Как создавался держатель катушки

Добрыый день, уважаемый читатель.:)

Примерно месяц тому назад я стал счастливым обладателем Delta принтера RepRap HE3D. С первых же дней встал вопрос о размещении катушки с филаментом. Собственно, глядя на принтер, возникало желание разместить катушку сверху над принтером, с горизонтальным ее расположением. Однако такое размещение порождало целый ряд трудностей. Тут либо каким-то образом переворачивать привод подачи прутка, что сделать крайне сложно в связи с геометрическими особенностями последнего, либо делать направляющие ролики или дополнительную тефлоновую трубку для пластика, которые тянули бы пруток сверху вниз и снова вверх к приводу подачи. Но такое решение привело бы к ненужному трению, повышенному усилию проталкивания, и глубоким зазубринам на пластиковом прутке после шестерни пруткоподатчика.

Вплоть до вчерашнего вечера я печатал вот так:Да, гаечный ключ на 19 справлялся с задачей подставки.

Покопался я на русскоязычных и зарубежных форумах в поисках готовых держателей. Но ничего из предложенного мне не приглянулось. Было принято решение делать свой.

Занимаясь привычными хлопотами в выходной день, в голове идея за идеей рождался образ кронштейна, крепящегося на одну из вертикальных стоек принтера. Первым делом я распечатал пару подшипников с внутренним диаметром 12 мм, наружным 40 и шириной 12 мм:В процессе печати экспериментировал со скоростью подачи прутка. Первый подшипник немного склеился, было трудно его сорвать. Также пришлось его немного разработать дрелью. Второй мне понравился больше - крутится легко, долго, и приятно. Залил в них машинное масло, отложил в сторону и принялся за проектирование кронштейна.

Замерил алюминиевый профиль, из которого собран принтер, запустил фьюжн, и понеслась:Как видим, конструкция довольно простая. Справа у нас посадочная поверхность для стойки, вон тот столбик слева оборудован резьбой М12х1,75 для навинчивания контргайки, на этот же столбик наденутся подшипники, на подшипники переходная втулка, на втулку катушка. Бабка за дедку, дедка за репку..... Ну вы поняли.

Я предположил два варианта фиксации кронштейна на стойку. В идеале выступ (показан красной стрелкой на рисунке выше) с натягом заходит в канал профиля, и держится там за счет посадки. Для этого выступ сделал чуть шире, чем канал. Пластик, которым предполагалось печатать данный кронштейн был новым, мною толком не изученным, и как показал опыт печати подшипников он отличался от тех пластиков, которыми я пользовался ранее. По этой причине я не стал расчитывать на точность получения размеров и сделал на выступе небольшой запас ширины для последующей доработки напильником.

На случай, если фиксация за счет посадки с натягом работать не будет, я предполагал изготовить вторую часть кронштейна, которая должна устанавливаться с противоположной стороны и притягиваться шурупами к первой. Но как оказалось позже, первый вариант отлично сработал, результатом я остался доволен.

На создание 3D модели ушло примерно пол часа вместе с перерывами на наливание чая.

Приступаю к печати. Исходные данные: максимальная масса из имеющихся у меня катушек 1кг, диаметр оси, на которой она будет вращаться 12мм. Предел прочностти PLA пластика на разрыв в зависимости от качества печати 40-50 МПа. Все, не хочу больше, какая разница. Лень расчитывать. Проанализировал предыдущие свои напечатанные изделия задал следующие параметры печати:

толщина стенки детали - 1мм

толщина пола и потолка детали - 1мм

рисунок заполнения - сетка

плотность заполнения - 30%

поддержки - да (нужна одна поддержка для выступа, показанного красной стрелкой на рисунке выше)

расстояние поддержки по Z - 0.15 (как оказалось этого было мало, поддержка немного вплавилась в деталь)

скорость печати внешнего периметра - 45мм/с

скорость печати заполнения - 95мм/с

Печатал соплом 0,4мм, в настройках слайсера также указал что сопло у меня 0,4мм, высота слоя 0,2мм, температура изначально была 205 градусов, затем снизил до 190. Пластик BESTFILAMENT черный PLA. Качество пластика мне очень понравилось.:!: Кстати, лайфхак для форумчан:

Печатаю я на холодном столе. Стол стеклянный, с одной стороны шероховатый. Я его установил гладкой стороной вверх, и в несколько слоев смазал обыкновенным канцелярским клеем карандашом. Таким образом, печатаемые детали прилипают к столу замечательно. Отрываются от стола хорошо. Когда такое импровизированное покрытие изнашивается, его достаточно смочить влажной тряпкой или пульвелизатором и разгладить сложенным листом ксероксной бумаги. Далее подвожу экструдер к столу, наваливаю температуры, включаю обдув радиатора на 30%. Такой слабенький обдув обеспечивает подачу теплого воздуха вниз на стол и высушивает покрытие.

У меня были сомнения по поводу резьбы, и действительно, резьба получилась не самая качественная. Причиной тому стала толщина стенки печатаемой детали 1мм. Добавим сюда высоту стержня, на котором печаталась резьба. Высота больше четырех диаметров, следовательно, стержень вибрировал и изгибался. Настраивать в слайсере разную толщину стенок для разных элементов детали я пока не научился, поэтому решить эту проблему сам пока не могу. Для тех же, кто намерен печатать эту деталь - совет по улучшению качества резьбы. Высота слоя на участке резьбы не более 0,15мм, обдув посилнеее, чтобы стержень был холодным и не изгибался как ш****, толщина стенки на этом участке не менее 2мм.

Кронштейн напечатан, подшипники на него надеваются как родные. Пора проектировать переходную втулку между подшипниками и катушкой. С физическими особенностями моего нового пластика я разобрался, значит можно пытаться получать точные размеры при печати. По всем правилам машиностроения на невращающуюся нагруженную статически ось подшипник должен быть посажен с зазором. Беру дрель, разворачиваю внутренний диаметр подшипника на посадку с зазором. Динамически (циркуляционно) нагруженная переходная втулка будет посажена на подшипники с натягом. Может быть, в случае с катушкой филамента это не так важно, ибо вращение там очень медленное, но я стараюсь использовать по максимуму каждый удобный случай печати, экспериментируя с температурами, обдувом, подачей, получая требуемую шероховатьсть, точность, прочность, да хоть черта лысого получая из одной детали целый набор ценных данных. Делаю модель. На моделирование втулки ушло не более трех минут. Внешний диаметр сделал 50мм, внутренний 36 и два посадочных диаметра 40мм под подшипники. С одной стороны фаска в паре со скруглением образуют великолепный профиль для комфортного надевания катушки.Фьюженом пользуюсь не так давно, меньше месяца. В студентческие годы работал с автокадом, а теперь работаю с PLM системой Siemens. Но для домашнего использования остановил свой выбор на Autodesk Fusion 360. Программа бесплатная, интерфейс простой, интуитивно понятный, особенно если ранее вы уже пользовались продуктами компании Autodesk. Освоился в программе буквально за час, ничего лишнего, все аккуратно, красиво, современно, глаза не напрягает, работает удобно. Причем работает этот самый фьюжн на серверах компании, а ресурсов вашего компьютера не потребляет. Короче с любого тетриса, имеющего выход в интернет, вы можете запустить фьюжн, использующий мощности суперкомпьютера на серверах Autodesk. Мне также понравилась такая кнопка сверху на панели (на скриншотах выше можно посмотреть) MAKE с нарисованным принтером. Туда подключается постпроцессор, в случае с 3D печатью там будет слайсер или программа печати, и можем сразу же после моделирования отправить деталь на печать онлайн без регистрации и смс. В моем случае к фьюжену подключен RepetierHost.

Втулка в процессе:Для печати выбрал очень интересные параметры. Можно сказать, бросил себе вызов. Решил печатать с заполнением 0%, то есть деталь будет состоять только из тонкой оболочки. Толщину стенки задал равной диаметру вкрученного сопла, а именно 0,4мм. От поддержек я также отказался. Я отдавал себе отчет в том, что это создаст определенные трудности в печати нависающих переходных диаметров внутри. Но решил вытянуть это дело снижением температуры как экструдера так и окружающей его воздушного облака, что, в целом, мне удалось.

Вставляю подшипники во втулку, сели идеально, с натягом, как и задумывалось: Надеваю все это дело на кронштейн:Прекрасно. Все крутится, все вертится, добавил еще масла в подшипники под подшипники на ось. Крутанул пальцем полученную конструкцию - сохраняет свободное вращение секунд 5. Надеваю катушку:Катушка вращается легко и свободно, никуда не соскальзывает, ничего не цепляет. Кстати, не забываем про двигающуюся каретку. В моем случае, чтобы опустить ее в крайнее нижнее положение, я опустил экструдер по оси Z до нулевой точки, и переместил максимально вправо. Это и явилось крайним нижним положением для каретки. Там и был закреплен кронштейн.

Сейчас лень, но в планах сделать еще какую-нибудь красивую контргайку со своим логотипом, которая завершит всю композицию.

Позже выложу все модели.

Спасибо за внимание!8)