Усиление рамы принтера из алюминиевого профиля торцовыми соединениями

Очередной зуд модернизации старенького самодельного HyperCube EVO привел меня на сайт Voron. Рассматривая сборку рамы современных Voron 2.4 и Voron Trident, с удивлением обнаружил, что никаких уголков и сухарей там нет. Есть винт с полукруглой головкой, которой он цепляется за профиль и закручивается в торец другого профиля.

Ну и дополнительно жесткость там обеспечивают внешние стенки.

Voron для меня всегда был эталоном DIY, обеспечивающим скорость и качество печати за счет отличной механики и жесткости рамы. Стало интересно попробовать такое соединение на своем принтере. Попробовал на коленке: соединил три обрезка профиля таким образом под углом. Винты отлично подошли старые советские с полукруглой головкой ГОСТ 17473-80 под отвертку с плоским шлицем.

Соединение получилось крепким. Главное, чтобы весь профиль был обрезан с точным соблюдением размеров и перпендикулярности реза.

Если нарезать резьбу M6 в торце профиля по готовому отверстию несложно, то сделать точно и вертикально отверстия в профиле, не имея нормального станка, — сложнее. Но принтер-то ведь есть! Печатаю шаблон для сверления обычной ручной дрелью.

Для нарезки резьбы купил набор метчиков на Озоне. Второй не перенес даже одной резьбы в алюминии. Пришлось крутить грубым и чистовым. Но с маслом все нарезалось без проблем.

Винтов старых советских было мало, купил DIN 7380 из нержавейки под шестигранник. Идеально подошли.

Чтобы углы собирались точно, напечатал еще один угловой шаблон для сборки.

 И вот она — рама, построенная без уголков, на одних винтах, закрученных в торец профиля.

Сборка прошла быстро и без проблем. Все углы получились прямыми, а размеры — точными (в пределах точности моего измерительного инструмента — линейки и строительного угольника).

Затраты:

• Набор метчиков M6 — 500 р.
• Сверло 6 мм по металлу — 100 р.
• Винты из нержавейки DIN 7380 M6×16, 40 шт. — 300 р.
• Пластик на всякие шаблоны — 100 р.
• Время на нарезку резьбы и сверление отверстий по шаблону — 2 часа.

Что понравилось:

• Соединение жесткое, лучше, чем внутренние сухари, на которых раньше была собрана рама.
• Если профиль напилен профессионально, то сборка сразу дает хорошую геометрию.
• Сама сборка быстрая и простая. Юстировка при необходимости тоже простая: ослабить, поправить, затянуть торцевые винты.

Какие вижу проблемы:

• Рама имеет низкую жесткость на скручивание профиля. Поэтому желательны внешние уголки или внешняя обшивка профиля.
• Жесткие требования к обрезке профиля. Профиль, обрезанный вручную болгаркой, пожалуй, собрать будет проблематично.
• Трудоемкость при ручном изготовлении. Самой затратной операцией оказалась нарезка резьбы.

В результате добавил к торцевому соединению рамы уголки (в основном напечатанные) для усиления на осевые нагрузки профиля. Внешние стенки пока не делал.

Тест с акселерометром показал, что доступное максимальное ускорение выросло с 3000 до 7000 мм/с², что меня сильно порадовало.

Мой принтер продолжает печатать кубики, а я — внимательно изучать сайт Voron, ибо в DIY нет цели, есть только путь.