Собираем грабли принтеростроения. Рассказ о том как делать не нужно

Доброго дня всем. Есть у меня дрыгостол с большой областью печати, который стабильно работает и печатает - немного о нем рассказал в прошлом посте. И довольно часто возникала ситуация когда нужно было напечатать что-то мелкое - для проверки того работает что-то или нет, подходит ли куда-то и т.п. Ну или просто маленькие фигурки - как-то детальке 20мм слишком просторно на столе 310*310мм. В общем мне захотелось собрать маленький принтер чтоб печатать на нем мелкие штуки. Из готовый проектов я не нашел того что мне подходило бы - все они были заточены под стандартную область печати 200*200мм, кроме Microcube - но он тоже не понравился т.к. конструкция показалась весьма хлипкой. Но выглядело довольно интересно. Хотя что-то может и подходило, но уж больно хотелось изобрести свой велосипед, заодно подтянуть навыки в моделировании. Я решил собрать крайне извращенную ересь, где корпус будет на основе цилиндрических валов, а все остальное будет сделано напечатанным если это можно напечатать. И с этого момента начался путь построения этого аппарата, который я назвал Нибблер, как зверушку из Футурамы, потому что это мелкое создание сожрало кучу пластика и времени. Обо всех косяках построения я буду рассказывать попутно, чтоб если кто-то задумает построение принтера не допустил таких же ошибок.

Косяк №1 - отсутствие готового проекта и каких-либо расчетов

Как делают принтер нормальные люди - как минимум делают какие-либо расчеты по размерам того что в итоге должно получиться, или же делают в редакторе готовую сборку где сделаны все детали. Как сделал я - заказал кучу комплектующих, думая, что если большую часть все равно нужно будет печатать то легко будет подогнать все детали уже на месте. В результате пришлось изрядно повозиться чтоб подогнать все и некоторые узлы были перепечатаны по несколько раз.

Итак, все комплектующие были заказаны, и оставалось ждать когда они придут. В это время я решил частично придумать некоторые части принтера, например, крепления валов чтоб сформировать каркас будущего принтера. На практике, когда я уже напечатал эти детали, валы пришли, получилось еще более хлипкая конструкция чем microcube. Но назад пути уже не было и нужно было переделать все чтоб оно не болталось от простого прикосновения.

Постепенно все детали приходили на почту и всплыл косяк №2 - некоторые части я перепутал и неправильно посчитал, например, количество зубчатых и беззубых шкивов, заказал пару лишних деталей - например, пластины для фиксации радиатора e3d v6. Пришлось это перезаказывать и ждать когда оно придет, благо это не стало проблемой - все это время все остальные детали подгонялись друг к другу.

Уже поняв что детали придется довольно часто переделывать, я решил проектировать все это так чтоб узлы были разборными и в случае косяков пришлось бы перепечатывать только половину или меньше, а не всю деталь. Ну и чтоб оно проще собиралось/разбиралось. Так выглядела первая версия принтера, которая была запущенаИ здесь вылез косяк №3 - неподходящая кинематика для этой конструкции. Изначально был выбран h-bot, но как оказалось на практике такая кинематика должна быть если корпус и рама очень жестко крепятся и не будут перекашиваться если тянуть за один край. Мне почему-то показалось что довольно массивные печатные детали обеспечат должную жесткость каретки оси Х. Не обеспечили. То что на фотке перекашивалось примерно на 3мм, даже перепечатка чтоб крепление каретки стало крепче не полностью убрала это, но так как хотелось запустить было принято решение запустить так и переделать уже потом. Примерно с этого момента я перестал экономить место т.к. даже с такой массивной кареткой стол покрывается весь и можно печатать на всей площади. Ставить стол больше я уже не вижу смысла т.к. детали которые будут на нем печататься будут достаточно мелкими.

В процессе установки этого ремня был выявлен косяк №4 - пластиковые детали могут прогнуться или промяться, что и случилось с натяжителями из-за того что я сделал стенки тонкими. В итоге болт м3 продавливал в нем ложбинку, а изначальная версия детали треснула.

И вот мне уже пришла вся электронная часть, все было подключено, прошивка сконфигурирована - управился за вечер после работы. Пришло время первой печати. Я ожидал небольшие изменения геометрии на кубике, но тот шматок расплавленной массы трудно было назвать кубиком. Если бы оно было живым, оно попросило бы его пристрелить. Все было очень плохо, фоточка будет чуть позже. Чтоб это исправить были перепроектированы детали на кинематику core xy, что было достаточно просто, и конструкция стала выглядеть немного по другому:Так же были переделаны крепления шкивов чтоб был упор еще и сверху - даже болт м5 был крепко зафиксирован в пластиковой детали, он все равно косился т.к. проминал пластик. В таком варианте все довольно крепко. Так же приделаны натяжители на оба ремня и с ними придется слегка повозиться чтоб в расслабленном состоянии они были натянуты одинаково, а после подкрутить натяжители. Запас регулировки позволяет их натянуть даже с совсем расслабленного состояния.

Отдельная пляска у меня получилась с креплением стола. Я хотел сделать все печатным, потому и его крепление сделал в такой же манере. И это можно назвать косяком №5 - не стоит делать такого рода столы и в целом делать нагруженные детали печатными. Если вам пришла подобная идея в голову - избавьтесь от нее. Данную конструкцию при движении не клинит только из-за маленькой массы и полимерных втулок. Хотя каким-то чудом получилось сделать более-менее равномерное движение и ровную укладку слоев.Как можно заметить, он нехило так прогибается на правом крае. Это еще приемлемо, особенно если сравнивать с первым вариантом - там все прогибалось настолько, что пружинами это компенсировать не получалось. К сожалению, фоточки нет. Вы можете заметить стеклышко на столе. Это зеркальная плитка из Леруа Мерлен - 16 штук стоят 320 рублей вроде, размер 100х100мм. Они достаточно тонкие чтоб не быть тяжелыми, а стол не будет эксплуатироваться при температуре выше 70 градусов, так что оно выдержит. А если не выдержит - есть еще куча в запасе.

Не совсем неудачно получилось крепление хотэнда - верхняя деталь цельная с прорезью чтоб можно было все вынуть, а нижняя состоит из 2 половин, скрученных болтами м3х40, благодаря чему сопло вообще не вибрирует при перемещении. Так же на нем удалось уместить аж 2 кулера - стандартный от e3d v6 30x30 и мини-турбинку 40х40Меня мучали сомнения по поводу крепления шаговых двигателей. Думал, что они будут греться, пластик поплывет и их так же перекосит. Но здесь оочень маленькая масса движущихся частей, а полимерные втулки, которые вы можете везде видеть на фотках, очень плавно и без усилий скользят, в итоге двигатели не греются совсемНа этой фотке виден косяк проектирования - втулки могут просто выскочить из деталей, но пока этого не происходило.

Собственно, на данном этапе получилось заставить его печатать и уже можно настраивать слайсер. Вот что было до переделки на другую кинематику и что получилось после:Красные ошметки были напечатаны пока была кинематика h-bot. Попытки укрепить ее не принесли успеха, но после переделки уже получился реально кубик с косяками. Не бесформенное наплавление пластика, а уже кубик от которого можно плясать и настраивать дальше чтоб получить приемлемое качество.

Немного попыток снять укладку слоев - печатал petg, 235 градусов, стол 70, скорость - 80мм/с, ускорения - 800мм/с2. Извините за качество, нормально делать макрофоточки еще не научилсяЧто вообще получилось и из чего состоит:

• кинематика - core-xy
• размер в самых широких частях - 300*300*300мм (без учета отдельного блока питания и электроники)
• стол с подогревом, пока более 70 градусов под petg не грел
• размер области печати - 100*100*120мм, без стекла 120*120*120
• работает на mks gen l
• блок питания 12 вольт 360 ватт
• прошивка - marlin 1.1.9
  
  

На данный момент принтер все еще настраивается и еще будет допиливаться. Что в ближайших планах:

• переделать крепление стола - с таким изгибом он при резких движениях печатающей головки колеблется, хотя слои вроде ровно ложатся
• расположить ремни по своим уровням на равной высоте, а не как сейчас
• приделать маленькие упоры чтоб втулки не выпадали
• перенести блок питания и плату с экраном вниз принтера чтоб это все не валялось на столе. тогда получится сделать его действительно компактным
• приделать нормальный настраиваемый упор концевика по оси Z
• попробовать все же сделать детали более компактными и чтоб ничего не перекашивало, да и вообще сделать конструкцию более элегантной
  
  

Ну и кроме кучи косяков и недостатков кое-какие плюсы у всего этого безобразия тоже есть:

• конструкция простая без всяких хитровыдуманных решений - для сборки понадобится только куча болтов м3 разного размера и крестовая отвертка
• за счет таких деталей соблюдать параллельность и перпендикулярность элементов довольно просто - неправильно оно просто не соберется - уже пробовал когда чуток промахнулся с размером одной детали - она даже на валы не наделась из-за перекоса
• никаких уникальных элементов, все что не печатается можно купить везде
• за счет короткой трубки боудена получились короткие ретракты - для petg всего 1.5мм
  
  

Правда все плюсы перекрывает тот факт что для сборки нужен второй принтер, а сама конструкция не дает никаких преимуществ в скорости или качестве печати. Но сама концепция оказалась вполне жизнеспособна - она печатает, ремонтопригодность вообще хороша - если что берем и перепечатываем деталь или по быстрому разбираем, а размер позволяет кинуть его на подоконник и зарядить допечатывать оставшиеся прутки от больших катушек основного принтера. Так что несмотря на то что я не рекомендую никому собирать нечто подобное, я просто ради самого процесса попробую выжать что-нибудь из такой конструкции. Когда дойду до момента что вместо печатных деталей нужно будет использовать металлические или какие-нибудь покрепче - буду пересобирать его на более крепкой основе, например, на алюминиевом профиле.

В общем это все что на данный момент я хотел рассказать по данному принтеру. С удовольствием выслушаю предложения по улучшению конструкции, если кому интересно - скину список комплектующих