PETPull - очередной станок по переработке PET бутылок в пруток для 3D принтера.

Sapienz
Идет загрузка
Загрузка
13.09.2019
12565
52
Разное

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

47
Статья относится к принтерам:
Anet A6

Всем привет!

Это мой первый пост. Не судите строго. 

Решил освоить печать PET бутылками по технологии Виталия Богачева. Реализовал станок по вытяжке прутка на основе его разработок.

Целью проекта было создать максимально функциональное, дешевое и простое устройство для домашнего производства филамента. Устройство которое может повторить новичок из подручных средств. Всё что получилось выложено в архиве по ссылке. https://drive.google.com/open?id=1gl-Yx57P7nWfjhL4qwX_6Cbs0dqYsx-o

Обзорное видео тут: https://youtu.be/G16bqoB8Z38

Материалы

Двигатель - Nema 17

Контроллер - Arduino Nano V3

Драйвер - A4899

Дисплей - LCD 1602 (HD44780)

Термистор - 100К от 3D принтера

Нагреватель - 12V*40ВТ от 3D принтера

Блок нагревателя - E3D Volcano от 3D принтера

Сопло - 0,8мм диаметром для принтера Anet A6

Металлический уголок из строительного магазина

Подшипники - 625ZZ (опционально)

Маленькие саморезы для сборки составной детали бобины и большие для крепления станка к основанию.

Характеристики

Энергопотребление - менее 40Вт*ч

Скорость производства филамента ~ 10-20 см/мин

Диаметр прутка - 1,7мм^2

Заполнение прутка ~ 60-80%

Рабочая температура ~ 160C

Сборка

Для сборки станка понадобится длинная шпилька с резьбой из строительного магазина диаметром 5мм. Её отрезками скрепляются две половинки станка, с установленными между ними шестернями.

Стенки станка распечатывается любым видом пластика. Шестерни из PET более подходят для работы нежели из ABS.

Валы шестерен крепятся к корпусу через подшипники 625ZZ.

За сто рублей в Китае можно купить 10 штук. Если подшипников нет в наличии - можно временно распечатать из пластика втулки. Они включены в проект. Изготовленные из бутылочного PET - они работают достаточно хорошо и особенного износа (даже работая по резьбе шпилек) у них я не заметил.

Сопло экструдера

В моем случае было использовано сопло изготовленное из болта с диаметром резьбовой части - 5 мм.

 Он был обрезан до общей длины ~ 10 мм. Затем в центре было просверлено отверстие диаметром 2мм. Такой диаметр слишком большой для производства филамента, поэтому для его уменьшения был использован шарик от шарикоподшипника. Несколько ударов молотка по шарику установленному на выходном отверстии экструдера - и его диаметр сужается до необходимых 1,7мм.

У меня также был опыт использования в качестве экструдера штатные сопла устанавливаемые в принтер Anet A6. Но после нескольких неудачных попыток протяжки филамента - я отложил их до лучших времен.

Нагреватель

Изготавливается путем высверливания конического отверстия в блоке Volcano с помощью перьевого сверла по кафелю, диаметром 8мм.

Высверливание продолжается до тех пор пока кончик сверла не коснется латунной поверхности сопла. Контроль ведется визуально.

Для крепления блока нагревателя к рабочему столу станка - используется обычный металлический строительный уголок. В нем просверливаются пару отверстий под штатные винты, зажимающие керамический ТЭН.

Никакой теплоизоляции не используется. PID регулятор контроллера держит температуру в заданных пределах очень точно, компенсируя теплопотери. Ниже посекундный график, показывающий дрейф температуры в пределах нескольких разрядов АЦП на протяжении часа реальной работы станка.

А вот так выглядит общая работа ПИД регулятора.

Температура

Вопреки оригинальному видео Виталия - я выяснил что температура 250-260С избыточна для производства филамента. В помещении начинает нещадно вонять, как на промзоне Парнас в Питере. При 160 градусах протяжка проходит ровно точно так же, но пластик почти ничем не пахнет. Работоспособность станка сохраняется и при снижении температуры до 140С, но диаметр прутка начинает плавать. Видимо это не совсем подходящий режим волочения.

Бобина для намотки филамента

Эта деталь состоит из трех составных частей.

Шестерня - передает крутящий момент на тело бобины. Ее зубья испытывают максимальные усилия при протяжке прутка. Ее желательно изготавливать из износостойкого пластика типа PET, PETG или нейлона.  В результате протяжки сотни метров прутка одна плоскость зубьев шестерни из ABS примялась, но можно с уверенностью сказать, что полкилометра - километр она протянула бы. Шестерня из PET при том же пробеге не имеет видимых деформаций. 

Тело бобины - деталь на которую наматывается пруток. Общая нагрузка - средняя. Можно печатать из любого типа пластика.

Крышка бобины - деталь испытывающая нагрузки только когда к ней подходит навиваемый пруток. Очередной виток пытается втиснуться между предыдущим и крышкой бобины. Тем самым пытается оторвать крышку от тела бобины.

Этому должны помешать восемь маленьких саморезов которыми крепится крышка к телу бобины. В первом прототипе было всего два самореза и их вырвало без особого труда. С восемью саморезами проблем не возникало. Печатать крышку можно любым типом пластика.

Контроллер скорости протяжки и температуры 

Изготовлен на основе платки Arduino Nano V3. Схема простейшая, не имеет дефицитных деталей, простая для повторения.

Печатная плата выложена в репозитории. Хоть и полностью функциональная - пока не совсем готова для корпусирования. Опыта в этом у меня не много. Потому получается не с первого раза.

Установки температуры и скорости протяжки запоминаются. Планируется дописать подсчет произведенных метров филамента. Оптимизировать режимы протяжки.

Работа контроллера очень стабильна. При сборке я специально не использовал фильтрующие конденсаторы по питанию. Несмотря на это плата управления ни разу не сбоила. Если даже в таком режиме ничего не идет в разнос, то после установки емкостей по питанию - все будет совсем железобетонно.

В рабочем режиме звука двигателя почти не слышно.

Рассматриваются варианты рассылки готовых силовых плат, после доводки до финального состояния.

Минусы технологии

Пруток короткий.

Прутки из бутылок получаются относительно короткими - 8-20 метров. Для печати большинства небольших деталей этого достаточно, но все же удобнее когда перед началом печати у Вас хотя бы сотня гарантированных метров пластика на катушке.

Проблему может решить сварочный аппарат для прутков и я позже его продемонстрирую. В контроллере станка для него все предусмотрено.

Пруток прямой и жесткий

Норовит размотаться с катушки. Решить можно либо фиксацией свободного хода катушки, либо свиванием прутка при производстве. Пока не думал над этим.

Не пруток, а трубка

Думаю если сообщество подключится к вопросу - сможем обеспечить более плотное прессование ленты в прутке. Тут нужно экспериментировать.

Толщина ленты разнится от бутылки к бутылке

А следовательно пруток имеет разное заполнение и нужно как-то нормировать скорость подачи пластика. Пока не думал над этим. но думаю решаемо.

Медленная скорость печати

Похоже особенность всего PET пластика.

Плюсы технологии 

Помимо очевидных, тертых-перетертых хочется отметить еще несколько.  

Отсутствие страха остаться без филамента

Это реально круто, когда тебя не особо беспокоит сколько метров у тебя осталось в катушке. Ты знаешь, что если нужно - через пару часов будет столько сколько нужно.

Пластик более термостойкий и прочный чем ABS и PLA

Экспериментов еще не ставил, но что подсказывает мне что детали можно будет использовать в широких пределах температур и агрессивных средах. Шестерни и втулки из этого пластика реально очень прочные и износостойкие.

Печать без головной боли

Вчера нужно было печатать ABSом. Время было дорого и нужно было поскорее завершить распечатку деталей. Поймал себя на мысли что привыкнув печатать PETом, возвращаться к ABS, было неприятно. Это и горячий стол, и деламинация, и платно в конце концов.

Статья будет обновляться по мере дальнейшей работы(если позволит движок форума). 

Продолжение следует...

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

47
Комментарии к статье

Комментарии

13.09.2019 в 07:32
0

Как чисто академическая задача и просто чтоб занять свои руки - норм.

А практически, у вас на это изделие ушло пластика и материалов больше, чем вы сможете сэкономить на бутылках лет за 10... Конечно, если вы не впиваете из пластика каждый день по 2 литра молока, по 2 литра минералки и по 2 литра пива.

13.09.2019 в 08:11
1

Вы абсолютно правы. Интерес чисто академический. Ну и у тещи в погребе штук 30 пятилитровок от воды скопилось. Не знает куда деть. Пойдут в дело)))

Ну а если с другой стороны посмотреть - нужно неспешно изготовить порядка около сотни форм для заливки эпоксидной смолой. Каждая весит 150 грамм.  Мусорный пластик вполне послужит еще раз для этого. 

13.09.2019 в 09:27
1


13.09.2019 в 09:34
0

Да. Я раньше не замечал, а теперь вижу такие контейнеры почти в каждом дворе. Без материала не останемся )))

13.09.2019 в 12:54
5


14.09.2019 в 07:47
0

еженедельно сдаю на приемку по 20-30 кг этого пластика с 2х точек сбора, но бутылки все НЕ КОНЧАЮТСЯ!

13.09.2019 в 07:34
3

 Отсутствие страха остаться без филамента

Вот этот плюс больше всего понравился. В современном мире в обществе появляются новые фобии. 

13.09.2019 в 08:13
0

Я наверное не так выразился. Страшно не то что пластик кончится, а то что за ним надо будет ехать на площадь восстания. Те кто с Питера меня поймут. Часы пик, пробки, отсутствие парковки и тд.)))))

13.09.2019 в 10:50
0

)))) Увы, но я не из Питера. У нас в городе или в DNS в тридорога или через интернет заказывать.

13.09.2019 в 13:06
0

Я в импринта заказывал с доставкой сдэк - за 2 дня в самую задницу иркутской области в руки. Это к сведению ))

14.09.2019 в 12:02
0

На Комендантском пробок меньше, и здесь есть наш соконфетник Иван Пластмаска. =) 

13.09.2019 в 12:58
0

А можно уточнить, кто у нас пластиком торгует у площади Восстания?

13.09.2019 в 13:18
0

Creator Planet.

13.09.2019 в 17:13
1

А что насчёт greg3d на Ленинском?

13.09.2019 в 18:19
0

и робошоп

14.09.2019 в 08:36
0

Вот ни разу на Восстания не ездил. Что там за контора?

На Ленинский проспект прям шикарно добираться из Авиагородка.

13.09.2019 в 08:19
1

А вот так выглядит общая работа ПИД регулятора.

ИМХО П - надо уменьшать, а И - чутка поднять.

13.09.2019 в 09:08
0

Идея неплохая, купить бы у вас рабочий станок. Разве что шестерни напечатаю сам. Напишите в личку если готовы продать. 

13.09.2019 в 13:58
0

Из минусов, - очень узкий диапазон рабочих температур, у меня при 226 градусов уже не проходит через сопло, а при 233 начинает закипать, особенно если с подачей не угадал.

13.09.2019 в 20:57
0

У меня по индикации принтера подача филамена прекращается при 245 градусах, при 255 градусах слои не очень хорошо спаиваются, при 260 слои спаиваются хорошо до скорости 30 мм/сек. Выше уже снова плохо спаиваются. Актуальность показаний моего AnetA6 не проверял. Вполне возможно подвирает.  В целом у меня как и у Вас вилка 15 градусов. Неудобств с таким узким диапазоном рабочих температур не ощущаю.  Закипания не видел. А вот отсыревание есть как и у нейлона. Надо бы попробовать просушить чтобы не трещало при распечатке и посмотреть что будет, но все некогда.  

13.09.2019 в 14:18
0

Почти дармовой филамент - сладкая мечта любого печатника. Пожалуй, аналогичная энергоэффективному ядерному синтезу для физиков.

А если серьезно, то вопрос есть: пузыри в изделиях при печати, по сути дела, трубкой не возникают? Если при печати такими короткими трубками, воздух может выходить через свободный конец, то как тогда будет в случае, упомянутом Вами, спайки отдельных кусков?

13.09.2019 в 21:08
0

Не совсем понял вопрос. Если вы о выдавливаемом пластике из сопла экструдера - то никаких пузырей я не видел. Да и по сути неоткуда им там быть потому что давит не пруток, а пробка на границе фазового перехода материала прутка. А вот с ретрактом (ИМХО) могут возникать проблемы. Из-за подсоса воздуха при выдергивании прутка может быть завоздушивание внутри горла не весь объем нуждающийся в подъеме будет реально подниматься. Впрочем это лишь мое ИМХО и испытания еще не проводились. 

По сварке ИМХО все достаточно просто, просто с этой стороны еще никто не смотрел. Пока не сделаю прототип и не посмотрю как он будет работать - рассказывать не буду. На полработы работу не показывают. )))

13.09.2019 в 15:01
0

тоже сейчас собираю подобное... не хочу про +сы и -сы, каждый для себя найдет свое! я крепление катушки делаю консольно, чтобы снимать легко, и саму катушку разборной (так я решил))). Пид подогнали настоящую Дельту DT320, экспериментировал с моторчиком от Нивы стеклоочиститель (со срезанным редуктором, но коэфф редукции мал), регулятор оборотов уже лежит, сейчас жду готовый моторчик с редуктором на 12 об/мин (венец с ведущей уже имеет 1/4 редукцию), посмотрим что из него выйдет, если не проканает, то тож шаговик бу мастырить... резак думаю сделать сразу, чтоб не плясать с бубном снач распуская, а потом плавя материал... а вот резак про подшипники слышал, но думал нож ставить... спасяб за пример! 

13.09.2019 в 21:30
0

У меня коэфициент редукции 1\50. Это хорошо согласуется с Nema 17 в режиме волочения с делением шага 1\32 , но многовато для режима перемотки в режиме деления шага 1\2. 

С обычными коллекторными двигателями сдается мне невозможно будет обеспечить равномерную скорость протяжки. А это ключевое условие качественного прутка с ровными стенками и постоянным диаметром. Даже когда с на бобине наматываемый виток соскальзывает с уже имеющихся вниз и натяг нити ослабевает на секунду - на прутке остаются следы этого. Не критичные совершенно, но есть. Я постараюсь заснять ситуацию в будущем. 

На следующей неделе сделаю обзор на бутылкорез. Покажу как его сделать и как им пользоваться. На что обратить внимание.

13.09.2019 в 21:33
0

Прелесть шаговика еще и в том что кроме шаговика докупать и приспосабливать ничего не надо. Достаточно просто распечатать три шестерни. 

13.09.2019 в 15:03
0

Добрый день , а какие варианты рассматривали для соединения пэт плосок, не рассматривали такой вариант как используют под воротнички на рубашках при продаже.

http://yes-upak.ru/img/upakovka-dlya-tekstilya/rubashki/vkladysh-pryamoy-dlya-vorotnika.jpg типо токого соединения только с замком

13.09.2019 в 21:49
0

Чтобы реализовать такое соединение - нужно освоить вырубку в материале. Сдается мне она не спасет потому что усилие с которым вытягивается пруток очень великО. До входа в нагреватель все будет нормально. Но после прохода нагревателя натяжение нити сломает замок. Это все мое ИМХО. На самом деле я успешно свариваю прутки зажигалкой, надо только довести эту технологию до логического завершения. 

13.09.2019 в 15:29
0

Всех категорически приветствую! А что если использовать вместо бутылок кеги из под пива? Там пруток должен получиться намного длиннее. Имхо. 

13.09.2019 в 20:05
1

Проходили. Не прокатит. В кегах армированный пластик. Слой пэт, слой полипропилен, снова пэт, снова полипропилен. И так 5-7 раз. Эта зараза очень плохо спекается при печати.

13.09.2019 в 21:48
0

Откровенно говоря я именно для этого и проектировал свой бутылкорез. В местном магазине я уже заказал кегу у продавца разливного пива.  Так как я второй в очереди на нее - не знаю когда мне она таки достанется. На вид - обычный ПЭТ , без армирования. Разрежем - будет видно. 

14.09.2019 в 07:41
0

пластик в кегах не той системы. 

13.09.2019 в 18:57
0

Ура, продолжатели  идеи https://3dtoday.ru/blogs/motorist828/ подошли


зы. советую посмотреть его идею по скручиванию нескольких лент из бутылок - увеличивает минимальную длину прутка.

13.09.2019 в 22:00
0

Спасибо. Я знаком с трудами уважаемого motorist828. ИМХО свивание нескольких прутков через чур сложная затея. Помимо того что удержать постоянство объема на единицу длины прутка та еще задача - ИМХО не всегда у нас в косе могут оказаться совместимые ленты. Из-за разности в составе материала лент распечатываемая деталь может расслаиваться. Может и загоняюсь конечно. 

14.09.2019 в 07:43
0

если увеличить длину нагревательного блока  то в принципе эти недостатки должны нивелироваться

13.09.2019 в 23:03
1

У меня также был опыт использования в качестве экструдера штатные сопла устанавливаемые в принтер Anet A6. Но после нескольких неудачных попыток протяжки филамента - я отложил их до лучших времен.

Можете подробней рассказать, что не понравилось, в чем была проблема со стандартными соплами, какой диаметр использовали?

Изготавливается путем высверливания конического отверстия в блоке Volcano с помощью перьевого сверла по кафелю, диаметром 8мм.

Это необходимо чтоб лента сворачивалась, так я понимаю?

В моем случае было использовано сопло изготовленное из болта с диаметром резьбовой части - 5 мм.

Как 5мм? диаметр же в кубике под М6, вы опечатались?

Конструкция вашего агрегата проста, мне нравится, в особенности температура обработки. 160гр, и нет вони, для дома подойдет.

Скажите вы как верифецировали температуру по термопаре или каким то другим способом?

Спасибо.

14.09.2019 в 00:55
0

Я рассверлил стандартное сопло сверлом 1.5 мм. Пробовал через него прогнать ленту шириной 8,5мм. Несколько раз подряд поймал застревание протяжки. Грешу на то, что диаметр 1.5мм слишком мал для такой ширины ленты. Так как сверл (или сверел) другого диаметра у меня не было, решил отложить сопло до лучших времён. Сейчас сверла 1.6, 1.7, 1.9 уже в наличии. Можно попробовать рассверлить новые отверстия и попробовать протянуть пруток. Когда будут результаты - отпишусь. ИМХО они будут скорее положительными чем отрицательными.

14.09.2019 в 01:02
0

Да. Коническое отверстие позволяет свернуть ленту в трубку. 

Температуру измерял с помощью термопары китайского мультиметра. При уставке 200 градусов показания мультиметра составили 198. Погрешность в 1 % меня удовлетворила. У нас же всего лишь бутылки)))

Диаметр резьбовой части болта перемеряю. Мог и ошибиться. Спасибо за возможный найденный баг.

14.09.2019 в 11:34
1

рассверлил стандартное сопло сверлом 1.5 мм. 

Спасибо, за пояснение. Кстати видел сопла на вулкано стальные. Возможно с ними будет получше в плане стабильности размеров отверстия. Латунь все-же мягче. 

Понравилась конструкция бытылкореза, компактная, и судя по ленточке на катушке, весьма стабильно работающая в плане ширины. Хорошо бы небольшой обзорчик по нему.

13.09.2019 в 23:08
1

Правильнее наверное измельчать пэт бутылочный и засыпать стружку в ёмкость, из которой червяком давится пруток.. но это сложнее

14.09.2019 в 01:06
2

Несомненно Вы правы, но это уже не станок для новичков. У меня же была задача максимальной простоты, повторяемости и дендрофекальности )))

14.09.2019 в 09:42
0

При печати PETG часто образуются "кляксы" капли филамента, которые бывает цепляются за экструдер. Пользуясь PET Вы не встречали такого эффекта?

15.09.2019 в 20:04
0

Здесь ситуация скорее обратная. Пластик вытекает из сопла. Висящие капельки при перемещениях  цепляются за края модели и дальше за соплом тянется нитка. При чем чем светлее пластик - тем более выражен этот эффект.  На темных бутылках из под кваса такого почти нет. Motorist говорил уже об этом. 

14.09.2019 в 10:45
1

 Мог и ошибиться. Спасибо за возможный найденный баг.

Название драйвера А4988

С уважением к проделанной работе!!!

14.09.2019 в 12:03
0

Мне показалось, что станина и некоторые др. детали уже из бутылочного филамента? 

15.09.2019 в 20:06
0

Да. Стенки из пивных бутылок.  Распорки из квасных.  Мелкая шестерня из пивной, средняя композитная из спрайта и минеральной воды. Большая из под воды. Крышка бобины тоже композит.

14.09.2019 в 15:06
1

Я сделал примерно такой же станок (по мотивам станка Виталия Богачёва, его станок можете посмотреть на ютубе). В качестве редуктора использовал мотор редуктор от стеклоочистителя, в качестве регулятора оборотов китайская платка шим регулятора оборотов для коллекторных двигателей, катушку для намотки прутка готовая, после использования филамета от китайского производителя. Экструдер сделал из куска дюрали, фильера от сопла 3д принтера, рассверлив его сверлом 1,6мм. Пруток лучше делать немного тоньше стандартной толщины, гарантия, что не будет застревать в экструдере принтера. Бутылки предварительно распускаю на полосы шириной 10мм. Пруток получается в диаметре 1,65-1,7мм. Протягивал ленты через экструдер при температуре 240-250 градусах. У автора наверное сильно врет терморегулятор. В качестве регулятора у меня аналоговый регулятор температуры держит температуру в пределах 1 градуса, проверен мультиметром. Печатаю при температуре 250-260, мелкие детали нужно обдувать чтобы не кристаллизовался пластик, детали размером боле 3см в диаметре обдувать не обязательно. Печать по сравнению с ABS одно удовольствие, ненужна термокамера, спекаемость слоёв отличная, нет запаха, не искажает размер детали. Пластик гораздо прочнее ABS. Самый большой геморрой в этой технологии, возня с подготовкой бутылок и резка их на ленты.

15.09.2019 в 22:53
0

Все абсолютно точно как и у меня.  За исключением температуры.  У меня скорость протяжки ниже чем у Виталия Богачева, что скорее всего и позволяет свивать ленту на температурах много ниже 250 градусов. 

Температуру я проверял. Так что терморегулятор врет, конечно, но в пределах пары градусов. 

15.09.2019 в 04:29
0

Вы не рассматривали другую концепцию - измельчитель пластика. Далее измельчённый пластик загружается в контейнер и шнеком подаётся в экструдер. Заполнение прутка будет 100% и диаметр более менее будет одинаковым.

Собственно так и устроены "профессиональные" экструдеры. Шнековый податчик в самодельных экструдерах изготавливается из металлической трубы и бура для дерева в качестве шнека.

Вот по типу этого:


Температура в таких экструдерах конечно должна быть высокой, достаточной для полного расплавления пластика.

15.09.2019 в 22:12
0

 измельчитель пластика. Далее измельчённый пластик загружается в контейнер и шнеком подаётся в экструдер

Тогда и автобампера перерабатывать можно. И другой пластик. Но это уже уровень промышленного оборудования .

19.09.2019 в 21:31
0

Я получал пруток из пэт используя всего лишь паяльник с сделанной насадкой из алюминия и печатал необходимые мне модели, единственный минус ы таком время и не сильно качественный пруток, что приводит к застреванию но тем не менее  это дешево и без существенных затрат  

20.09.2019 в 01:00
0

Ломоносов с торговцами на лошадях в Москву поехал. С тех пор многое изменилось. Незачем аллюминиевые штуки к паяльнику мастырить, чтобы получить качественное сырье для печати. Я только что отпечатал корпус контроллера данного станка. Качество - выше всех похвал. С каждым днем я открываю новые прелести такого материала. При том затраты на производство минимальные. Откатаем технологию - будет не хуже заводского филамента. Теперь я уже в этом твердо уверен))))  

16.09.2019 в 02:14
2

 https://youtu.be/socnXGxqqLI роликовый бутылкорез на подшипниках. Пока обзорное видео. Позже запилю статью с обзором. 

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Подавалка припоя.

Продолжаем печать. Крым в Миниатюре. Мелочевка.

Почти случайно получилось

RCServo Extruder - 96-граммовый экструдер

Порисовали, попечатали (2-ая серия)

Печать нейлоном