Технология изготовления корпусов из акрила

levscha
Идет загрузка
Загрузка
20.06.2019
5506
49
печатает на WANHAO Duplicator i3
Техничка

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

22
Собрать 3D принтер самому, на данный момент, не такая уж и сложная задача - все механические комплектующие и электроника с легкостью могут быть приобретены под любые требования и задачи, а вот с изготовлением корпуса дела обстоят сложнее. Самый доступный, и практически безальтернативный способ изготовления корпуса, на сегодняшний момент, - это проектирование его из фанеры с последующим раскроем деталей на ЧПУ лазере. По некоторым причинам, такой вариант изготовления мне не подошел, и для своих экспериментальных принтеров я разработал технологию изготовления корпуса из акрила при помощи специализированного клея. Такой склеенный корпус легко разбирается для обслуживания, прочный, поскольку имеет ребра жесткости, хорошо держит тепло и имеет приятный глазу дизайн, так как основная масса крепежных элементов скрыта внутри.

Эта технология не совсем проста и достаточно затратна для единичного повторения, однако результат ее применения достоин внимания.

Суть технологии - это склейка акриловых частей в пакеты при помощи специализированного двухкомпонентного клея по направляющим, с вкладываем в эти пакеты в процессе склейки Т-гаек, применяемых для алюминиевого станочного профиля 2020.
Т-гайки выбраны не просто так. Во-первых, они достаточно узкие - под их вкладывание не нужна большая глубина фрезерования и имеют достаточно большую боковую поверхность. Во-вторых, они имеют длинный рычаг, что позволяет прикладывать большие моменты затяжки винтов с исключением «выламывания» гаек из пазов. В-третьих, у них длинная резьбовая часть по сравнению с обычными квадратными гайками.

Центральным элементом всей технологии является отфрезерованный на ЧПУ фрезере разноуровневый паз специальной формы в акриле толщиной 5 мм. Как видно на картинке, Corel файл для заказа фрезеровки акрила я снабдил комментарием, в котором указал требуемую мне глубину фрезерования, обозначив соответствующие контуры своим цветом. А теперь, если сложить зеркальные части вместе, то в красном контуре мы получим место под вкладывание гайки, а в зеленом контуре – место под паз для вкручивания винта М4.
Следующими немаловажными элементами являются отверстия под направляющие штифты для сборки всех заготовок в пакеты. Сами штифты я изготовил из отрезков 6 мм полированного вала. При этом в заготовках для вкладывания гаек отверстия под штифты сквозные, а вот в днище глубина фрезеровки такая же, как и у гаек - 3.3 мм. После склейки штифты удаляются. Это решение позволяет сделать корпус красивее, поскольку все технологические отверстия будут внутри.
Подготавливаем все файлы, отдаем на ЧПУ фрезеровку, получаем россыпь заготовок для склейки.

Что касается клея - долго подбирал специализированный клей для акрила. С одной стороны, он должен быть достаточно жидким, чтобы толщина шва после склейки была минимальной, и не влияла на конечный размер. С другой стороны, клей должен быть двухкомпонентным, для заполнения пустот и увеличения площади склеивания между частями акриловых заготовок. В итоге после множества проб различных клеев остановился на двухкомпонентном клее Acrifix: основа Acrifix-190 и отвердитель ACRIFIX® CA 0020 со специальным разбавителем Acrifix TH0032. После замешивания и склейки пакетов излишки клея очень выдавливаются.
Весь процесс склейки с вкладыванием Т-гаек и стягиванием пакета зажимами легко понять из серии фотографий.
После склейки всех деталей получаем набор панелей, который легко скручивается в задуманный нами корпус. Останется только прикрутить боковые панели из полупрозрачного акрила и все, корпус готов. И как видно на фотографиях, спереди и сверху мы имеем только 4 головки винтов, а все основное крепление либо скрыто, либо находится сбоку. Собранный корпус из склеенного 5 мм акрила получается очень прочным, так как итоговая толщина пакета в местах склейки равна 15 мм.
Важные моменты этой технологии.
  • Замес клея осуществлял небольшими порциями, дозируя тремя разными шприцами, дозировка следующая: 10 мл. основы, 1 мл. разбавителя и 0,3-0,35 мл. отвердителя (отвердитель и разбавитель проще всего дозировать инсулиновыми шприцами). Клей быстро полимеризуется, а когда замешанный состав нанесен на акрил, он вступает с ним в реакцию и процесс полимеризации ускоряется, поэтому нет смысла замешивать большими порциями.

  • Остатки клея, лучше всего срезать при помощи бор-машинки и отрезного диска по алюминию. Так как диск пружинит, то очень легко убирать все выступающие застывшие части заподлицо. В углах можно использовать шабер. Излишки клея следует удалять только после их полного застывания.

  • Для нанесения клея лучше применять жесткую кисточку; не лишне будет подрезать ворс на половину длины для увеличения жесткости и уменьшения количества впитываемого ворсом клея.

  • Много клея лучше не наносить. Оптимально, чтобы выступали только капли, но при этом для надежной склейки промазывать нужно всю поверхность. Лишние капли клея легко удаляются, а вот сильные потеки удалить значительно труднее, так как уже было сказано выше, клей вступает в реакцию с акрилом. На фото, более-менее оптимальная дозировка клея.

  • Отверстия под штифт 6 мм, в акриле я заложил как 6.3 (компенсация на отжим фрезы), также все отверстия нужные мне, под штифты и валы добавлял 0,3 к требуемому диаметру отверстия.

  • Склейку пакетов акрила лучше всего проводить на жестком основании. В качестве основы использовали вырезанное из ЛДСП основание, для того чтобы стягивать зажимами не только пакеты но и выравнивать всю плоскость панели во время полимеризации клея.

  • Перед склейкой частей из акрила, обезжиривание не проводили.

Минусы этой технологии:
  • Дороговизна клея. На момент покупки клея, весь комплект стоил под 10 тысяч рублей (а это было год назад). По моим подсчетам, этого объема основы и отвердителя хватит на 30 принтеров, разбавителя при этом останется еще на пару партий основы и отвердителя. В пересчете на один принтер, стоимость клея выходит под 350 рублей.

  • Дороговизна акрила. Цена фрезеровки и стоимость акрила на весь этот набор оценивается приблизительно в 5-8 тысяч за весь комплект. Удешевить можно, если использовать под основные панели 4 мм акрил, а паз под гайки делать не в двух половинках, а в одной толстой акриловой заготовке. В принципе, тогда и скорость склейки возрастет, а расход клея уменьшится.

  • Запах. В квартире лучше не клеить. При склейке пользовались респиратором для химических производств с активированным углем от 3M плюс хорошая вентиляция.

Как следует из вышеописанного, основным минусом является дороговизна. И самым дорогим является клей, его можно попробовать заменить, но меня устроил набор от Acrifix.

Принтеры, собранные этим способом отработали уже больше года в различных режимах, в том числе и при печати ABS с термокамерой, очень часто разбирались и собирались вновь, в процессе улучшений и дополнительных модернизаций, и ни на одном из них нет даже намека на расслоение склеенных акриловых частей или их поломку.

В целом же, полностью по этой технологи корпус для 3D принтера изготавливать не обязательно, возможно только ограничиться изготовлением отдельных панелей, узлов крепления или лицевой частью принтера. Возможности этой технологи не ограничены только 3D принтерами, этот способ изготовления будет отличным вариантом изготовления корпусов и в других областях, где нужно получить внешний вид, приближенный к промышленному образцу, но в единичном экземпляре.

PS: Corel файл пример загружу к себе в профиль, ссылка будет в комментариях к статье.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

22
Комментарии к статье

Комментарии

20.06.2019 в 17:34
0
20.06.2019 в 18:02
3

Вместо дорогого клея (и вообще всей процедуры склейки), на мой взгляд, целесообразнее было бы купить 20-й профиль с соединительными уголками и собрать несущий каркас, а вот его облицовку снаружи произвести уже из оргстекла на винтах и T-гайках. Было бы еще технологичнее (вплане  быстросъемных панелей).

20.06.2019 в 18:08
0

Так тоже делаю, но профиль и уголки забирают внутренний объем, да и обвешивать потом все это дело печатными кронштейнами, креплениями.... Профиль еще и ровно отпилить нужно... Желательно и заторцевать в размер. А тут, что начертил, то и отдали после фрезеровки.

21.06.2019 в 00:40
2

Экструдированный алюминиевый профиль стоит комплект красивого чёрного, а главное жёсткого и спокойно едущего почтой, 3-4к рублей. Поясните, пожалуйста, в чём преимущество акрилового корпуса?

21.06.2019 в 01:02
0

Я писал выше, сами тоже пользуюсь алюминиевым станочным профилем и мы имеем даже оборудование по качественному распилу и торцеванию оного. Смысл наверное писать что я собрал 5 принтеров из алюминиевого профиля?) Это статья про мой опыт и новую технологию, да и клей интересный и по этому клею кстати информации мизер. Да и результат мне понравился, красиво же... А так да, с алюминиевого профиля дешевле, а стальной корпус еще дешевле, мы и сами пользуемся всеми этими способами производства.
Например, мини-принтер с рабочей областью 10-10 см, по этой технологии явно будет выигрышней в плане компактности, прочности и дйзайна чем собранный на алюминиевом профиле.

21.06.2019 в 03:20
0

То есть единственный выхлоп, это эстетическая привлекательность, верно?

21.06.2019 в 05:27
0

На алюминиевом станочном профиле отлично получаются большие принтеры и нет смысла с него делать фотополимерный принтер, у каждой технологии есть свои плюсы и минусы и применение в каждом конкретном случае зависят от целей, задач и возможностей. А если есть еще один из вариантов изготовления корпуса, этж замечательно!

21.06.2019 в 08:23
0

 нет смысла с него делать фотополимерный принтер,
Почему?
Жесткости. вроде бы должно хватить для фотополимерника, если взять профиль побольшще, чем на FDM.

21.06.2019 в 13:19
1

Я про габариты, что в миниатюрных корпусах размеры алюминиевого профиля заберет большой полезный объем.

20.06.2019 в 21:39
0

Красиво получилось! А полностью собранный принтер покажете?

20.06.2019 в 21:45
0

Спасибо! Ну там на превью и где клей можно увидеть частично эти принтеры. Показывать наверное не буду)

20.06.2019 в 22:52
0

Коммерческая тайна? :)

20.06.2019 в 22:55
0

Нет) просто экспериментальный, из всего него интересен только корпус. А так, куча переделок и доделок + висящие провода ото всюду, жуть как некрасиво) Да и фотографиям год уже, так что показывать уже нечего.

20.06.2019 в 23:39
0

Все это красиво... но... при цене стального! корпуса в 10 тысяч  с балкой оси X  и столом в комплекте  возня с акрилом как то теряет смысл ...

21.06.2019 в 00:41
1

Ну это же цена за готовый комплект из металла? Мне нужны были с пяток принтеров разной конструкции корпуса и прогонять их по ЧПУ лазерной резки металла, ЧПУ гибки, порошковой окраски - то еще удовольствие. Хотел сделать из фанеры, но в этом деле важен опыт в подборе качественного сорта, композит в стране у нас тонкий, поэтому выбор пал на акрил и клей - дорого, но результат прогнозируемый.

А так да, с металла в любом случае дешевле, но если делать серии.

21.06.2019 в 12:51
2

За готовый конечно. Как раз взял недавно 
Не, в художественном смысле ваша работа очень красива) 
Но, это произведение искусства уже. 
Повторят вряд ли кто возьмется.   

21.06.2019 в 13:20
0

Спасибо!

21.06.2019 в 05:14
1

Практичности ноль. Наверное такие принтеры покупают яблофилы, другого логичного объяснения у меня нет.

21.06.2019 в 05:28
0

Ну по вашей внимательности сразу видно что вы любитель поковыряться с утра до вечера в андроиде)

21.06.2019 в 05:46
4

Прикинь! Я для него ещё и приложения писать умею.

21.06.2019 в 05:48
0

во-во) Куда нам яблофилам до вас)

21.06.2019 в 09:40
0

Благодарю за интересную статью.
Почему именно фрезеровка, а не лазерная резка? Доступность станка или другие причины?

21.06.2019 в 12:55
0

Спасибо! Да там паз хитрой формы и разной глубины, его только на фрезере.

21.06.2019 в 12:55
1

Минусы этой технологии
т.е. пожароопасность корпуса из акрила Вы вообще не рассматриваете?

21.06.2019 в 12:58
0

Вы правы, это упустил из виду...

21.06.2019 в 14:03
1

Можно экструдированный поликарбонат. Он и прочнее и не горит почти. Стоит примерно как и акрил. Лазером, правда, хреново режется :)

21.06.2019 в 13:48
1

У  меня всего один вопрос- специальный двухкомпонентный клей? Звучит как реклама непонятно чего, чему есть альтернатива, которая для этого и создана.
Дихлорэтан - клей для оргстекла(акрила). покупал по-моему рублей 500 или 600 р за литр.
Склеивает акрил в единую деталь. Без лишних капель для бормашины, есть время подогнать детали поровнее и прижать теми же струбцинами. Застывает в пару минут. Не оторвать, даже прозрачность не нарушается почти.

21.06.2019 в 13:51
0

Дихлорэтан превращается в пленку и допустим если нанести его на длинные части и зажать 5 струбцинами то мест склейки будет такое же количество сколько и  струбцин. Двухкомпонентный застывает в массе, в этом и его плюс, склеивает почти по всей площади контакта акриловых частей и это слабо зависит от количества точек сжатия.

21.06.2019 в 14:18
2

Почему-то считал, что дихлорэтан растворяет акрил, а пленку образует таки цианакрилат. А лучшую равномерность прижима можно обеспечить с помощью кусков фанеры или алюминиевого уголка. Или я что-то упускаю?

21.06.2019 в 14:32
1

Да, вы правы, просто очень просто описал разницу клеев, акрил сейчас таков что очень гибок, оргстекло было жестче.

Пробовал зажимать между новыми кусками ЛДСП, все равно точки склеивания локальны, под пресс надо, другого варианта не вижу, важно было чтобы склеивалось особенно тщательно у вкладных гаек и облой после фрезерования и термического воздействия фрезы коробил все эти части. Пробовал однокомпонентный специализированный MAFIX 4 PMMA, тоже растворяет акрил но в отличие от дихлорэтана большее время жизни, но все равно места склейки получались локальны.

21.06.2019 в 14:42
1

Понял, спасибо.

21.06.2019 в 23:16
1

А бутилацетат не пробовали? У него время жизни больше дхм и не так токсичен, а акрил должен хорошо растворять. Если в нем размешать тот же акрил, то получится не плохой клей, который как раз и будет заполнять объем. Ну как вариант

21.06.2019 в 18:53
1

специальный двухкомпонентный клей
Трёхкомпонентный: основа, разбавитель, отвердитель.
Дихлорэтан покупал по-моему рублей 500 или 600 р за литр.
А что так дорого-то, ХЧ? Мы с напарником брали пять килограмм за 1.5k (вернее он где-то брал, я только вкидывался).
В детстве оргстекло клеил ацетоном, красил пастой из стержней авторучек, а выбелял (молочный цвет) уксусом.

21.06.2019 в 14:16
0

А как с жесткостью? Посмотреть бы на качество печати.

21.06.2019 в 14:34
0

Жесткость, великолепна ну и за счет большой массы и толщины ребер, резонансы стенок смещены в область низких частот. Попробую что нибудь показать на недельке.
Вообще, даже интересно самому стало, соберем наверное новый корпус под экспериментальный какой нить корекси и погоняем на скоростях.

22.06.2019 в 05:39
0

1 акрил  штука не очень надёжная так как современнем при +температурах теряет влагу и трескается к примеру лист простоявший в теплом цехе год уже хрен лобзиком порежишь, 2 есть более дешёвые клеи от космофен ,3 как писали выше дихлорэтан очень хорошо клеит  ,4 я увидел только корпус, 5 цена ,6 я собрал корпус  принтера из композита 4 мм в два слоя  с фрезеровкой обошлось 5800 вес 20кг,написал лишь потому что в наружной рекламе 15 работаю удачи ) Ну и вопрос по подсветки он же весь светиться будет ,мне кажется надо подбирать цвета,внутри белый с наружи черный или пленкой блокировать ))))

22.06.2019 в 12:20
0

Акрилы бывают разные, литьевой и экструзионный, треснул у вас скорее всего второй тип так как имеет внутренние напряжения и такой лист не должен стоять, он должен лежать) Я клеил из литьевого, который предназначен для такого типа соединений, по времени, с год печатают в разных режимах и все отлично. Клеи, они все у меня есть - если смешать все клеи что у меня есть в одной бочке, то получится наверное эликсир вечной молодости или че нить плохое))) Особенно нравятся клеевые системы от 3M. С композита не стал делать, так уш получилось.  По подсветки, хорошее замечание, я даже не думал про это...

22.06.2019 в 15:49
0

Уточните марку акрила ?

22.06.2019 в 21:00
0

акрима и плестигласс, вроде покупали оба варианта, давно это было...

22.06.2019 в 17:49
1

Всем здравствуйте.
Левша, а с чего вы взяли что у вас литьевой акрил? Вам листы на термопластавтомате отлили? ;) И почему именно литьевой для такого рода соединений предназначен?
Нет, я ничего против корпусов из акрила не имею, получилось у вас душевно, и думаю что и печатает принтер хорошо. Но мне как человеку связанному с переработкой пластмасс не понятно зачем экструдировать лист из литьевого материала, а не из экструзионного. Внутренние напряжения больше зависят от техпроцесса, и встречаются больше при литьё под давлением, при экструзии же их как бы и не должно быть особо. То что лист должен лежать это да, и желательно что бы без ультрафиолета.
Ну как то так, извиняюсь за свои 'излияния', так накатило что то.

22.06.2019 в 21:05
0

В спорах рождается истина!) Литье дороже и имеет свои преимущества, применяется в том числе и для горячей формовке. Второй вариант дешевле и даже размер листа там вроде 2-3 метра, так как техпроцесс подразумевает выдавливание через фильеру - где и зарождается вся неравномерность в застывшем материале, от чего даже при механическом раскрое может пойти растрескивание, растрескивание также может образоваться при воздействии клеев.

Вообще литьевой акрил вроде применяют для изготовления аквариумов большого объема- точнее сказать не могу, год назад делал выбор материала и клея. Поподробнее, о различиях можно поизучать на спец форумах.

22.06.2019 в 21:36
1

Совершенно верно, метраж при экструзии ограничивается только шириной, длину ограничивают собственно длина цеха и потребность, процесс экструзии непрерывный. Вообще понятия литьевой, экструзионный весьма условные. Тут просто подгонка физических параметров расплава к технологии переработки. Из экструзионного что то отлить проблемней и наоборот. Так что это скорей может быть маркетинг, мол покупайте лист у нас он круче, он из литьевого, а у них из экструзионного. Нужно знать марку материала и иметь данные от производителя, причем не листа, а гранулята. В случае физических свойств, тут скорее качество сырья, у вас получше и не трескается, у кого похуже, и развалится через год.
И да, литьё НЕ дороже, и не дешевле это абсолютно другая технология, для получения других изделий, не погонажных, а штучных. Тут сравнивать стоимости не возможно.
Так что не будем наверно тут вдаваться в особенности технологий, хотя если интересно могу что то рассказать, по литью у меня опыт в принципе нормальный с 2005г.

22.06.2019 в 21:41
0

Да, тоже не исключаю маркетинговой подоплеки в этих продуктах, по литью интересно, есть пару вопросов, но это наверное в личное пусть уйдет. Попозже Вам напишу, если конечно у Вас найдется время.

22.06.2019 в 21:51
1

Не вопрос, подскажу что знаю, что не знаю у ребят поинтересоваться могу и опять же подскажу ;)

22.06.2019 в 09:44
1

То чувство, когда стоимость корпуса самодельного принтера превышает стоимость заводского принтера =)

brb
22.06.2019 в 12:12
0

Насколько мне известно, приблизительно готовые корпуса-наборы, стоят 8-10 тысяч (даже тут в комментариях описывали корпус такой стоимости из металла), ну так вот, мои 5 заказанных корпусов вышли в такую же цену. Один из самых дешевых принтеров-наборов летающего мишки с Китая, с корпусом и кинематикой который меня не устраивает, стоит под 17 тысяч вроде....

23.06.2019 в 23:17
0

Насколько мне известно, готовый корпус из металла с покраской краской и тд будет стоит тыщи 3-4 при тираже 30-40 шт. Так что альтернативы металлу не как бы много...

25.06.2019 в 10:07
0

Да, Вы правы, но только мне не нужны были 30-40 одинаковых корпусов, это же DIY, собрал один, потом изменил конструкцию - собрал второй и т.д. Я писал выше, мы тоже заказываем из металла, лазерную резку, чпу гибку, порошковую покраску, но только серийные корпуса под приборы.

25.06.2019 в 09:58
1

сильно не пиннайте, может кому приглянется, слепил из того что было, листы от б.у.(не очистил от остатков скотча, надобы разобрать и вычистить) стенда толщиной 4мм, трубы полипропиленовые 20, уголки вставляются внутрь труб, сверху просто лист поликрбоната с наклеенными пластиковыми угольниками, конструкцияне соеденена с принтером а просто надевается сверху, катушка пока снаружи, разрабатываю крепёж внутреннего подвеса катушки

с

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Чей туловище?

Автополив

Обзор на красный пластик Solidfilament или Strange PLA

Наконец дошли руки до Фотона...

Бронза входит и выходит...

Обзор двуцветных хотендов в кратце. Почти одинаковые и такие разные