ПРОСТЫЕ ВЕЩИ: Кронштейн для Zолушки

Принтермейкерам посвящается.

Каждый, кто строил свой принтер, наверняка сталкивался с непростой технической задачей – выборка отверстия диаметром 22 мм под посадочное место шагового двигателя. Конечно, можно воспользоваться готовыми кронштейнами, которые продаются на специализированных сайтах, но, как правило, их типовые размеры не совпадают с техническими задачами проектировщика. Да и цена, порой, не вызывает энтузиазма.

Когда я «пилил» свой принтер, то у меня вариантов не было и всё приходилось делать руками из подручных материалов. В помощь были только ножовка, дрель, сверло, напильник, да надфиль. А также много терпения, глазомер, крепкая рука и точность движений. Пробовал как-то применять борфрезу, но главный подшипник дрели от боковых нагрузок стал чахнуть, появился люфт и, как следствие, биение инструмента при сверлении. Потому не рекомендую вам часто пользоваться этим приспособлением, если нет специального электроинструмента.

Рутинный процесс работы активно стимулирует желание явления несбыточных чудес. В голове возникают образы несуществующего принтера, лихо печатающего нужную деталь по точным размерам. Эх-х-х…

Выпиливая на коленке очередной кронштейн, дал я себе обещание - как построю принтер, заменю все эти рукодельные «пилилки» на новые, правильно разработанные и качественно отпечатанные детали.

После постройки принтера прошло почти два года…

Обильно политые пОтом составляющие моей «печатающей машинки» прижились на своих местах и великолепно справлялись со своими проектными обязанностями. Срослись они друг с другом, и нарушать эту гармонию стало страшновато. К их замене вынуждала только крайняя необходимость, а то ведь тронешь какой-нибудь «краеугольный камень» и вся пирамида превратится в груду камней.

И вот случилось… Поссорился я как-то крепко с Марлином версии 1.1.8 из-за BL Touch-а. Нет, датчик-то он принял «на ура» - калибровал стол великолепно, парковался правильно по завершению, однако категорически не хотел включать транзисторы управления хотэндом и столом. И настолько меня достало ползание по конфигам, что решил ставить 32-х битную LERDGE «не дожидаясь перетонита» и новой кинематики. Тем более под эту плату системную у меня уже был разработан и отпечатан универсальный корпус (возможно, скоро напишу про него). Но вот беда – не влезает он туда, куда мне надо. Ведь когда я принтер проектировал, то про 32 бита только вилами по воде писали. Короче говоря, нужен был новый кронштейн для ЩД оси Z.

Раз надо - сделаю, подумалось мне, а заодно и другие варианты для типовых решений разработаю, и обещание своё виртуальное исполню.

Ну и «Остапа понесло. Он почувствовал прилив новых сил и шахматных идей…» (И.Ильф, Е.Петров. «Двенадцать стульев»)

* * *

Итак. Желтый кронштейн предназначен для крепления ШД к несущей плоскости корпуса и сочленения валов ШД и ШВП при помощи стандартных муфт – жесткой или демпферной. Технологические отверстия на каждой из сторон кронштейна обеспечивают свободный доступ к винтам фиксации муфты.

* * *

Зелёный кронштейн порадует тех, у кого есть трудности с аккуратной выборкой на плоскости точного посадочного отверстия под ШД в каком-нибудь уникальном месте. Достаточно проделать дыру под вал движка, а затем закрепить кронштейн при помощи 4-х винтов. Для позиционирования кронштейна удобно использовать риски на боковых плоскостях – они точно посередине и их перекрестие соответствует центру оси движка. Потеряете 3,5 мм от длины вала мотора, зато пластик, какой-никакой, но всё же демпфер, а значит - минус лишний «звон».

* * *

Назначение синего кронштейна - установка ШД с зубчатым шкивом в горизонтальном положении. Фактически это аналог известного фрезерованного углового кронштейна из 5 мм алюминия. Сложная геометрия обусловлена необходимостью снять разнонаправленные нагрузки при минимальных габаритах и невысоких, по сравнению с алюминием, жесткостных характеристиках филамента. Скажу откровенно, его я ещё не тестировал. Тем более, что расстояние от оси вала ШД до плоскости крепления кронштейна у каждого проекта своё и наверняка потребуется доработка модели для каждого уникального случая. Но он мне нравится концептуально…

* * *

Красный кронштейн – это решение моего конкретного случая. По проекту он должен был крепиться к двум перпендикулярным плоскостям с возможностью незначительной регулировки. Потому сделал его составным – посадочное место ШД (ложе) со стойками и уголок.

Ложе ШД крепится к уголку винтом М3 с ребристой шайбой под гайку.

Овальные отверстия под винт расположены перпендикулярно относительно друг друга, что позволяет осуществлять регулировку в пределах 2-3 мм как по горизонтали, так и по вертикали.

Монтажные отверстия в стойках сквозные. Их диаметр 3,2 мм.

Ложе монтируются к корпусу при помощи двух винтов М3 длинной более 55 мм или саморезов. Можно использовать шпильки с гайками, пропустив их сквозь стойки. Такой способ крепления надёжнее, ибо исключает надлом стоек в процессе эксплуатации.

Применение демпфирующих подкладок между стойками и корпусом из силикона или резины позволит снять вибрации и «звон» мотора. Такие же подкладки стоит подложить под шайбы гаек стягивающих шпильки. Но это уже 'на любителя'. Я же воспользовался простыми саморезами по металлу подходящих размеров.

Если в модели уменьшить диаметр сквозных отверстий до 2,8 мм, то можно просто вкрутить винты М3 длинной 16-10 мм без предварительного нарезания резьбы в пластике. PLA это позволяет. Сам неоднократно пользовался - отлично держит. Главное ровно начать завинчивать, чтобы ничего не порвать. И стенки надо печатать в 4-6 слоёв в зависимости от диаметра сопла.

Отпечатано пластиком PLA от DF-plast «любовь-морковь». Сопло 0,2мм, слой 0,1мм, температура хотэнда 200 °С, температура стола 50 °С. Средняя скорость печати 87 мм/с. Обдув по спец. таблице, ибо были проблемы и печать удалась только с третьей попытки. Постобработка отсутствует.

На фото видно, что технологические отверстия легко позволяют получить доступ инструмента к стопорным винтам демпферной муфты для её регулировки.

Когда я завершил печать и стал монтировать деталь на расчетное место, то ощутил невероятное чувство удовлетворения, даже блаженства, знаете как в детстве, от того, что не нужно ничего подпиливать, подтачивать и подгонять. Просто взял и прикрутил, а она встала и стоит как влитая. Великая сила САПРа в сочетании с правильным проектом и 3D принтером откроют перед вами большие возможности в реализации своих идей.

* * *

Ещё один кронштейн завалялся у меня в архивах. Его я хотел использовать в одном из многочисленных проектов ременного привода каретки экструдера. Эту деталь планировалось устанавливать посредине балки X и тем самым сделать всю конструкцию более сбалансированной. Считал, что это актуально для двухременного привода Y на паре ШД в XYZ кинематике. Но до практики дело так не дошло.

Пару слов стоит сказать о температурных режимах при использовании напечатанных филаментом кронштейнах ШД. На моей практике печати - пока максимально, чуть более 30 часов - я не наблюдал у своего принтера повышенной температуры моторов, о которой пишут некоторые блогеры. Возможно потому, что при проектировании принтера я учитывал максимальные нагрузки, возможности ШД и драйверов. Если у вашего принтера сильно греется мотор более 60°С, то, возможно, стоит использовать жидкие высокотемпературные пластики в сочетании с литьём в силикон. Меня пару раз это выручало.

Ну, а пока мой «Полосатый апельсин» (Striped orange – название принтера), находится в стадии «золушки» на моей инженерной кухне, эксперименты с кронштейнами наверняка будут иметь продолжение. По мере необходимости, конечно.

К сожалению, выложить STL-ки я пока не могу – статус не позволяет – но, возможно, кому-нибудь пригодятся идеи или картинки технические решения подскажут.

Надеюсь, прочитанное было полезно и времени потраченного вы не пожалели. А ещё не поленитесь нажать на «ручку» - докажем всем, что сайт не роботы читают :)

P.S. Все модели разработаны и выполнены автором в САПР SW2015.