Разработка и изготовление принтера со столом 300х600 мм

Подписаться на 3Dtoday
Nreader
Идет загрузка
Загрузка
20.07.19
4523
49
печатает на ZENIT
RepRap
24
Статья относится к принтерам:
Flyingbear P905X Large ZENIT
Для некоторых изделий потребовался принтер с большим столом и просто было интересно. После месяца работы в SolidWorks и десятков переделок вот что получилось:
0ae6c9d4e23830c1a5b3c2d0b744daf0.JPG
dcc1a1b903a239b84ba14f483cf7108b.JPG
1. Каркас
Размер каркаса 790х506. Каркас выполнен из стального уголка 35х35х3 и 25х25х3 мм. Каркас сначала собран на винтах, потом проварен, винты удалены. Не смотря на все мои старания при сварке каркас немного покоробило. Пришлось это учитывать при сверлении отверстий под валы осей.
3a766485bdaf6b39b9f9826e0e0ab402.JPG
2. Стол.
Каркас стола собран из стального уголка 25х12х3 мм (обрезаный уголок 25х25х3). Сам стол из обычного стекла 6 мм. Найти прямую пластину из алюминия не удалось - все листы изначально кривые, выпрямить в кустарных условиях невозможно. Стекло же идеально прямое и доступное. Хотя когда наклеил на стекло каптоновую пленку, получил прогиб по центру около 0,5 мм. Пришлось изобретать систему выпрямления стола. Теперь стекло лежит на 6 опорах. Сначала настраивается зазор по углам, затем устраняется прогиб посредине. Для этого пришлось добавить на каркас стола перекладину посредине. Каждая опора имеет 2 гайки и позволяет тянуть стекло виниз или вверх. Пружины при такой конструкции не нужны.
Для подогрева используются 2 силиконовых нагревателя по 300вт 220в. Нагреватели приклеены к алюминевой пластине толщиной 1,5 мм, которая привинчена под стеклом стола. Это сделано для лучшего распределения тепла и чтобы стекло можно было снимать/менять. (Подогрев еще не сделан, т.к. нагреватели от китайцев застряли где-то на почте).
1ab5a4d80169a3bd2c23399d69ca7ef0.JPG
742ea2078010ad1d1989005cd641f93d.JPG
2a08194df197361e11a5d56955244dac.JPG
3. Механика.
Для снижения нагрузки все двигатели осей подключены через понижающие передачи 1:3. Подвижный двигатель оси Y уменьшенной мощности и веса. 4. Направляющие осей 10 мм.
5. В передачах на двигатели использованы ремни 6 мм. В передачах на оси - 10 мм с металлокордом.
ede12ffbfb0f21cedd8f3e17a1418420.JPG
3fccc41fb4e3f43bdae370014771c628.JPG
e4f50c19095d3549011301d3726c5d0f.JPG
82395bc8d44638bbd42cfcdcdee01711.JPG
7269a9fea358cc437e187b9c7ac0819c.JPG
41826e6c7bdaaf55ced19a73ddcb01a0.JPG
2fdb541819d003e9fe649f495521d0da.JPG
4043b053982bcc6039bc0317cbd7c85b.JPG
fe02057d8f0be6925ab5cdf555cf9bb8.JPG
a40059576106f8e7462516ab5054a572.JPG
18cf20554affbf2da7b4b0de851b6544.JPG
6. Использован экструдер Титан.
7. Все детали напечатаны из пластика PETG, имеющего приемлемую температуру плавления 75 гр. и хорошую межслойную прочность.
39567e3616523af24477acca0693187e.JPG
e529a6a67597560614e8a1204899e9d5.JPG
94e2c877a59bc01fd83ba38dc4be188d.JPG
c78f0a3e7cd50cd324bcada2e67b86b9.JPG
c328f164f0b7262c47a69186a3ca3dd0.JPG
e90923014ef7e195796e29225529b38f.JPG
64c0059292fd6efbf27ec0a76f6d6aad.JPG
9f7098248fcd073a2c0ac5961a943a43.JPG
383bb7614698045696e49cc0ef221ec4.JPG
Подписаться на 3Dtoday
24
Комментарии к статье

Комментарии

20.07.19 в 08:05
5
Я бы делал на рельсах, и каретка ездила бы по меньшей длине, а не по большей. Валы это вообще жесть. Тем более на таких расстояниях они 10мм.
И стол тягать надо одним мотором. Когда моторов два, то при простое (когда принтер выключен) постоянно будет сбиваться калибровка стола из-за того, что один из моторов провернется и одна сторона опустится. Вообще для таких размеров предпочтительнее наверное было стол сделать неподвижным.
Хотя, при таких размерах печати точность особая не нужна.
20.07.19 в 15:35
0
хм...
Ничего не сбивается...)
20.07.19 в 18:02
0
Были сомнения насчет валов, боялся прогиба посредине. Но опыт показал, что все нормально. Пару лет пользуюсь принтером с двумя двигателями на Z - рассинхронизации и сбоя калибровки ни разу не было. Кроме того стол весит около 8 кг, два двигателя надежнее и кинематика проще. Для проверки несколько раз прогнал стол вверх/вниз - все нормально. Каретка по большей длине потому что валы Z сделал по длинной стороне стола.
20.07.19 в 10:50
0
Манипулятор займет меньше места и обработает более большую площадь, а Таких рам-аквариумов даже на этом сайте великое множество. Аж даже уже надоели.
20.07.19 в 23:39
1
Сделать манипулятор с точностью позиционирования хотя бы 0.1мм по всем осям - задача весьма нетривиальная. Сварить "аквариум" из уголков и понавесить на него всякого хлама - куда проще. И при этом получить точность 0.1мм
21.07.19 в 06:27
0
Формула позиционирования по ВСЕМ осям ОДИНАКОВАЯ (это только у манипуляторов),
Точность позиционирования зависит от механики (как и у любого типа принтеров) и превышает любые принтеры. Да и "всякого хлама" ЗНАЧИТЕЛЬНО меньше.
А если маленький манипулятор, да в аквариум, и страничная печать (как в любом мониторе), то размеры могут быть бесконечными. Просто эти аквариумы уже надоели, и нового ничего не предложено, кроме ошибок и замечаний. Это очень похоже на детское - Смотри как я умею.
21.07.19 в 13:00
3
Но что то за последние пять лет, что я в теме 3д печати, единственный манипулятор, приспособленный для 3д печати это промышленный класса KuKa за много тысяч нероссийских денег. Или есть ещё примеры? Просто ОДИН нормальный сервомотор для манипулятора по стоимости сравним с типичным 3д принтером. А таких приводов нужно минимум три. А ещё механика, которая должна быть с минимальными люфтами, поскольку при угловых приводах погрешность растет пропорционально длине "сустава". Стоимость и сложность непропорциональна получаемому результату. Поэтому манипуляторы для такой фигни, как 3д печать, применять не выгодно.

Скара-кинематика, кстати, одна из разновидностей манипуляторов. Но что то даже скар вокруг не особо наблюдается. Разве что SkyOne - практически единственный коммерческий продукт.
21.07.19 в 13:05
1
и нового ничего не предложено
А может, это признак того, что мы близки к идеалу? Автомобили тоже за последний век мало изменились: мотор, кузов, Nx2, N>1 колес ;) Но никто не кричит "застой, давайте манипуляторы вместо колес". Потому что с манипуляторами вместо колес - это уже не автомобиль. Так и тут.
20.07.19 в 11:08
0
Умелые руки сделают все что угодно!
Варенная рама конечно риск, но видимо знали то делали!

А ось Z лучше от одного мотора запускать.

На таких габаритах если что мажу БФ2 не разъеденный из Чип и Дип. Он там и так достаточно жидкий.

Потом спиртом протер и снова печать, продают там же.
Хотя желательно подогревать до 50-70 в зависимости от погоды в помещении.

Но при +30 ABS/HIPS/SBS можно и на холодную, спиртом побольше пройтись и все.

Не для домашнего использования. гадость еще та.

Успехов!
20.07.19 в 19:25
1
Для стола у меня отработанная технология :). На стекло в автосервисе наклеиваю лавсановую пленку для бронирования стекол 0,1-0,2мм + 3d лак. Хорошо держит любой пластик, легко отстает после остывания стола. Поверхность детали получается зеркальная. Очень стойкое и долговечное покрытие.
20.07.19 в 19:46
0
Цена 3D (для волос) лака не оправдана и портит подшипники.
20.07.19 в 20:54
0
Лак не для волос, для 3d печати. Стоит 270р если заказывать у производителя +доставка. Банки хватило на 1,5 года.
21.07.19 в 11:24
0
Да сколько уже видели наклейки поверх других наклеек.
"Лак для волос" был есть и будет.
Погуглите если не верите.
20.07.19 в 11:46
1
АХ.. РЕ... НЕТь!
20.07.19 в 12:26
1
Что я вижу! Это же запретная техника сверления дырок в стекле, да ещё и с зенковкой! Рукожопая полиция уже выехала!
А из серьёзного: такую раму лучше не варить, а паять латунью. Ну и белые ремни - бяка одноразовая.
20.07.19 в 15:03
1
Ну раз каждый может написать всё что думает то и я поступлю также.

Конструкция ????, я пришёл к большому формату спустя два года печати. Сейчас как раз собираю из p905, с отличием в печатной зоне 240х380 и изготовлении деталей большей длины похожих на оригинал. Про стекло и отверстия в нем ни чего не скажу - это вопрос больше к религии относиться.
Но вот когда люди говорят вешать ось z на один мотор, просто охрениваю. За два года печати без остановки не было и намека на сбой калибровки, кроме того стол выставляется в плоскость без проблем. И сам он вниз не поедет потому что ни кто не станет туда ставить много заходные винты. Да и точность ни куда не денется, с чего бы.

Отлиная работа)
20.07.19 в 15:08
2
Интересно будет посмотреть на результат. Прямо очень-очень интересно, чтобы проверить свое понимание конструктивных решений. ИМХО - будет не слишком "топово" по сегодняшним меркам:
1) Ремни с металлокордом. Ну сами увидите прикольные ньюансы :-) Тут я вам прямо гарантирую. Жесткость у этих ремней откровенно избыточна для 3д принтеров. При длине приводного ремня до 2х метров хватает обычного GT2-6 даже в виде H-bot'a, а там натяг еще больше чем в Мэйкербейсовской компоновке нужен. GT2-10 черный вообще за глаза.

2) Движки по оси Z парные. Надо в таком случае делать или регулируемый упор в нижней точке, чтобы выравнивать их домашнюю позицию, или лучше уж просто один движок и ремень-передаточный. Как у вас и сделано по оси У, кстати.

3) Кстати по осям тоже очень странно у вас скомпоновано - ну и 10е валы, закрепленные параллельно на такой длинне склонны "винтить". Тут не дельта чтобы это прям играло-играло, но тоже не может не сыграть.
КМК вам надо было бы не 10е валы, а обычный v-slot и колеса, если уж не рельсы Все-таки сравните жесткость и упругость профиля (а его можно еще и усиливать) и вала 10ки...
20.07.19 в 18:46
0
1. Ремни действительно довольно жесткие, но натянулись нормально. Кстати с каким усилием требуется их натягивать? Все перерыл, но толковой информации не нашел.
2. В нижней точке Z опорный подшипник, люфта нет. Еще стол весит около 8 кг. Не думаю что вертикальный люфт будет.
3. Это из-за длинного стола. Для устойчивости направляющие Z размещены по длинной стороне стола. Поэтому пришлось экструдер повесить на длинную ось.
21.07.19 в 13:08
3
У вас ниже есть примеры печати - здорово что принтер у вас печатает, но для скорости 60 это как я и говорил "не топ" на сегодняшний день по качеству. Это хороший уровень и если вам нужны технические детали - всё норм.

Но тут все будут сравнивать с H-bot'ами по качеству печати.

Проблема 1 - малые ускорения конструкции из-за чего идут натеки на углах и местах перехода траектории. Я смотрю у вас там директ поэтому не стесняйтесь использовать Linear Advance. Что-то в районе k=0,05-0,15 для директа будет хорошо прямо. Заодно на залвке заполнение станет лучше. А то прямо видно что у вас "дырки" между заполнением и наружной стенкой.

Проблема 2 - звон после любых перенаправлений. Либо у вас есть какие-то нештатные люфты, либо... Это штатные люфты в следующих местах: - ваши ременные редукторы (скорее всего натяжения в них не хватает). Встроенные редукторы в движках все же получше будут, чем такие самоделки. А еще лучше движок NEMA23 + драйвер а-ля LV8727 и вообще агонь - никаких люфтов и силы хватает.
-люфты в паре вал-подшипник (не увидел что у вас за подшипники, но скорее всего обычные, а не люфтовыбирающие). Могу, кстати, порекомендовать RJ4JP-01-10 - они "поджимаются" к валу при правильном исполнении каретки и выбирают люфты (хотя при неправильном исполнении это может приводит к высокому трению).


Проблема 3 - ось Z у вас люфтит. Слабо, что-то в пределах 0,03, но люфтит.

Тут, кстати, хочу заметить - а что у вас за электроника и драйвера? Если что-то с A4988 или DRV8825, то или ставьте TL-Smoother'ы, или меняйте хотя бы на привычные TMC2208. Дело в том что А4988 и DRV своими "скачками" при проходе через ноль провоцируют систему на "дребезг" в любых возможных люфтах. Дельты с этого выгребают вообще смешные дефекты поверхности в виде "кольцевых" рисунков. Смузеры или более хорошие драйвера могут уменьшить вредоносность люфтов при работе с этими драйверами (ну или вредоносность драйверов A и DRV при работе в системах с люфтами - это уж кому как нравится постановка вопроса).


1 - для резинового GT2 сила натяжения "до легкого звона". Если используется дополнительный ролик, натягивающися винтом с гайкой, то там вообще четко понятно по усилию когда выбирается весь люфт и дальше ты начинаешь "тянуть ремень". А у вас PU ремень со стальным кордом. Ну как бы натяните так же, т.е. чтобы выбрать весь люфт, он начнет "звенеть", а дальше идет резкое возрастание усилия (по сути PU ремень не тянется), но полностью это проблему не решает. PU ремень - это силовая передача для помещений с маслянными каплями, растворителями и прочей дрянью. Вот еще раз - не надо их использовать там где не надо и так как не надо. Они такие какие есть не для большей жесткости и точности, а только для химстойкости и бОльших усилий.

2 - на отпечатанных вами деталях есть совсем небольшие неидеальности движения по оси Z, причем (на мой взгляд) с одним и тем же шагом. Это или ваши оси, или косяки драйверов вроде A4988.

3 - ну тут могу сказать только одно - лучше бы вы для усиления профиль алюминиевый вроде 20х20 привернули к тем сторонам, которые надо усилить, чем валы насиловать. Тут такая же петрушка как с ремнем - вы их применяете на так как они задуманы. Оптические, пусть даже и каленые валы, не для удерживания усилий. Только передача момента (не усилия) и работа как "направляющие" (не силовые направляющие).

Но в целом - ваще агонь! Поздравляю с рабочим "самосбором"!!!
23.07.19 в 03:51
0
Спасибо за дельные советы. Буду думать, экспериментировать. Драйвера самые простые A4988, снял с китайского конструктора, чтобы не ждать. Пришли драйвера TMC2208, буду менять. Заказал ремень баз металла. Через пару недель отпишусь по результатам.
31.07.19 в 14:05
0
Поставил TMC2208-V3.0. У двигателя рабочий ток 1,2A. Согласно формуле Vref = (Irms * 2.5) / 1.77, Vref должно равняться 1,69В. Многие рекомендуют Vref = 1,15В. Откуда эта цифра берется? Сопротивление на плате 0,11 ома, оно как-то в формуле учитывается?
20.07.19 в 18:29
0
2c27070e71edd0602b0dadbb751ec41a.jpg
Печатал пока мало, несколько деталей для проверки. Нагрева пока нет, засунул настольную лампу под стол. Кубик 20х20х20 мм. Сопло 0,4, слой 0,2, ПЛА. Скорость 60.
20.07.19 в 18:50
1
Механика как у медведя торнадо второго (проклял день когда его купил) - фуфуфу, тормозная (((
Каретка бегает по длинной оси - не лучшее решение, да и валы 10 маловато, но лучше чем колесики, но хуже рельс. Все ИМХО.
20.07.19 в 19:02
3
Сейчас по плану настройка-доводка механики, установка подогрева, изготовление закрытого корпуса.
85f50b7a6805cd902e96b85f6c52fbe7.JPG
20.07.19 в 22:28
2
Ось X должна быть короче если принтер прямоугольный, то по X должно быть 300, по Y - 600. Меньший подвижный вес = больше скорость, меньшая длина = меньше провисаний (или можно брать более легкие детали). По оси Y не должно быть висящих валов (что на 300 и тем более на 600), только рельсы. При этом рельсы оси Y могут быть китайскими 12мм - они более менее качественные (лучше любых валов, 2 из 3х китайских рельсы даже не заедают, с меньшими размерами все сильно хуже. И если их отмыть от стружки и смазать то проработают долго в принтере) и цена не сильно отличается.

Лишние ремни в передачах - зло. Так как люфтить там может все, биения шестеренок и прочая гадость. Есть планетарные редукторы на Nema17, по качеству зашибись и стоят не дорого(продаются вместе с моторами крайне не дорого), лучше ременных передач в разы. Один минус - очень тяжелые, на директ экструдер такое смысла нет ставить, если есть двигатель на подвижной оси то тоже нормально так веса добавит...

P.S. без указания скоростных характеристик - принтер это не принтер, а пук в лужу.
21.07.19 в 01:29
0
Готов со многим согласиться. Насчет длинных валов были сомнения, но первые опыты показали, что провисание незначительное, качество печати приемлемое. Размещение экструдера на длинной оси обусловлено размещением направляющих Z по длинной стороне стола. При другом варианте пришлось бы увеличивать ширину стола, размер каркаса, а направляющие были заказаны 500мм. Надеюсь повышенный вес скомпенсируют понижающие передачи. Для эксперимента повышал ускорения с 1000 до 3000. Качество не ухудшается, но боюсь провернет шкивы на валах. Нужно сверлить отверстия в шкивах и ставить дополнительные фиксаторы. Ременные передачи с двигателей сделаны максимально короткими, люфт тут минимальный. Я как и наверное большинство, печатаю детали не требующие большой точности, так что посмотрим, что покажет эксплуатация. Если не пойдет, буду переделывать на рельсы.
20.07.19 в 22:52
0
PETG с температурой плавления 75??? мож PLA?
20.07.19 в 23:45
0
Имелась в виду температура стеклования, т.е. температура начала размягчения пластмассы. Она у пет-г как раз около 80*
21.07.19 в 10:26
0
ну, тык и надо писать конкретику, а не вводить народ в непонятки ))))
этак и до дискуссии о адгезии нетканых материалов с органическими отходами жизнедеятельности человека недалеко :)
21.07.19 в 16:08
1
Это Вы пожалуйста автору донесите :) Кто в теме тот и так понял что за цифра 75* ;)
21.07.19 в 18:36
0
Большинство деталей находятся под нагрузкой, размягчение приведет к деформации.
21.07.19 в 22:58
0
И? Это и школьнику понятно, что размягчение приведет к деформации. Как это связано с моим предыдущим комментом?
21.07.19 в 00:10
0
В закрытом корпусе температура ожидается около 50 гр., при столе 100 гр.
21.07.19 в 10:03
0
У меня в боксе стол 120 и темп стабильно 48+-2градуса без доп подогревов держится.
21.07.19 в 09:33
0
Поясните пожалуйста, как происходит теплопередача алюминиевый лист, с нагревателями - стекло?
Просто по воздуху?
21.07.19 в 18:33
1
Это пока в теории, не доделал. Лист будет прикручен к стеклу регулировочными винтами. ИМХО, что при такой большой площади контакта и небольшом зазоре этого будет достаточно. Экспериментально определю разницу температур нагревателя и стекла и скорректирую температуру печати. Подобное я уже делал на других принтерах, получалось нормально.
21.07.19 в 13:23
0
Вот этот узел https://3dtoday.ru/upload/main/9f7/9f7098248fcd073a2c0ac5961a943a43.JPG
Я бы так не делал. Под нагрузками ось будет отгибать, а ремень соответственно прослабляться. Отсюда проблема с точностью.
Я бы добавил подшипниковый узел над большим зубчатым колесом.
Да и вообще, имхо, этот редуктор - излишество.
21.07.19 в 18:24
0
Передаточный вал 8 мм на 3 опорах с подшипниками. От подшипника до колеса 5 мм. Прогиба тут не должно быть.
22.07.19 в 03:29
0
В солида есть возможность проверить.
22.07.19 в 07:45
1
Одни и те же грабли.
Полиуретановый ремень с ломающимся стальным кордом.
Китайские ролики с одноразовыми "подшипниками".
Стол очень большой, валы тонкие для него. Винтов для такого стола нужно как минимум три и один мотор с ременной передачей на все винты.
22.07.19 в 11:30
1
Классная штука.
С шаговиками оси Z все должно быть нормально - они подключены параллельно + механически связаны столом. Ну, разве что специально рукаии можно сбивать)
Валы, правда, пугающе длинные. Уверен, что со временем придется перейти на рельсы хотя бы по одной оси.
Концевик оси Х, ИМХО, стоит перенести с каретки на опору оси Х - логичнее минималищировать вес каретки и количество проводов к ней.
Посмотрите в сторону ремоут директ экструдера - облегчение каретки позитивно скажется на сроке жизни валов оси X и скорости печати.
24.07.19 в 11:17
0
Два двигателя, подключенные паралельно не являются жёстко синхронизироваными и поэтому будет накапливаться ошибка. Возникает чаще всего при включении и выключении питания.
Со временем увидите перекос
24.07.19 в 21:41
0
Двигатели подключены к одному драйверу через тройник. За два года эксплуатации подобной конструкции перекосов не было. Для приработки прогнал стол вверх-вниз раз 20 - расстояние с обеих сторон стола до верхнего профиля не изменилось.
28.07.19 в 22:44
0
Спасибо за статью, я правильно понимаю что токарный станок и фрезеровочный стоят в квартире в отдельной комнате, соседям не мешают? Сколько квадратов комната? удобно работать?
29.07.19 в 00:33
1
Комната в частном доме, соседи далеко. Размер ~10 кв.м, места хватает. Последнее время мало пользуюсь станками - большинство деталей проще напечатать.
07.08.19 в 22:24
0
Несколько дней потратил пытаясь настроить печать с TMC2208-V3.0. На скоростях больше 70-80, возникал резонанс, все с дребезгом шло вразнос, двигатели пропускали шаги, печать смещалась на несколько сантиметров. Грешил на механику, все перебрал - не помогло. Менял ток драйверов. Поставил последний Marlin, подключил библиотеку для TMC2208. Ни чего не помогло. В конце концов поставил обратно A4988 и все отлично заработало, без всяких вибраций на скорости до 200. Непонятно в чем причина.
07.08.19 в 22:46
0
Со стеклянным столом тоже вышел облом. Идея была приклеить нагреватели к тонкому листу алюминия и прикрутить его к стеклу снизу. Но лист плотно прижать к стеклу не удалось, стекло грелось неравномерно. Тогда приклеил нагреватели прямо к стеклу. Получился идеально ровный стол с подогревом. Пока печатал ПЛА с температурой стола 60 гр, все шло отлично. Когда попытался поднять температуру до 75 гр, стекло просто треснуло. Прямой лист алюминия у нас достать практически невозможно, все они нарубаются на гильотине. После нее лист дико изогнут во всех плоскостях, выпрямить в кустарных условиях невозможно. Решил использовать тонкий лист 2,5 мм, выпрямив его ребрами жесткости из алюминиевого профиля. Получилась такая конструкция. Сверху стекло 4 мм. Вышло не идеально, но достаточно ровно для печати..
1d067b81436b3f210711412bea524d19.jpg
88d76ac28e1d771b514a4c1828911bc5.jpg
07.08.19 в 23:06
0
21a4d5df46bd42d1946cadeb686524a6.jpg
98586516159598d3ae9f0ac609a07cd1.jpg

Высота модели 75 мм, ПЛА, сопло 0,4, слой 0,2, скорость 80. Печатал еще с TMC2208, видимо сдвиг внизу был.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Астронавты NASA примерили новые скафандры с 3D-печатными шлемами

Ижевская компания запустит производство оснастки и контактирующих устройств с применением 3D-принтеров

Пушкин в Донецке: краткий экскурс в историю одного памятника

АКЦИИ В ЗЕНИТЕ: ДАРИМ пластик Polymaker и смолу Monocure3D!

Кубок России по программированию беспилотника разыграют на фестивале RUKAMI Кружкового движения НТИ

Что дешевле – печатать или лить в силикон? Попытка дать ответ….