"Печальный бот"

«Печальный бот» - это самосбор на основе Re-D-bot (CORE XY). В проекте используется алюминиевый профиль 2020 и 2040 разной длины, колесики, печатные детали. Дополнительно использовалась модификация для установки китайских рельс и titan aero экструдера, а также я внес в проект кривые руки и свои модификации печатных деталей, основанные на моей странной логике. Для управления принтером используется RuRamps4d и Arduino DUE.

Изначально было желание заполучить принтер с большим печатным объемом и печатать на нем крупные детали целиком, не занимаясь их склейкой. Для этого был выбран проект Re-D-bot. Печатное поле должно было получиться 300х300 и высота тоже примерно 300. Были заказаны алюминиевый профиль в России и рассыпуха на али. После получения всех частей была собрана первая итерация «Печального бота», на которой были напечатаны детали для авторской модификации.

Наконец приступим к рассмотрению принтера.

Габариты: 580*540*600мм

Печатное поле: 220*220мм. Так сложилось, что собрав каркас под стол 300*300, установил стол 220*220. Изначально он был установлен как временный вариант, из-за того, что достался за недорого. Но нет ничего более постоянного чем временное. Оказалось, что и 220*220 достаточно для моих потребностей.

Преимущества перед 300*300:

• Требуется меньше энергии для нагрева.
• Стоит меньше чем 300*300.
• Легче найти, больше поставщиков.

Недостаток – куча свободного места внутри принтера, так как рама собрана под 300*300.

Сверху на нагреваемый стол, в стекольной мастерской, заказана и приобретена пара обычных стекол толщиной 5мм (обманули, на самом деле 4.7). Автоуровня нет, настройка винтами вручную.

Ось X и Y – на китайских рельсах MGN12H. Две рельсы оси Y крепятся непосредственно к раме принтера с помощью T гаек, которые загоняются в профиль с торца. Рельса оси X крепится на массивной алюминиевой балке профиля 2040, которая крепится к печатным деталям, которые в свою очередь крепятся к каретке рельсы. Исходные печатные детали имели в своей конструкции колесики со стороны противоположной каретке рельсы, предположительно для стабилизации тяжелой балки оси X, но «странная логика» решила модифицировать детали, убрав из них колесики, чтобы уменьшить сопротивление передвижению.

На осях X и Y используются обычные механические концевики в виде кнопок от мышек.

Ось Z держится на двух винтах Т8, приводящимися в действие двумя двигателями. Стабильное положение обеспечивают 12 колесиков, по 3 на каждый угол портала Z.

Концевик оси Z используется оптический, что дает большую повторяемость парковки.

Экструдер: titan aero от треугольников. Именно aero позволяет сэкономить много пространства по Z, а также уменьшить отклонения сопла из-за инерции тяжеленной оси X. Крепление экструдера тоже было модифицировано «странной логикой». Были убраны колесики аналогично оси Y, уменьшено в габаритах само крепление, что должно было уменьшить сопротивление передвижению и позволило уменьшить мертвую зону по оси X. Помимо этого, само крепление стало монолитным, что должно было убрать люфты от крепления нескольких деталей друг к другу.

При передвижении в осях X и Y, массивная балка с экструдером передает мощный импульс инерции на всю конструкцию во время печати, из-за чего, кажется, что все вибрирует даже при минимальных скоростях. Для минимизации вибрации, при креплении стола принтера, не используются пружинки. Стол крепится жестко на винты М3 с кучей гаек-контргаек.

Для усиления рамы принтера используется алюминиевый уголок, выполняющий роль диагоналей рамы и боковые стенки из листов какого-то пластика. Так же для усиления конструкции в качестве дна используется лист фанеры, минимально кривой, который удалось найти в паре строительных магазинов города. Дополнительно для усиления конструкции используются шпильки М5 и металлические уголки. Все это вместе, делает конструкцию практически неразборной. Разобрать конечно можно, но на обратный сбор уйдет абсолютно неадекватное количество времени.

Для управления принтером используется RuRamps4d+Arduino DUE. Выбран такой вариант, потому что показалось легко модифицируемым, ремонтопригодным и визуально надежным. На двигатели осей XY и экструдер стоят «тихие» TMC2208. На двигатели осей XY, дополнительно стоят платки защиты, чтобы защитить драйверы от любителей подвигать балку с экструдером руками. Двигатели оси Z соединены последовательно и двигаются одним A4988.

В целом я доволен бутербродной платой управления, элементы в цепи питания там надежные. Специализированными платами на ARM не пользовался и сравнить по удобству и печати на высоких скоростях не с чем.

Взаимодействие с пользователем осуществляется через экран 2004 и энкодера. STL для печати берутся с SD карты.

Питает всю конструкцию ATX блок питания на 500W, который обещает 22А по двум 12V линиям.

Изначально принтер планировался настольный, но получился подстольный.  Из плюсов такой конструкции получилось, что, если закатить принтер под стол и закрыть единственный открытый край, получается большая термокамера. Из минусов к сожалению, повышенная пожароопасность.

Скорость печати: На 80мм/с я печатал и получалось нормально. Для достижения скоростей выше, считаю, что 12V нагревательного элемента и обычного нагревательного куба – маловато.

Несколько примеров печати:

Я не занимаюсь коммерческой печатью и печатью вазочек и бесполезных моделек из интернета, так что, примеры печати будут на том, что нашлось.

"Реставрация" модели парового двигателя. Отсутствовали мелкие детали и колесо.

Макет автогородка. 3d печать+печать на бумаге+окрашивание.

Новая ручка для холодильника, взамен рассыпавшейся.

Разработка дешевой автоматической длинной рулонной шторы. Из обрезков пузырящегося пластика.

Как и говорил - не вазочка

Соты-органайзер в шкафчик для мелочевки

Подведем итоги:

Хотел большой принтер для "большой" печати, но и 220*220 оказалось достаточным, а увеличенным размеры привели к проблемам с весом. Конструкция на алюминиевом профиле представлялась легко модифицируемой, но для компенсации проблем с вибрацией, вся конструкция пронизана уголками и шпильками, что не оставило живого места на профиле.

Принтер мог бы стать лучше. Для этого необходимо из листового металла изготовить крепление к кареткам рельс оси Y. Это позволило бы убрать из конструкции алюминиевый профиль 2040 с оси X, что сэкономило примерно 300 грамм веса. Это уменьшило бы инерцию и облегчило бы жизнь шаговым двигателям. В городе где я живу, такое точно невозможно, надо искать, что-то делать, поэтому этими изменениями я никогда не займусь.

В целом принтер позволяет реализовывать все потребности в 3d печати, но хотелось бы принтер меньших габаритов, ведь он мог бы делать все то же самое и при этом поместиться на стол.

Плюсы:

• Он печатает
• Экструдер титан - хорошо давит пластик
• TMC2208 позволяют печатать довольно тихо
• Надежная плата управления
• Колесики для того чтобы катать всю конструкцию
• Рельсы дают низкое сопротивление движению осей и достаточную повторяемость позиционирования

Минусы:

• Тяжелый
• Большая инерция
• Большие габариты для используемого печатного поля
• Низкая жесткость конструкции