Кремень FMZ Реклама
Kremen FMHM Реклама

Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)

E1ik
Идет загрузка
Загрузка
01.11.2016
5349
26
RepRap

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

11
Статья относится к принтерам:
Mendel Prusa
Здравствуйте, уважаемые читатели. Хотелось бы поведать о том, как я собирал модернизированный (к сожалению, именно модернизированный, а не улучшенный) Prusa i2. Почему выбор пал именно на вторую итерацию? Пожалуй, не последнюю роль сыграл принцип RepRap - все таки третья итерация требует наличия ЧПУ для вырезания рамы, и в случае поломки достать запчасти будет тяжело (ближайший ЧПУ находится от меня в 60 км, а ближайший который можно нанять в 120). Я знаю, что точность у данной версии довольно посредственна, но в данный момент она меня устраивает. Постепенно я буду вносить улучшения (на момент написания данной статьи они уже внедряются или готовятся к внедрению), но об этом позже и отдельно.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Итак, почему именно Франкенштейн. Ну, не могу сказать, что я уложился в заветные 3 тысячи рублей при постройке (хотя теперь понимаю, что вполне мог бы уменьшить сумму на пару-тройку тысяч), но суммарно он мне обошелся около 6 т.р. без учета времени и того, что было в наличии. Пластик был заказан, не поверите, в России (если правила не запрещают, могу указать производителя. Очень приятно удивили вполне конкурентоспособной с Китаем ценой и довольно высоким качеством изделий - рассверливать приходилось только совсем маленькие отверстия - 8 мм и пазы для подшипников подошли без какой либо дополнительной обработки, да и цены на подшипники оказались вполне средними по гуглу). Электроника и уникальные для 3д принтеров детали были заказаны в Китае. Двигатели и валы были добыты благодаря роду деятельности (системщик), ну а многие вещи были изготовлены самостоятельно. Пожалуй, основная тема статьи будет посвящена именно этим граблям и они будут разделены по двум категориям - 'делать можно' и 'делать не стоит'.

Итак, начнем с самого веселого, а именно двигателей. Основными двигателями (привод Y, X и первый экструдер) служили честно добытые из списанных матричных и старых лазерных принтеров двигатели Nema 23. Для того, чтобы эта конструкция 'взлетела', пришлось сделать заново крепление для двигателя стола (изготовлен из так называемой финской фанеры - проклеена полностью и практически не напитывается влагой).
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Изготавливался элементарно - приложил в качестве трафарета нормальный, обвел где он будет неизменным и дорисовал от руки, как будет нужно и выпилил электролобзиком. В итоге получился прекрасный держатель двигателя. Переходники для экструдера и оси X изготавливались сложнее - из 10 мм куска текстолита выпиливалось коронкой отверстие под посадку двигателя, а также размещались 2 комплекта отверстий - для двигателя и для посадки в родные детали Прюши. Разумеется, с потаями.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
К сожалению, двигатель экструдера пришлось ставить немного по диагонали при помощи шайб (иначе маленькая шестерня не доставала до большой). Так вот, это относится к категории 'так делать не надо'. Из-за немалого люфта (а также корявой конструкции самопального вала) настроить ретракт не получается. Конечно, без него грустно, но принтер смог таки печатать себе запчасти и модификации, а дальше с 'китайской фабрикой на столе' мы справимся :-). Кроме того, на экструдер из болта на 8 при помощи дремели был изготовлен вал для протяжки прута. Ну, несколько метров он потратил и никого не перегрыз, да и подает стабильно, но мне кажется, что его форма также мало подходит для ретракта :-). Это тоже из категории 'так делать не надо'. Болтики под пружины были нарезаны на электроде :-). Ну не оказалось достаточно длинных болтов на 3 у нас во всех магазинах, пришлось импровизировать. Сами пружины нарезал из каких то обрезков, нашедшихся на столе, при помощи кислоты припаял шайбы, дабы пружины не закусывало и вообще вели себя как надо. Думаю, это относится к категории 'так делать можно', во всяком случае нареканий нет - прижимается так, что развожу при помощи отвертки.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
В данный момент экструдер Уэйда поменян на другой, без редукции. Движок греется быстро и сильно, но и охлаждение никто еще не прикручивал, думаю, кулер сделает свое дело. Зато появился полноценный ретракт! К сожалению, по каким-то причинам полностью пластиковым, как в каноне, сделать не получилось - консоль оказалась слишком слаба. Пришлось снова включать токарник, дремель и сварку (кстати говоря, этот новый экструдер - дело рук самого Фрэнки):
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Также для двух двигателей (Y и экструдер) на токарном станке был проточен вот такой переходник на вал 5 мм, дабы в случае поломки шкива для ремня или шестерни экструдера менять их без проточки. В принципе, так делать тоже можно, если есть нормальный токарный станок и токарь :-). В противном случае есть шанс получить либо кривые переходники, либо немаленькие люфты. На одном из валов у меня получилось второе :D. Пришлось убирать, наматывая на ось фумку. Вроде победил. Точил из обычных болтов из ближайшего магазина хозтоваров.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Все двигатели были униполярными. И если большинство были с 6 проводками, три (один остался как запчасть или как двигатель для следующего проекта) были именно с 5. Погуглив, как мне выйти из этого положения, я начал их разбирать. Если с Nema17 все прокатило довольно легко (просто разрезал дорожку на плате), с Nema23 пришлось изрядно повозиться, а именно пришлось распаивать обмотки. Для тех, кому достались аналогичные движки, говорю - 'так делать можно'. Да, двигатели потеряют часть мощности (опять же из гугла - собранные двигатели каким-то образом намагничивают, при разборке намагничивание рассеивается), да и возможен механический перекос при повторной сборке - но пока что живем и не крякаем (ну шумим немного, но куда деваться - халява, сэр). Единственное, на что необходимо обратить внимание - паяйте обмотки через одну, иначе двигатель работать не будет, и при разборке сначала ударьте по болтам молотком через отвертку. Серьезно, как оказалось движки практически всегда сажают на фиксатор резьбы. Если это не сделать - собьете шлицы и все равно ничего не открутите. Да, в свое время я оббил пороги всех форумов - как определить вывод A1 A2 B1 B2 без даташита. Так вот, ответ - никак, но это не важно. Главное - определить разные обмотки и подключить их. Единственное - от их расположения (обмотка А или В) зависит направление вращения :-). Естественно, на первом фото проводки торчат именно для демонстрации, потом были запечатаны в термоусадку и прижаты на место.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Далее я хотел бы остановиться на валах. Хотя подшипники я использовал вполне стандартные (хочу научиться печатать нейлоном для создания хотя бы линейных подшипников), валы также достались мне трофейные из ксероксов формата А3. К сожалению, достаточной длинной обладали далеко не все :-). На фото ниже показана втулка, которой я наращивал валы. В принципе, это тоже относится к категории 'так делать можно', с поправкой на прямоту рук и точность станка и то, что зона печати сузится (как ни странно, у меня практически не сузилась). Мне пришлось протачивать сверлом диаметром 7.9мм для валов в 8 мм и сажать 'на горячую', так как станок довольно сильно бьет.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Отсюда же (из длины валов) вытекает еще один пункт кастомизации, а именно неправильно размещение нижней шпильки, держащей вал. В связи с этим, ремень привода стола терся о шпильку и в скором времени порвался бы. К счастью, у меня осталось несколько подшипников 12х24 мм, а недостающую втулку-переходник с 8мм на 12мм я проточил из тех же болтов из хозтоваров. В итоге получился натяжитель ремня, если соблюдать правильную очередность при установке :-).
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Экструдер, как я писал выше, является тем еще мутантом. Как и советовали в одной из статей, в качестве хотэнда я использовал китайский j-head. Увидев, куда он по идее должен вставляться, я пришел в тихий ужас (вставлять в пластик железку, которая теоретически может нагреваться до почти 300 градусов) и сделал вот такой термобарьер из текстолита. Точился он долго и мучительно, но зато я не использую охлаждение на хотэнде вообще. Сама система не забивается (правда, пока что максимальная длительность печати не превышала 40 минут, но я не думаю, что сильно что-то изменится), от пластиковых деталей отделена 2 см текстолита. Да, вы не ошиблись, прямо в текстолите проточена резьба и хотэнд просто туда вкручивается :-).
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Для охлаждения двигателей (так как печать дольше 20 минут нехило так прогревает корпуса) я использовал трофейные радиаторы от процессоров. С ними мой Фрэнки стал немного симпатичнее :-). Охлаждение даже без кулеров колоссальное - движки оси Z за 40 минут прогревались так, что нельзя было тронуть, теперь сохраняют комнатную температуру.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Отдельным пунктом хотелось бы упомянуть блок питания. Так как я системщик, а блоки питания от сдохших компьютеров дефицитом не являются, собран он был из двух частей. Один блок питания запитывает исключительно стол и включается через выпаянное реле бесперебойника, второй - все остальное. Получилось не очень красиво, но зато действенно и развивает нужную силу тока, стол прогревается до 90 градусов менее чем за полчаса (большую температуру пока что не пробовал, боюсь за целостность стекла). Как видите, компоновка довольно оригинальная :-). Вводы соединены внутри кабелем 2.5 квадрата, дабы не использовать 2 розетки. Мозги уютно расположились посередине, прикрепленные к текстолитовой пластине, а блоки питания проклеены малярным скотчем в целях изоляции. Сверху на мозги будут установлены два кулера для охлаждения, когда я наконец закончу его доводку :-).
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
В остальном принтер стандартен - RAMPS1.4, Arduino 2560 (сначала хотел собрать сам в целях экономии, но потом залез на алиэкспресс, прифигел от низких цен и заказал готовый), прошивка Marlin, драйверы A4988, натяжители ремней из прищепок, механические концевики (считайте меня консерватором, но работая на заводе я понял, что оптика это конечно хорошо, но механику проще настраивать. Вообще смутно представляю, как я настраивал бы стол с оптикой или индукцией). Печатаю ABS (первые модели даже без подогрева стола - на малярный скотч покрытый клей-карандашом. После того как скотч вздулся и запорол шестерню экструдера был выброшен в помойку, теперь просто мажу стол клеем и грею стол), сопло 0.4, слой 0.3 (пока что, да и смысла нет на грубые детали соблюдать большую точность), пластик Bestfilament (сейчас по почте едет fdplast, вот и попробуем его). В общем, самый стандартный набор. Почитав, я понял что данный комплект является самым распространенным, а значит, по ним много литературы и есть кого спросить, нежели оригинальничать и ставить редкие платы, которые зачастую выходят даже дороже.

Теперь пробежимся по проблемам, которые я обнаружил при настройке/сборке и как я их решил/буду_решать/забил.

1. Настройка двигателей и их ускорения. Заняла огромное количество времени. В первую очередь это касалось осей Y и Z. С вертикалью все понятно, очень слабые двигатели - постоянно был перекос оси, однако снизить параметры скорости и ускорения пришлось до однозначных единиц. Стол также пришлось сильно урезать - печатал ступеньками :-). Долго не мог понять, в чем собственно юмор, пока не услышал характерное 'ТРРР' пропуска шагов.

2. Прогрев экструдера. Благодаря китайцам, непонятно как сделавшим нагреватель, температура улетала далеко вверх, и даже Pronterface с его автоматической настройкой параметров не смог ничего сделать. К счастью, нашлась русскоязычная статья по ручной настройке этих параметров, я снизил скорость нагрева и наконец-то отстроил хот-энд.

3. Разумеется, выставление плоскости стола :-). Долгий и мучительный процесс, описывать который в подробностях я не буду. Одно могу сказать точно - сохранение правильной геометрии при постройке и использование ровных материалов для стола помогут выровнять стол с точностью до мм. А также 4 болтика по периметру :-). Подкручивая их можно довольно точно менять высоту по углам.

4. Защита от перегрева. Постоянно уводила принтер в защиту. После настройки хотэнда она отладилась, а вот защиту стола пришлось вырубить (мне кажется, это связано с тем, что RAMPS врубает не стол, а реле).

5. Правильная геометрия портала. Тут уж без комментариев, надо было лучше лазать с линейкой и штангелем. Самое обидное в том, что увидел я это искажение только после печати большой шестерни экструдера (да, первые мои распечатки - это запчасти и модификации на него, родного).

6. Термодатчик хотэнда. Наши восточные друзья, судя по всему, додумались его припаять к проводам. Иной причины, почему после третьей печати он начал показывать погоду на Марсе, а на четвертой стал показывать 0 и отвалился я не вижу.

7. Долго выравнивал крепление шпилек на оси Z. В принципе, конструкция довольно крепкая (кусок армированного шланга и два хомута), но относится в категории 'так делать не надо'. Поскольку шпилька не имеет форму цилиндра, выставить ее в параллель практически невозможно.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Строил я Фрэнки просто потому, что захотелось. Сильно :-). Хочется сделать себе нормальные шахматы (играю я слабо, но есть давняя мечта - большие, нет - ОГРОМНЫЕ красивые шахматы), сделать диараму по любимым стратегиям (C&C и, разумеется, наш проект). Также в планах заняться роботами (для начала планирую собрать мелкую модель обычной машинки на радиоуправлении, но с амортизаторами и, наверное, даже дифференциалом). Ну и чуть подшабашить хочется, не без этого...

В скором времени Фрэнки обзаведется потомком в полном соответствии с идеологией RepRap - знакомый тоже захотел свою прюшу. Скорее всего итерация будет также вторая (хотя, может и отговорю на третью), и менее монструозна в связи с покупными валами и двигателями нормальных размеров. В ближайшее время имею следующие планы на принтер:

1. Запилить наконец-то охлаждение детали (почти все готово для этого)

2. Сделать свой хотэнд, меньший по размерам дабы увеличить область печати.

3. Поменять шпильки на нормальные винты (да, 'так делать не надо', господа - цена ходовых винтов не так велика, чтобы на них экономить). Чертежи уже найдены :-).

4. Увеличить движки на оси Z. Это уже мелочи, мелкие таскают в принципе :-). Просто медленно.

5. Научиться печатать нейлоном. Подшипники вещь нужная, да и в принципе материал довольно неплох по своим характеристикам.

6. Собрать Cyclone PCB factory. Как известно - зима близко, а травить платы я ненавижу - ну не получается никак. То ли утюг кривой, то ли руки :-).

7. Докупить дисплей и разъем для симки, чтобы мог работать автономно (на всех фотографиях он изображен на столе, на котором он собирался. Вообще стол предназначен для сборки, а не как ПМЖ принтера).

8. Собственно, сделать свою стойку для Фрэнки, его будущего друга Циклона и докстанции ноутбука.

9. Распечатать звездолет и улететь с этой планеты. Сделать модель судна на воздушной подушке. Квадрокоптеры это скучно :-).

Теперь хотелось бы продемонстрировать фото того, что уже было сделано рука... простите, экструдером Фрэнки:

Запчасти для самого себя (напомню, ретракт выключен - потому и 'сопли'. К счастью, при помощи бормашинки убираются довольно быстро)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Первая собственноручно начерченная и распечатанная деталь - корпус для кулера (будет использоваться для охлаждения детали)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Первая печать после калибровочного кубика. Выпросил у художника модельку нашего харвестера из нашей будущей игры :-) Отсутсиве ретракта и охлаждения налицо, но... я ожидал намного худшего.
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Prusa i2 custom, или возвращение Франкенштейна (для конкурса)
Спасибо за внимание, если обнаружили на фотографиях что-то, что вас заинтересовало и я это не описал - не стесняйтесь, спрашивайте :-).

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

11
Комментарии к статье