Подводные камни при создании своего 3D-принтера FlexLMaker

Данная статья относится к конкурсу «Мой 3D-принтер», номинации «3D-принтер собранный своими руками» и предназначена в первую очередь начинающим 3D-принтеростроителям. Основные комплектующие приобретены на алиэкспресс по рекомендациям из публикаций Plastmaska. Сборка выполнялась по его подробным инструкциям, поэтому нет смысла повторяться. Выражаю огромную благодарность Plastmaska за консультации в ходе личной переписки!

Итак, за основу взят проект принтера Ultimaker 2 с некоторыми отличиями, основной тон которым задали шаговые двигатели от списанного медицинского оборудования. Так как двигатели имели большие габариты (Sanyo Denki Type 103-770-1640), то пришлось создавать свой чертеж корпуса.

Для лазерной резки фанеры потребовалось чертеж выполнять замкнутыми полилиниями без разветвлений. Заодно решил оставить длину валов как есть (L= 350мм для d=8мм и d=12мм). Внешние размеры корпуса моего 3D-принтера: 352×357×418мм (X×Y×Z).

По невнимательности заказал подшипники LMK12UU (4шт.) – соблазнило количество и цена. Они оказались практически вдвое меньше по высоте, чем LMK12LUU, поэтому их крепление к столу выполнил следующим образом:

Схема расположения подшипников для стола

Для корпуса принтера использовал фанеру ФК сорт 3/4 1525×1525×6мм (в моем городе лучшего варианта цена/качество найти не удалось). С одной стороны панель облицована лущеным березовым шпоном 3-го сорта, с другой – 4-го. Пришлось долго выбирать лист с наименьшей изогнутостью поверхности и минимальным количеством внешних сучков. Для лазерной резки эти факторы очень важны! Изогнутая поверхность фанеры приводит к тому, что сфокусированный лазерный луч может не полностью ее прорезать. Внешние и внутренние сучки в слоях приводят к аналогичному результату. Для гарантированного прожигания фанеры по толщине предлагают увеличить мощность резки лазера, но тогда торцы корпуса будут сильно обуглены. Я выбрал более эстетичный вариант и потом бор-машинкой с тонким алмазным диском «допиливал» фанеру:

Бор-машинка с алмазной фрезой

В последний момент выяснилось, что толщина листа не 6 мм, а 7мм. Соответственно, либо на чертеже необходимо было увеличивать ширину всех прорезей, симметрично сдвигать отверстия и т.д., либо потом бор-машинкой уменьшать толщину выступов под прорези. Был выбран второй вариант. Для минимизации изогнутости фанеры увеличил количество болтовых соединений стенок:

Вид принтера спереди

Вид принтера сзади

Для крепления корпуса использовал винты М3, которые почти отчаявшись, чудом обнаружил лишь в одном из местных магазинов. Поэтому рекомендую новичкам перед проектированием корпуса выяснить наличие крепежных элементов, чтобы потом мучительно долго не ждать заказанную посылку по небывалой цене (даже у китайцев).

Перед сборкой, отшлифованную наждачной бумагой фанеру, покрыл одним слоем яхтного лака Eurotex (остался от строительных работ).

Подвал для электроники сделал высотой 65мм и все отлично поместилось с достаточными зазорами для конвекции воздуха. Электронику расположил таким образом, чтобы минимизировать длину проводов.

«Подвал» принтера

На плате с концевым выключателем пришлось выпаять два сопротивления R1 и R2.

Концевой выключатель

Электрические цепи с этими резисторами приводили к недостаточному формированию необходимого уровня напряжения логического «0» и «1» для электроники «Arduino Mega2560R3+RAMPS 1.4». В результате чего, при механическом срабатывании концевого выключателя, шаговый двигатель не останавливался. В прилагаемом трехпроводном шлейфе использовал только два провода, переставив их в разъеме, как отмечено на фото синим эллипсом.

В целях экономии принял решение собрать голову хотэнда по собственным чертежам из той же фанеры, что и корпус, а впоследствии распечатать ее по общедоступным 3D-моделям на своем принтере.

Голова хотэнда

При вынужденных конструктивных недостатках головы хотэнда (большие габариты) на сегодняшний момент область печати составляет в мм: X190, Y160, Z213.

После стандартных настроек и калибровок (использовал Pronterface и Slis3r) распечатал свою первую модель сапога из PLA. Параметры печати: диаметр сопла 0.4мм; толщина слоя 0,16мм; температура хотэнда 190град. цельсия; температура стола 70град. цельсия. Использовал клей-карандаш. Конечно, еще нужно поиграться с настройками принтера. Но уже приятно, что первая печать получилась не комом, а сапогом:)

Первый мой сапог

Так как я только вливаюсь в ряды 3D-печатников, то пока планирую набираться опыта и использовать принтер для собственных нужд. В ближайшем будущем хотелось бы сделать переходник-крепление телефона к микроскопу и телескопу, чтобы насладиться микромиром удивительных созданий - тех же тихоходок, хламидомонад и макромиром глубокого космоса.

Надеюсь, данная статья поможет другим энтузиастам-кулибиным пройти начало тернистого пути более уверенной поступью...