Neo. Эстетика и функциональность.

Доброго времени суток, уважаемые 3D мейкеры! Давно собирался написать статью про построенный мной 3D принтер, а тут и повод появился.

До недавнего времени я печатал на двух принтерах: MakerBot Replicator 2, появившийся у меня в 2014 году и модифицированный под современную электронику, и Ender 3 Pro, переделанный под директ экструдер и с замененной материнской платой на SKR mini E3.

Через какое-то время как, наверное, и большинству мейкеров захотелось огромной области печати и попробовать другую кинематику. Так был спроектирован и построен мой первый самосбор со столом 400х400, водяным охлаждением, подогреваемой термокамерой и похож он был на старую советскую кухонную печь.

В процессе его постройки и эксплуатации были выявлены ряд недостатков, в результате чего принтер был разобран на запчасти.

Итак, около года назад, я начал проектировать свой второй самотрой. Идея была сделать принтер с кинематикой CoreXY с рабочим полем 300х300, на рельсах и с несущей рамой. Учитывая, что я печатаю в основном ABS корпус должен быть закрыт, но обеспечивать простой доступ к механике принтера и к напечатанной модели. Внешний вид принтера также должен обладать некой эстетикой, поэтому проектировал с учетом своего видения дизайна принтера. Решено было отказаться от дисплея и сделать интерфейс управления через WEB (хотя модификация с экраном тоже предусмотрена). В итоге получился Neo.

Рендер 1.

Рендер 2.

Рендер 3.

Раскрой и гибку металла делал на одном из предприятий Питера. Гнутые стойки, портал и основание принтера сделаны из 2 мм стали, боковые, передние и задние панели – из 1 мм стали. Основание стола и сам стол изготовлены из 4 мм алюминия. Принтер не взвешивал, но одному поднять его практически не реально. Прозрачные крышки нарезаны из 2 мм акрила и затонированы обычной автомобильной тонировочной пленкой. Габариты принтера получились 495х500х625 мм.

Процесс сборки особого интереса не представляет. Все металлические элементы были обезжирены и покрашены акриловой краской из баллончика. К помощи напильника прибегать не пришлось, так как корпус изначально проектировал с учетом необходимых зазоров и технологических отверстий, все четко и ровно встало на свои места. Собирать было одно удовольствие.

Покраска.

Сборка.

Сборка.

Сборка.

Как видно из элементов управления на корпусе только кнопка включения.

В заднюю часть корпуса вынесен складной держатель для катушки и розетка.

Задняя часть.

Передняя и боковые акриловые панели крепятся к корпусу на неодимовых магнитах, спрятанных в ручках. Поэтому они легко снимаются, что обеспечивает свободный доступ к элементам принтера для их обслуживания и замены в случае необходимости, а также результатам печати.

Механика.

Стол принтера движется по четырем 10 мм валам и двум винтам Т8. Гайки к винтам использованы обычные, так как любые люфты выбираются за счет тяжести стола. Винты к порталу крепятся во фланцевых подшипниках KFL08 и крутятся двумя независимыми шаговыми двигателями.

На осях Х и Y использованы рельсы тайваньской компании YTA MGN9, не такие дорогие как Hiwin, но тоже качественные. Поскольку никаких матриц для выставления рельс я не делал, параллель выставлял с помощью балки оси Х. Сначала выверил с помощью штангенциркуля и закрепил одну рельсу, потом катая ось Х выставил один конец второй рельсы, затем другой. В итоге все работает плавно и без заеданий. Балка оси Х из 2 мм стали с ребром жесткости.

Как я писал выше, принтер построен на кинематике CoreXY. Ремни GT10 полиуретановые с неопреновыми волокнами вот уже несколько месяцев отлично выполняют свою функцию, не перетираются, не лохматятся. На экструдере спроектирован натяжитель обоих ремней.

Натяжитель в проекте.

Натяжитель в реале.

Для исключения возможных перекосов каретки решил крепить к ней ремни в одном уровне. Вот пара фотографий о том, как организовано пересечение ремней.

Электрика.

Вся электроника принтера вынесена в подвал. Сейчас Neo работает на Duet 2 WiFi, с SKR Pro и Lerdge K как-то не задалось, спринтер работать с ними категорически отказался.

Сборка электрики.

Блок пинания Mean Well на 350 Вт. Два твердотельных реле. Через одно подключена силиконовая грелка стола на 220 вольт. До 100 градусов стол греется за две с половиной минуты (засекал). Вторым реле управляет контроллер кнопки включения/выключения принтера. Этот же контроллер обеспечивает и автоматическое отключение принтера после завершения печати.

Поначалу включение питания принтера сделал на плате управления питанием Lerdge.

Но не устроил слишком ограниченный функционал, да и как-то быстро она из строя вышла. Покупать еще одну за 1.3 кило рублей не хочется. В итоге сделал аналог на твердотельном реле (250руб), понижающем преобразователе AC-DC на 5в (55руб) и Arduino Nano (140руб). Пин управления питанием от Duet также подключил к ардуине. Теперь принтер отключается по Gcode команде.

Моторы оси Z также вынесены в подвал. Кстати, два оптических концевика по оси Z работают независимо и позволяют хорошо выровнять платформу стола. Моторы осей X и Y также вынесены из зоны печати и спрятаны в задних стойках. В итоге в камере печати находится только мотор экструдера.

Моторы осей Z и на эксрудере поставлены на 1.5 А, осей X и Y – на 2.1А. На экструдер можно было поставить и менее мощный мотор, однако поставлен помощнее, чтобы не работал на предельных токах и не так грелся. На скорость печати более тяжелый мотор сильно не влияет.

Про автоуровень на тензодатчике писал отдельную статью, поэтому повторяться не буду. Вот ссылка https://3dtoday.ru/blogs/neiromantic/duet-2-wifi-i-avtouroven-na-tenzodatcike

Добавлю, что на этом принтере печатаю закаленным соплом 0.6 с круговым обдувом на улитке 5015, так что обдува хватает. Горло полностью металлическое. Термоблок вулкан с 40 Вт нагревателем со стандартным E3Dv6. Экструдер Titan. Для удобства пользования сделал плату коммутации на экструдере под разъемы DB-15M/F.

Концевик оси X оптический, оси Y механический.

Внутри камеры установлена подсветка на светодиодной ленте также управляемая по Gcode. Яркость подсветки можно регулировать.

За счет жесткости конструкции, тихих драйверов и закрытого корпуса принтер получился не шумным.

Немного про саму печать.

Печатаю ABS пластиком, поэтому и ставил полностью металлическое горло и сопло из закаленной стали от треугольников.

Скорость печати обычно ставлю 80 мм/с при ускорении 3000 мм/с*с. При этом по Z никакого вобблинга.

Примеры печати.

Первая печать.

Слой 0.3