуется каретка, как греется хот-энд, не описать словами... И вот! Процесс пошел. Естественно сразу всплыли проблемы - я криво выставил высоту сопла. Сначала каретка елозила по стеклу, но через пару слоев я увидел КВАДРАТ! УРАААА! Заработало! Сколько же радости от того, что ты, вот, потратил свои законные 2 месяца каникул, вложил свои силы, деньги и не зря. И теперь эта конструкция работает. А ты смотришь и от радости распирает во все стороны... По окончанию печати я понял - брать оргстекло в качестве столика было плохой идеей. Либо это оргстекло такое, либо я идио... В общем мой кубик вплавился в столик :)

Отодрал я его только поломав у основания, ну и пусть. Качество печати меня очень сильно порадовало. Не смотря на то что я толком ничего не настраивал, не подбирал, а просто запустил печать абы как - все было прекрасно. Размеры кубика совпадали.

Поменяв оргстекло на обычное стекло толщиной 4 мм я продолжил распечатывать всякие нужные и не очень штуки. Вышло примерно так:

Дальше я скачал модель совы. Т.к. я жмот и зажал пластик - высоту совы выставил 3 см. Не смотря на такие маленькие размеры и мой корявый обдув, сделанный на скорую руку из кулера 80 мм, закрепленного на той-же алюминиевой шинt, из которой сделаны уголки крепления ролика оси Y - сова вполне хорошо отпечаталась. Только на очень мелких слоях, типа ушей, пластик чуть потек. Видео печати тройного обдува (скорость печати 40 мм/с (плохая идея, большие люфты и большое трения в 'подшипниках';), слой 0.2 мм, сопло 0.4 мм. Блок питания - доставшийся на халяву БП ATX):

Ну и напоследок немножко самодеятельности в SolidWorks'е (первая модель): На этом я думаю закончить эту статью. Сам процесс сборки я описал, но это еще не конец. Впереди долгий и тернистый путь модификации этой конструкции. В планах отпечатать все деревянные/гетинаксовые детали из пластика, заменить строительные шпильки на трапецеидальные винты, заменить направляющую, сваренную из обрезков, добавить подогреваемый стол и т.д. Прошу по возможности извинить за качество фотографий, корявый текст и прочие косяки. Напомню что это первая моя статья. В скорем времени будут статьи про модернизацию этого принтера, так-что подписываемся ;) Всем спасибо за внимание!

P.S. Сейчас я нахожусь в поисках направляющих. Ищу направляющую 12,3 мм от принтера/сканера А3 длиной от 35 мм, ну или две направляющие 10 или 8 мм той же длины. Если Вы из РБ и есть таковые - готов купить. Пишите в личку.