Еще один Франкенштейн

Подписаться на 3Dtoday
chiperrr
Идет загрузка
Загрузка
27.05.17
3212
13
RepRap
22
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.
5b75c7ed28fce4223f793b06d309ef79.jpg
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.
14cd3b3dc61e365c36bd859681cd24a7.jpg
Дисплей, к сожалению в ходе изысканий была убита подсветка.
5098e1bbe0ef9345c9854fd1be457663.jpg
Крепление мотора оси Х.
f2939e759512204041b5ccbf838b67f8.jpg
Симисторный регулятор и реле, с помощью которых осуществляется нагрев стола.
9fdb4df2bac4e51d579963ad511136ff.jpg
Китайский экструдер, кстати тоже подвергался доработке.
3b2a2bb6ad3ebbd8641c3cd9748fdc62.jpg
6484a83efa11627640d869cf893c3e5d.jpg
bfba278bcd43df69627b263aebdb7020.jpg
Каретка оси Х, выглядит мягко говоря такс себе. Но при этом работает!
df43a34f7e1e066e894aaa47aece2800.jpg
Общий вид принтера.
b68fe9fea0176f22d2507acc4388977a.jpg
Охлаждение хотенда из картона.
b5489aefae07bbe0937c114ca3cdb9cf.jpg
Каретка оси Z. сильно модернизированное то что я получил когда то с завода.
7440e60ef102de89c40ad2a5830fc121.jpg
Печатные крепления двигателя и направляющей.
c68547cf6fa6cd4f64a596f9170b0ee5.jpg
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!
bcbd21249653b7beef1a1bef8335070a.jpg
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.
34da4cd8257b567e805c607e517b6526.jpg
a57c88c603c112c0d7e7f9ca3a180552.jpg
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).
886b0a3814d97d6367962646fe519fd7.jpg
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.
4ccbabd11d635671161b64ac6357e4be.jpg
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.
38102e9406c26e472cb75eb061b9574c.jpg
171c82a69289470a782e220a56f85c20.jpg
41e1cf38bb68a6189da576a2776e2df5.jpg
ea5611f0a043e3ae779ae5af0684fb80.jpg
63f07284f2fdf30fb4d3abc91e58a30c.jpg
8f579b7a006989a4ba24e5af70f79432.jpg
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.
Подписаться на 3Dtoday
22
Комментарии к статье

Комментарии

27.05.17 в 00:25
3
Усато/клыкастая (нужное подчеркнуть) сова довела до истерики :D
27.05.17 в 00:57
0
Есть ушастая сова. И уже есть усатая сова )))

ЗЫ.
А может это у нее насморк.
Ежика на днях малые притащили. Тот тоже простудился. Из носа сопли текли. И пузыри из них надувал.
27.05.17 в 21:42
0
сова- бобер)
28.05.17 в 01:40
1
Сова - Вампир.
29.05.17 в 15:24
0
А мне показалась сова с насморком :)
27.05.17 в 06:27
0
За мебельные направляшки + :) сам их пользую :)
27.05.17 в 22:17
0
Плохой пример применения мебельных направляющих. Их можно использовать более эффективно.
Для этого самый широкий элемент телескопической части удаляют (между внешним и средним элементами малое количество шариков) - остается только средний и внутренний элемент . Убирается стандартный ограничитель, и добавляются два новых по краям среднего элемента. Благодаря этому перемещение можно осуществлять в обе стороны и шарики всегда находятся в зоне инструмента (гравера,, фрезера, хотэнда).
Так же очень важно использовать две взаимно-перпендикулярных направляющих вместо одной (т.е. 4 направляющих на одну ось) - это связанно с тем, что данные направляющие хорошо работают только в плоскости с шариками и имеют приличный люфт в перпендикулярной плоскости. Еще когда используют их для граверов и фрезеров - то зажимают их в паз - для большей жесткости.
А так + за "своими руками".
27.05.17 в 23:55
0
Так же очень важно использовать две взаимно-перпендикулярных направляющих вместо одной (т. е. 4 направляющих на одну ось)
Простите, а это как?
Эскизик не набросаете? Например, по оси Х...
З.Ы. А-а-а, кажется понял. Составить их попарно вдоль под прямым углом?
А то мне вначале представился крест из двух направляющих :D
28.05.17 в 16:31
0
Все верно, обе вдоль :), но при этом взаимно перпендикулярно, если посмотреть со стороны торцев то так " | _ "
27.05.17 в 09:27
0
Даешь больше РепРапов! Хороших и разных!
27.05.17 в 09:34
0
За симисторный регулятор с навесным монтажом - неуд. Не приведи Господь тебе случайно туда влезть...))
27.05.17 в 14:51
0
Главное, что поставленная цель достигнута, пусть и промежуточная и выводы сделаны абсолютно верные!
Однозначный рост с набором полезных знаний. Даже анализ собственных просчетов и самокритика. Верной дорогой идете молодой человек.
Успехов!
28.05.17 в 01:16
0
Знакомые картинки и железки тоже :) Но качество деталей на удивление приличное. Я думаю, вторая итерация Франкенштейна будет уже более человекоподобной :)

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Леска Калибр как филамент.

Американские ученые продемонстрировали самообучающуюся робособаку Astro

Обзор Fusion360

Роснано прибирает к рукам красноярского производителя 3D-принтеров «Импринта»

Компания Electronic Alchemy продемонстрировала 3D-принтер для печати электроники

Градус Флюкса в двух решениях