Алюминиевый Буратино или 3D принтер не из фанеры и палок

Друзья, доброго времени суток! Решил написать краткий обзор своего 3d помощника. На самом деле хотел написать его позднее, когда герой обзора обретет свой окончательный вид. Но позже, я думаю, у меня появятся другие занятия. Дело в том, что в настоящее время принтер претерпевает очередную затянувшуюся метаморфозу.

 Да это самодельный прюша-менделе-подобный принтер с классическим дрыгостолом, но имеет некоторые нестандартные конструктивные особенности.

Немного предыстории.

На дворе 2016 год. 3D принтеры не то, чтобы не сильно распространены, скорее качество готовых экземпляров китайского производителя оставляет желать лучшего. А тут еще для моих нужд размер стола должен быть не менее 320х250 мм., как мы помним в то время на подавляющем большинстве аппаратов стоял mk2b 214х214 мм. Меня это не устраивало, а ценник модели с объемным столом просто конский. Эти обстоятельства не оставляли мне выбора.

Посмотрев в сети обзоры на подобные самоделки, отметив для себя их сильные и слабые стороны, составил некий план, которому я должен придерживаться при изготовлении.

1. Принтер должен быть полностью из металла.

2. При изготовлении должно использоваться специальное оборудование для точной подгонки элементов конструкции.

3. Узлы, которые не имеет смысла изготавливать самостоятельно, необходимо приобрести.

Тут становится ясно, что сэкономить не получится, да и цели такой не ставилось. А из специального оборудования доступ есть только к сверлильному станку. 

Коротко о конструкции. 

Конструкция принтера, как уже было сказано, была выбрана классическая менделе-подобная с применением, безусловно, спорных конструктивных решений, именно их и имеет смысл осветить в данной статье.

Рама полностью собрана из алюминиевого профиля, при изготовлении я пытался добиться максимальной жесткости конструкции. Для сопряжения элементов применялась как клепка, так и резьбовые соединения. Подавляющее большинство всех сверлений было выполнено на специализированном сверлильном станке, именно это позволило добиться хорошей соосности движущихся элементов.  

Для направляющих осей были использованы 8 мм валы от различной оргтехники, ибо основная работа моя связана с ремонтом различного оборудования и недостатка в оных я не испытывал. В конструкции оси Z было решено применить шпильки М8 справедливо полагая что спешить этой оси некуда. Шпильки удалось найти максимально ровные с использование метода прокатывания по стеклу, продавец долго смотрел на мои извращения и мысленно крутил пальцем у виска. В качестве подшипников выбраны пластиковые втулки RJMP 01-08, опять же из соображения минимальной нагрузки на ось.

Ось X выполнена из алюминиевого Г-образного профиля, направляющие - 9мм и 6мм валы от оргтехники, в качестве подшипников скольжения использованы втулки из пористой бронзы, легкий двигатель em-261 отлично справляется со своей работой. Отдельный интерес представляет разве что натяжитель ремня.

Ось Y с нагреваемым столом является самой противоречивой. Большие размеры стола подразумевают длинные направляющие валы не менее 500 мм, что в свою очередь дает большой прогиб, тут в самый раз сказать про пресловутые рельсы, но оставлю эту тему для комментирования, мы не ищем легких путей. В конструкции оси были использованы 500 мм валы 8 мм в диаметре, они имеют продольную борозду в своей нижней части, в которую упирается регулируемый штифт, нивелируя прогиб. Таким образом, с использованием разрезных медно-графитных втулок можно забыть про нарушение геометрии стола при движении.

Отдельно стоит сказать про сам стол, я старался сделать его максимально легким и жестким, думаю, у меня получилось. Стол конструктивно выполнен из алюминиевого профиля различной формы. Нагреваемым элементом является кусок стеклотекстолита с вытравленными дорожками в форме змейки сопротивлением 4 Ома. Питание стола 24В, потребление тока 6.5 А. До 100 градусов стол нагревается за 4 минуты.

Сердцем стола является безымянный шаговый двигатель от какого-то промышленного лазерного принтера.

Как можно увидеть на фото, большинство подшипников скольжения в качестве сопрягающего элемента используют крепеж от 16мм полипропиленовой трубы, рекомендую к использованию это решение.

Остальные части принтера либо китайского происхождения либо не имеет смысла их освещать т.к это стандартный подход.

Из готовых узлов было приобретено: боуден экструдер mk8, хот энд e3d v6, блок питания на 24в 10А., стандартная связка Ramps 1,4 с платой Mega2560 + 12864LCD + A4988. Прошивка Marlin 1.1.9.

Характеристики принтера. 

Габариты 58х53х50см

Область печати 300x350x250мм

Пример печати. 

Первая в жизни печать, как у меня так и у Al-Буратино))

Я был удивлен, когда принтер при первой своей работе выдал весьма годную печать. Этот кубик первое, что было напечатано, можно заметить поднятые нижние края, они завернулись потому что здесь еще не был подключен нагревательный стол и не было под рукой клея-карандаша, да и опыта не было, печать была выполнена триммерной леской.

Сова была напечатана в тот же день что и кубик, и я еще не подозревал о том, что леску нужно сушить.

Для примера приведу еще несколько поздних работ нейлоном и ABS пластиком.

Нейлон:

ABS:

Плюсом данной конструкции является большая область печати, хорошая скорость и минимальный шум при работе, жесткость рамы исключает перекосы и подклинивание подшипников.  

Из минусов самым ощутимым для меня является довольно различимое эхо на некоторых деталях. Я это списываю на большую массу стола и недостаточную жесткость ремня оси Y.

Сейчас принтер находится в состоянии апгрейда, планируется установить всю электронику в отдельный корпус с выносом элементов управления на переднюю панель. Установка более жесткого ремня либо двойного GT2. Организовать PID регулирование нагревательным столом через отдельный мощный транзисторный ключ. Установить обдув детали для печати PLA и пара мелких доработок в конструкции.

За свою жизнь принтер съел килограмм семь ABS пластика, и огромное количество нейлона всех сортов, в том числе и в виде триммерной лески.

На этом пока все, надеюсь вам было интересно . 

Задавайте вопросы в комментариях, с радостью приму любую конструктивную критику.