UlTi-Chimera

Моя первая статья на этом ресурсе. Но а где еще разместить по 3D принтеру?Краткое описание есть на https://www.thingiverse.com/thing:4372303Но тут развернутое.

Вдруг кому пригодится такая конструкция. Принтер работает весьма неплохо. Конструкция простая и дешевая. Просто жалко будет если пропадет. А так, может кто воспользуется.Из недостатков, которые меня напрягают, это не очень удобный доступ к разборке хотенда. Провода проложены не удачно к нему. И необходимость периодической смазки втулок. Но это стандартный недостаток ультисхемы.UlTi-Chimera, как следует из названия, гибрид чего-то Ulti-подобного и еще чего-то. Так и есть. С одной стороны, принтер собран из того, что валялось и жалко было выбрасывать, а с другой, никаких компромиссов при сборке не предполагалось.

Предвижу вопросы, «зачем», «почему», «для чего», «может лучше было» и «зачем оно было надо». Расскажу по порядку. Бюджет постройки? Это самый сложный вопрос. Я собирал из того что валялось без дела. Я только покупал резьбы с гайками. Это около 1000р. Точно не могу сказать. Поскольку резьбы и крепеж покупал вместе со всякими стройматериалами. По прикидкам валы с подшипниками обойдутся еще в пару тыр.Вопрос «зачем»? У меня есть самодельный Hypercube-Evolution на профиле 2020, со столом 300x300 (и с ременным приводом стола, если кому интересно). Но каждый раз раскочегаривать его, чтобы распечатать фитюльку 2 см, это перебор. Стол греется до 75 градусов 6 минут. Еще 2 минуты он греет хотенд и выравнивает стол. И потом он эту фитюльку будет печатать 5 минут. При этом не хило отапливая квартиру. Сейчас могут возразить, что с грелкой на 220в, нагрев стола 2 минуты. Вот только не забывайте, что потом все-равно столу нужно дать время, чтобы температура стабилизировалась и он принял ту форму, при которой он работает. А это все-равно еще 2-3 минуты. Это как с ДВС. Все думают, что прогревают двигатель для правильного смесеобразования и правильных зазоров в ЦПГ, а на самом деле чтобы блок принял ту форму при которой он обычно работает. Извините отвлекся. Даже самодельный стол на моей «Химере» прогревается за 2 минуты. Это позволяет сразу включить и прогрев хотенда. Ну еще полминуты автоуровень по 4м точкам (а не по 25). На все примерно 4-5 минут.Почему не схема Прусы? Действительно, она компактней и менее материалоемкая. Но в моем случае есть пара нюансов. Один ответ ниже, а второй, самый важный. У меня последнее время падает зрение (возраст). И наблюдать за печатью на «дрыгающемся» столе мне просто не комфортно. Ничего против «дрыгостолов» я не имею.Почему все такое «квадратное»? Все проектировалось в FreeCad. По работе я линуксоид и мне не очень хотелось ставить винду только лишь для кадсистемы, которой я буду пользоваться только для хобби. А у FreeCadа есть целый букет глюков. Например он не очень любит делать фаски. Иногда у него получается хорошо, а иногда просто вылетает. Следующий вопрос, почему рама «на резьбах», то есть на резьбовых шпильках, как в каком-то RepRap? Ну вообще это не RepRap. Вам не удастся распечатать его на нем самом. Шпильки М12 используемые для вертикальных стоек, по жесткости мало отличаются от профиля 2020. Да и М10, из которых собрана верхняя рама, в паре с уголками 20х20 из алюминия, тоже уступают не сильно. Вообще я мог собрать его и из 2020. У меня этот профиль есть в нужном количестве, но на момент проектирования недостаточно было крепежа. И угловые элементы для 2020 нужно или стандартные из металла, или печатать очень массивные. При этом вылезают компоновочные проблемы. Для ультисхемы нужно предусмотреть подшипники и размещение моторов, и для компактности придется тянуть ремни. Я недавно собирал ультик с приводом вала через муфту. Пришлось этот вал закреплять только в одной опоре. Второй опорой был мотор. В общем это то еще извращение. Каркас Химеры имеет приемлемую жесткость. При печати с ускорениями 3000мм/с2 и на скорости 100мм/с (перемещение 120), каркас не гнется, а принтер скачет весь (тут смайлик напрашивается). Шутка. Скакать, он тоже не скачет. Вес нижней плиты не дает.Почему UlTi? Почти год назад я попытался собрать принтер с этой кинематикой. Я использовал чертежи от известного проекта (http://ulti.tiger3dp.ru/), но для стола 300х300 и с шасси из профиля 2020. Нарисовал проект. Заказал детали. Уже начал печатать. Вот те самые каретки, которые вы видите на фото,были напечатаны год назад. Еще до того как пришли все детали, до меня дошло, что полуметровые 8мм-е валы в ультисхеме работать не смогут. Время поджимало, нужен был принтер и я быстренько сварганил Гиперкуб. Но «запчасти» остались. Тем не менее, Химера это тоже не UlTi. Каретки переделаны под втулку с внешним диаметром 11мм (в отличие от оригинала, где 12мм). В каретках отверстия для смазки. Так и хочется с акцентом сказать: «швейный машинка «зингер» видел, да?» И еще, кинематика не совсем ультимейкер. Я думаю по фотографиям видно как устроена кинематика. Фотограф я не плохой, но старался. Ремень от мотора перемещает каретку и вращает промежуточный вал. При этом ремень ни как не касается ближнего к мотору вала (ленивца). На валу даже нет шкива. Промежуточный вал (дальний от мотора), как у ультимекера направляющая для каретки другой оси и привод второго ремня. Второй ремень, уже как у ультимейкера двигает вторую каретку (ну и вращает ленивец). При проектировании была даже мысль сделать вал (ленивец) неподвижным. Но прикинул, что по сложности разницы нет, но вращающийся вал компактней. Вот, собственно, разгадка названия Химера. Некое существо, тело которого состоит из частей других животных.

Данная схема, к сожалению, не подходит для больших принтеров. Будет перекос крестовины из за растяжения ремней на больших скоростях. Это хорошо работает только при коротких ремнях.Печатная голова переделана под LM8LUU. Честно говоря, линейные подшипники применены из-за того, что надо смазывать еще и этот узел. К сожалению втулки это лишняя грязь. Обычно среднестатистический ультимейкер со временем своими потеками масла начинает напоминать колхозный трактор. Если кому интересно, то каретки и голова должны встать на UlTi. Размеры соблюдены.

Еще обдув переделан под установку E3Dv5. То что было под рукой. А под рукой были железки от Anycubic Kossel. Неплохой принтер к слову. Даже, я бы сказал, беспроблемный. Только медленный. На скоростях больше 80мм/с, начинает сильно проявляться занос экструдера. А еще он громоздкий для маленькой зоны печати. При диаметре стола 240мм, зона печати получается 220мм, а если что-то квадратное, то 170х170 примерно. Не удобно. Это еще одна причина почему появилась эта Химера.Ось Z у Химеры на ремне. Вес не большой, точность вполне приемлемая. Не хуже и не лучше чем на модном T8 винте. Если кого-то смущает падающий вниз стол, то это проблема только в случае если вы предусматриваете автовосстановление печати после сбоя электропитания. Для примера у меня есть Гиперкуб с приводом стола ремнями.  Стол 300х300. Два ремня через вал. Вал приводится через ременный редуктор 4:1 (или 1:4, кому как нравится). Вполне беспроблемный узел. Ходовые ремни на гиперкубе я уже менял, а у механики стола даже не натягивал. Так что ремень на оси Z это нормальный вариант.

Ну и сборка конечно же. Для постройки принтера использовано (BOM): вал 8mm x 285mm - 4шт; вал 8mm x 220mm - 2шт; вал 12mm 300-350mm  -2шт (можно 10мм есть stl модели); ремень GT2; ролики GT2-20 зубъев 8mm вал 6шт; ролики GT2-20 зубъев 5mm вал 3шт; ролик c подшипником GT2-20 5мм вал 1шт; втулки бронзовые 8*11*30(35) (можно 8*12*35 с деталями от UlTi) -4шт; подшипники линейные LM12UU -шт4 или LM12LUU -2шт (или LM10UU/LM10LUU); подшипники линейные LM8LUU/LM8UU (можно 8*11*30/8*12*35 с UlTi E3d holder); подшипники F688ZZ -8шт; Шпильки резьбовые M10 x 332mm -8шт; Шпильки резьбовые M12 x 410mm -4шт; Гайки M10 и M12 желательно самоконтрящиеся. Уголок алюминиевый 20x20мм 2-3мПрямоугольная алюминиевая труба 20x20мм - 250мм  2шт Различный крепеж М3 (ну это думаю и так понятно).

Печаталось пластиком PETG. Каретки и мелочевка соплом 0.4мм, слоем 0.2мм, стенка 1.2мм, заполнение 100%. Элементы каркаса соплом 0.6мм, слоем 0.3мм, стенка 2.4мм, заполнение 25%. В идеале конечно лучше соплом 0.4мм и 100% заполнением. Модели верхней части каркаса печатаются по две. Они одинаковые. Просто «мотормоунт»  оси X при монтаже переворачивается.Модель нижней части каркаса только одна. Их нужно распечатать пару прямых, пару зеркальных. Отзеркалить в слайсере.Для сборки, кроме деталей, нужно запастись шаблонами. Кусок ДСП подходящего размера. Важно чтобы его хватило просверлить отверстия по сторонам квадрата 295х295мм. Отверстия 12мм. Потом этот кусок ДСП рекомендуется использовать в качестве шасси принтера. Полезно, поскольку у него верх тяжелее низа. Еще нужны шаблоны 245мм для валов. STL есть в комплекте. Сделать 4 штуки. Понятно, что не все имеют возможность распечатать такие шаблоны. Они 260мм получаются в длину. Но это очень важная вещь. Нужно соблюсти расстояние между валами. Иначе кинематику будет клинить. По этому если нет возможности напечатать, то хотя-бы из фанеры вырезать.

Собственно сборка начинается со сборки верхней рамы. На шпильки накручивается нужное количество гаек и устанавливается нужное количество шайб, а так же крепления направляющих оси Z, кронштейн концевика и кронштейн фидера. Все это наживляется. Потом нужно вставить подшипники и валы (лучше какие-нибудь не нужные). Естественно с шаблонами 245мм. Потом это все притягивается к ДСП. Проверяется квадратность и прараллельность. Ну а дальше затягиваются гайки угловых элементов каркаса. Верхняя часть рамы готова. Нижняя собирается аналогично. Шаблоны 245мм и валы не вынимать до конца сборки. Их можно будет демонтировать только когда каркас будет полностью собран, будут установлены направляющие оси Z и вы приступите к установке кинематики.

Из уголка 20х20 делаются усиливающие элементы. Чертежей не привожу. Понятно и по фотографиям. На всякий случай скажу, что расстояния между отверстиями те-же 295мм. Отверстия 12-12.5мм. Желательно сместить к краю полки уголка, чтобы гайка, с размером под ключ на 19, могла прокручиваться.На фотографиях видно еще временную прямоугольную трубу сверху. Она использовалась при сборке для контроля диагонали и при тестировании. В последствии она была демонтирована, поскольку мешала работе боудена.

Дальнейшая сборка описания особого не требует. Вынимаете временные валы и шаблоны, и собираете кинематику.

Пара замечаний. Есть два варианта размещения концевика Y. В максимум и в минимум. В максимуме, печатная голова получается расположена по классике, как у UlTi. Но траверсы рамы стола получаются длиннее. Это увеличивает плечо и уменьшает жесткость. Концевик в минимуме делает не очень удобным сборку разборку хотенда. Концевики X и Y механические. Модель концевика не назову. По отверстиям он 6.5мм.

У оси Z концевик оптический. Я его поставил в максимум. Но это было сделано с расчетом на установку BL-Touch, который у меня случайно завалялся. Но лучше концевик Z ставить в минимум. Он, зараза, чувствителен к засветке. Принтер у меня стоит на окне, и пока я BL-Touch не поставил, он у меня в пасмурную погоду выставлял один зазор, в солнечную другой. Правда если у вас не будет концевика Z-max, то желательно поставить какой нибудь упругий элемент, чтобы в начале парковки, когда принтер пытается отодвинуть стол на 5мм(если не путаю), чтобы он упирался в этот ограничитель.Чертежей стола и рамы стола не привожу. Делалось по месту. Принтер рассчитан на зону печати 150х150мм. Расстояние по центрам траверс 150мм. Сами траверсы у меня длиной 250мм. Стол 160x160мм с расстояниями между отверстиями 150мм будет оптимальным. При этом останется край для клипс стекла. У меня стол самодельный из фольгированного текстолита. Примерно 60 Вт. Но лучше взять покупной. Например такой: https://aliexpress.ru/item/32920363669.htmlИз принтера можно выжать все 160х160. Там проблема только в том что каретки упираются в ролики.Еще для выравнивания крестовины, тоже желательно иметь шаблоны. Их можно найти в описаниях к различным Ультимекерам. Там где описывается процедура натяжки ремней. Это второе неудобство ультисхемы. Для натяжки ремней нужно сначала расслабить ролики выкрутив бужы, апотом натягивать ремни. После чего нужно выставить параллельность перекладины крестовины с помощью шаблона. И снова затянуть ролики. И так каждый раз. Из за этого у фирменного UM2 стоят кольцевые ремни и каретки с пружинками внутри. Каретку можно двигать руками. Но это к слову. У меня была мысль поставить каретки Ультимейкера. Но поленился подбирать кольцевые ремни. Вообще это не сложно реализовать. Развернуть всю конструкцию на 90 градусов, как-бы поменяв ось X и Y местами, и прикрутить кронштейн мотора Z на другую траверсу, к верх ногами. Валы оси Z придется взять 350мм. Ну еще голову от UlTi рассчитанную под втулку 12мм распечатать. Тогда можно поставить в нее LM6LUU и соответственно валы крестовины 6мм.

Это самая-самая первая печать. Как вам для первого раза на не настроенном принтере и с глючным фидером, пропускающим шаги?