Еще один Франкенштейн

Сегодняшним утром, после прочтения статьи пользователя Trescker, я решил, что мне тоже стоит рассказать свою историю создания самодельного 3D-принтера, и заодно поучаствовать в конкурсе 'Мой 3D-принтер', в номинации '3D-принтер собранный своими руками'.



Самой идеей я загорелся примерно 3 года назад, когда учился в 10 классе. Тогда была закуплена электроника и двигатели. Я стал частенько захаживать в мастерские по ремонту принтеров и скупать оных с целью добычи направляющих и прочих деталей. С направляющими всё оказалось просто и непринуждённо, а вот подшипники скольжения, которые я находил, мне показались никуда не годными. Тогда я решил, что сам не справлюсь и потому на скорую руку набросал чертежи втулок скольжения и некоторых узлов, после чего передал их своему отцу на работу, где добрые токаря и фрезеровщики помогли мне с этим непростым делом.

В силу большой спешки (куда торопился, ума не приложу) детали оказались едва пригодными для использования (Связано это было не с качеством деталей, а с неуклюжестью чертежей). Подшипники скольжения (далее втулки), в свою очередь, получились просто «на ура». Проблема была и в том, что я рассчитывал на изготовление деталей из фторопласта, а на руки получил добротную сталь (втулки же оказались бронзовые).

С тех времён, осталось такое вот фото, так я видел ось Х, Вес каретки был около килограмма.Такой расклад вещей не мог не расстраивать, потому что результата от работы привлечённых к делу людей я получил буквально нисколько, поэтому деятельность была приостановлена. Однако я не перестал интересоваться этой темой, продолжил читать литературу и делать какие-то заметки.

В какой-то момент в голове что-то щёлкнуло и мне показалось, что накопленных знаний уже достаточно для того, чтобы снова взяться за дело.

Примером для меня послужил mendel90: этот 3D-принтер показался мне очень лаконичным и удачным, вдобавок он был сделан из ДСП, чего у меня хватало с лихвой.

Всего за несколько дней я соорудил раму и сделал ось Y. Вслед за этим начались некоторые проблемы с электроникой и кинематикой: основной причиной послужила непродуманность конструкции и некоторых мелочей. Нередко что-то подклинивало, длины проводов не хватало, и оттого случались неприятности.

Самой большой проблемой стало заклинивание оси Z при движении вниз: разрезные алюминиевые проставки растягивались, а саму ось перекашивало. Решение этой проблемы пришло само собой: вероятно, со временем детали притёрлись друг к другу.

О конструкции принтера вы можете судить по фото и видео; я остановлюсь только в тех местах, где я испытывал «инженерные муки»:

Мозг, в качестве конекторов для двигателей использовал штекеры из АТХ блоков питания, которые шли на флоппи приводы. Они очень хорошо подошли.Дисплей, к сожалению в ходе изысканий была убита подсветка.Крепление мотора оси Х.Симисторный регулятор и реле, с помощью которых осуществляется нагрев стола. Китайский экструдер, кстати тоже подвергался доработке.Каретка оси Х, выглядит мягко говоря такс себе. Но при этом работает!Общий вид принтера.Охлаждение хотенда из картона.Каретка оси Z. сильно модернизированное то что я получил когда то с завода. Печатные крепления двигателя и направляющей.1)Ось Х: делал в последнюю очередь. Хотел поскорее приступить к печати, поэтому особо не заморачивался. С простыми задачами трудностей не возникало, главным поначалу было напечатать каретку. Rep-rap в действии, чтоб его!

2)Ось У: представлена мебельными направляющими. Конечно, для большей жёсткости конструкции их стоило бы расположить иначе, повернув на 90 градусов; но закрепить их так, как они закреплены сейчас, было самым простым решением.

3)Ось Z: с ней я знатно помучался. Изначально не хотел использовать печатные детали, пытался сделать травесы (если их тут так можно назвать) и крепление двигателя сам, однако сделать это точно оказалось довольно сложно. Поэтому данные детали я всё же заказал у человека, работающего с 3D-принтром. На скорую руку был состряпан чертёж (весьма неудачный) и отправлен на печать.Вообще, спешка в этом деле оказалась моей главной проблемой.

4)Ходовые гайки: сделаны таким странным образом для того, чтобы минимизировать воблинг. Его , кстати, совсем не замечено.

5)Экструдер: поначалу тоже стоял самодельный, но с ним была такая порнография, что вывод напрашивался сам собой: ЭТО долго работать не сможет; потому новый экструдер я заказал с Китая, благо они сильно подешевели за последнее время.

6)Электроника: то, как она выглядит - временный вариант, выполненный на скорую руку. Однако и тут не обошлось без приколов. С самого начала я придерживался следующего мнения: «Пока буду печатать с компьютера, но уже сейчас оставлю задел на полную автономную работу», потому следом подвёл к ардуине питание в 5 В с дежурки, выпаял диод D1, а также по совету, подчерпнутому с просторов интернета, выпаял также диод D2. Однако после этого мой блок питания, который до этого тянул 30А и стартовал под нагрузкой, отказался включаться подключенным к Рампсу. Как выяснилось, выпаивание D2 было явно неверным шагом, и вот почему: как я понял, при включении элементы цепи (а именно конденсаторы в БП, дроссели в БП, конденсаторы рампса) образовывали какой-то колебательный контур, в котором в момент включения происходили броски напряжения, а диод в свою очередь шунтировал их через себя. Получается, что без диода всё это стало долбить по мозгам БП, и он приказал мне долго жить.

Следом был найден другой АТХ блок питания, однако он так и не смог дотянуть нагревательный стол до 100 градусов. Тогда я решил, что так дело не пойдёт.

Смотря на всю эту лапшу я подумал: «Колхоз, ну так пусть до конца колхоз!». Я изменил разводку стола так, чтобы все дорожки оказались подключены последовательно. Я получил сопротивление стола около 20 Ом. Затем я взял реле стартера от классики, бытовой симисторный регулятор (обычный выключатель, например для света, только с регулировкой) и подключил стол напрямую в 220 В через это добро, на регуляторе накрутил что-то в районе 65 В (больше не надо, т.к разогрев стола происходит слишком быстро и стекло может лонуть) и вуаля: нагревательный стол греется до 100 градусов буквально за 5 минут. Симистор установил на небольшой радиатор. Конечно, можно спаять свою схему, но т.к. у меня уже был готовый регулятор, я решил использовать его.

Кстати, в изначальном варианте у элекроники был неплохой корпус, однако во время решения проблем с БП он упразднился для удобства работы, и всё стало так, как оно есть сейчас.

ПОМНИТЕ: СЕТЕВОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!В принципе, такой расклад меня радовал, однако всплыла следующая проблема: во время печати очень часто происходили смещения слоёв, причём довольно интересно, миллиметров на 5 в любом из направлений через каждые 10-20 слоёв.

Вот такие происходили смещения.Я долго искал причину и пришёл к выводу, что принтер ловит наводки от всего, чего только можно и собственно ему с этого глючится. Я попробовал добавить что-то вроде снаббера в цепь управления реле, потому что реле это всё-таки индуктивность, а где индуктивность, там самоиндукция, резонансы и прочие выбоины. А именно, параллельно контактам реле подключен конденсатор, и встречно управляющему напряжению - диод. Это улучшило ситуацию, но периодически всё равно происходили сдвиги. Мыслей по этому поводу было много. Одной из них была мысль о том, что электроника глючит из-за вибраций принтера, и именно поэтому теперь она подвешена таким причудливым способом.Проблема ушла полностью только тогда, когда я полностью перешёл на печать с SD-карточки.

На данный момент принтер занимает АЖ 3 розетки (третья - еще один блок питания для обеспечения энергией вентилятора, который охлаждает электронику).Сейчас я заканчиваю печать всех деталей принтера, которые смоделировал уже гораздо более обстоятельно, и в скором времени пересоберу его с ними на новой раме. В общем, сделаю всё по-человечески.Немного о процессе печати. Печатаю на горячем столе, на который намазывается слой клей-карандаша, а позже растёрирается зубной щёткой с водой. На данный момент принтер выдаёт качество печати, которое вы можете лицезреть на фотографиях. Также я решил, что наконец-то надо напечатать тестовую сову. Я эксперементировал с температурой, начав с 245 градусов. По нижним слоям хорошо заметно, что такая температура слишком высокая, поэтому я снизил её до 240 градусов и дело пошло, как по маслу. Высота совы 45 мм.В ходе всей этой эпопеии я понял для себя следующие вещи:

Если вам нужен 3D-принтер для других проектов, просто купите готовый, особенно если ваше время чего-то стоит (моё, например, пока не стоит на этапе учёбы в ВУЗе). Вы не сэкономите денег на том, что станете собирать сами.

Если вам интересен именно сам процесс, то лучший подход - это покупка ключевых блоков, таких как:

-нагревательный стол

-Электроника

-Экструдер

-Хотенд

-ДВИГАТЕЛИ(не стоит тягать двигатели из принтеров)

-ремни, шкивы.

Почти всё из вышеперечисленного стоит копейки, НО ОЧЕНЬ сэкономит вам время.

Вот в принципе и всё, что я хотел рассказать на данный момент. Сразу прошу извинить за некоторую сумбурность,т.к. это мой самый первый опыт написания статьи. Если у вас есть какие-то вопросы - пишите, буду рад на них ответить.