Двухэкструдерное чудовище или о том,как я сильный независимый 3д принтер строил

И так, всем привет, меня зовут Тёма, я студент первого курса РТУ МИРЭА и сегодня я вам поведаю о своем самодельном чудище.

Почему именно чудище - вы сейчас узнаете.

В этой статье я немножко расскажу о тех решениях, которые я принимал во время сборки, если статья будет вам интересна или сам проект, то я продолжу выкладывать посты, более развернутые.

Итак,начнем с самого основного - с идеи.

Идея заключалась в том,чтобы создать 3д печатный станок с возможностью печатать быстро,дорохо и бохато и при всем при это еще и СЕРИЙНО.

Сам я подрабатываю на производстве электромотоциклов и там частенько требуется всякая мелочевка.

Первое время она печаталась на верном козле - AnyCubic Kossel, однако со временем объемы заказываемых запчастей все нарастали и нарастали. Тут резко встал вопрос о том, как печатать быстро, красиво и в разы быстрее, чем на любом однокэструдернике. И тут мне ведают о таких принтерах, как FlashForge, CyberDragon и Sigma. Это двухэкструдерные гиганты с возможностью параллельной и зеркальной 3д печати. Вот ОНО, подумал я, а потом увидел ценник и все мои амбиции обрушились.

Ну что ж, я же работаю на производстве, почему бы и не собрать что-то свое, да и с 3д моделированием я тоже знаком неплохо? И тут началось.

Для начала выбор кинематики.

За основу кинематики я выбрал MakerBot и немного модифицировал его под свои цели, так как изначально он заточен под 1 экструдер, пришлось навесить на ось икс еще один мотор с другой стороны, что заняло кучу места сбоку, так как оба экструдера должны выходить за пределы печатной зоны, дабы сохранить область печати и сделать ее равной для обеих сопел. Да, места это заняло кучу, но оно и к лучшему, так как оно пойдет под катушки с пластиком! Так же стоял вопрос о том, как расположить эти 2 мотора, так оба экструдера должны быть независимыми - должно быть 2 ремня, а соответственно в двое больше геморроя с их крепежом, установкой и расположением.

Решение (не буду лукавить) подсмотрел у CyberDragon,в принципе это первое и последнее, что я взял этот принтера российского производства. И в итоге это выглядит как-то так:

Единственный минус с которым просто пришлось смириться - достаточно большой вес конструкции, большие рычаги, а соответственно большая инерция.

Этого всего (хотя бы от части) можно избежать установив боуден, но мне хотелось печатать красиво и качественно не только стандартными материалами, но и TPU,а именно Flex`ами,поэтому сделаем поблажку, снизим ускорения и джерки, но получим все прелести Direct экструдера.Дальше встал вопрос о том, как грамотно спроектировать ось Y,MakerBot кинематика все-таки. И вариантов было 2 - либо делать 1 мотор по Y и синхронизировать оба ремня валом через редукцию, либо же синхронизировать 2 двигателя (по одному на каждый ремень) Я выбрал второй вариант.

Многие ругаются на это решение, так как один из двигателей может пропустить шаг и можно словить перекос оси,но нет. Не сказать, что люди, которые так говорят врут, но за 2 года никаких проблем с этим я не видел. Грамотно выставь токи на драйверах, грамотно запараллель и бед не знай. Сопоставив А и Б смоделировал это все дело и вышло достаточно интересно и по-моему даже грамотно.(Я художник, я так вижу :D )

Немножко о конструкции в целом.

В качестве материала рамы решил выбрать Конструкционную сталь 3мм. основной каркас - и 1.5-2 мм не несущие элементы, вроде обшивок, креплений оптронов и т.д.

Кстати об оптронах. По оси икс я выбрал именно их, так как при смене инструмента важно, чтобы одно сопло вставало на место другого с предельной точностью, чем и славятся оптроны. На оси Z и Y же были установлены обычные  концевые включатели (микрики). Итак, основанием принтера стали металлические коробы, сверху и снизу, так как самая жесткая конструкция - согнутый ковш.

Так же они послужили отличными отсеками под хранение электроники. Ну и соединены верхний и нижний ковш при помощи 3ех миллиметрового листа металла. Так же по оси Z на рендере вы можете наблюдать консольный стол.Итак, давайте теперь про комплектующие и электронику.

В качестве всех движущих моторов были выбраны Nema17 hs178401,кроме экструдеров. На экструдеры были выбраны "блинчики". А их драйверами стали новые TMC2209 от BigTreeTech с пиковым током в 2.4А,они совместили в себе тишину и мощь, чтобы двигать стальные оси моего чудища. В качестве мозгов я выбрал плату Ru-Ramps4d от отечественного производителя, с которой я хапнул достаточно много геморроя, но об этом в отдельном посте.

Стоит заметить, что эту плату я выбрал из-за огроменного кол-ва портов и слотов для драйверов, что просто необходимо для сильного и независимого двухэкструдерника. В качестве рельс - HIWIN MGN12 с преднатягом. Конечно же оригинал, китай нам не нравится. А по оси Z были выбраны SC20UU и валы 20мм.Все комплектующие и рама получились во истину Мужицкие для 3д принтера такого размера построения. А теперь кратко о характеристиках: 2 независимых экструдера, возможность параллельной печати, печати водорастворимыми поддержками, всеми видами TPU (принтер вышел реально всеядным, помимо тугоплавки материалов, конечно, но под них будет отдельный апгрейд)

Область построения 215х215х200 с возможностью расширения до 250х200х250. Пассивная термокамера. Стальная рама и оригинальные комплектующие. На этом, я пожалуй, закончу свою статью, больно огромной вышла. Если вам интересно, проявите активность и я продолжу выкладывать посты про него. К слову, данный 3д принтер уже собран и успешно функционирует, так что мне есть что рассказать.