Глубокий моддинг Qidi I-Mate S, часть 3
Уровень 3: Голова Икаруса
Как уже говорилось, самое слабое место Qidi I-mate S (да и вообще принтеров Qidi) - это голова. Но с другой стороны, эта проблема в полной мере осознана сообществом владельцев. И это сообщество надежно и наилучшим образом решило эту проблему, создав свою новую голову, которая является модульной, и позволяет построить решение под себя на любой бюджет и любые потребности.
Этот мод называется Икарус, сейчас актуальна версия 2.5, где изменения коснулись в основном дефлектора обдува детали. Хостится мод вот здесь:
https://www.printables.com/model/130789-icarus-2-qidi-x-max-x-plus-i-mate-x-maker-carriage
И по той же ссылке есть самое подробное описание печати, сборки и настройки мода, который превратит ваш Qidi в нечто гораздо большее. И если бы к подробному руководству мне добавить было, в общем-то, нечего, на этой ссылке можно было бы и завершить эту заметку. Но мне есть много чего добавить.
Итак, с головой Икаруса мы рассчитываем получить самый серьезный апгрейд стокоого Qidi, который даст следующие преимущества:
- Сокращение движущейся массы на 250-300 грамм - и соответствующий потенциал по увеличению скорости печати.
- Увеличение максимальной температуры печати с 250-260 градусов до 320-350. Технически есть возможность довести температуру даже до 400, но в реальности для этого потребуется использовать крайне термостойкий пластик для изготовления рамы экструдера.
- Втроенный натяжитель ремня оси Х, который позволит его, наконец, натянуть нормально. И в перспективе выломать миниатюрные подшипники ленивца, задумавшись о следующем уровне моддинга - что я и сделал, собственно.
- Возможность менять экструдеры и хотенды, подбирая себе конфигурацию по вкусу.
- Возможность в перспективе заменить посредственные стоковые подшипники LM8SUU оси Х на приличные удлиненные LM8LUU, или аналогичные по размерности Igus Drylin.
- Возможность использовать микрометр для точного выравнивания стола. Правда, это будет работать только если у вас на столе нет очевидных ям и выпуклостей.
- Бесценную возможность выбросить навсегда стоковую голову с предварительным ее расчленением на мелкие части.
Ну давайте начнем? А начать придется с закупок. В зависимости от бюджета, который вы готовы потратить, вы можете выбрать под себя различные комбинации хотенда и привода экструдера, начиная с бюджетного варианта V6 и BMG, заканчивая комбинацией Orbiter 2.0 и Rapido HF, на примере которой я и буду описывать нюансы сборки.
Здесь сразу надо отметить очень важный момент: для контроля температуры хотенда Qidi использует термопару, а не термистор, как многие другие принтеры. Если вы решите покупать хотенд Rapido HF, который уже интегрирует в себя модуль контроля температуры, надо обязательно покупать версию Rapido HF K500, где установлена термопара. Для всех остальных версий поддерживаемых хотендов термопара покупается и устанавливается в нагревательный блок отдельно - там уже от вас зависит, как все будет собрано.
Бюджет проекта в варианте с Rapido HF K500 и Orbiter 2.0 составит чуть меньше 10000 руб., что также включает в себя замену вентиляторов. Для других комбинаций его можно срезать вдвое, а то и больше - если оставить стоковые вентиляторы.
На странице проекта (см. ссылку выше) приведен набор всего, что вам понадобится для сборки. К нему у меня есть комментарии:
- Привод экструдера и хотенд выбирайте на свой вкус, как и нагревательный блок и термопару. Здесь сложно ошибиться. Но при этом не советую гнаться за нагревателем большой мощности. Дело в том, что в актуальных прошивках Qidi сломан механизм автонастройки PID, а без правильной настройки этих параметров температура хотенда высокой мощности будет бегать вокруг заданной на +/- 3-5 градусов. Этой проблемы нет с нагревательным блоком мощностью 40 Вт, и 60 Вт тоже обычно работают без особых проблем. Параметры PID можно настроить руками - в следующей части я поясню, как. Но это все же непростой процесс проб и ошибок, и советую подумать, очень ли вам нужна высокая мощность, или вы предпочтете надежный контроль температуры на нагревательном картридже послабее.
- В качестве вентилятора обдува радиатора хотенда автор мода рекомендует два варианта Sunon. На мой взгляд, оба далеки от оптимума. Первый несколько слабоват по мощности, и не позволит увеличить температуры печати выше 300 градусов. Второй, на который приведена ссылка, по мощности избыточен. Мало того, это не оригинал, и на максимальных оборотах он заметно вибрирует, что никак нельзя назвать положительным свойством - в этой его особенности пришлось убедиться на собственном опыте.Хороший компромисс между сверхмощным и хилым вентиляторами - Sunon MagLev MF40202V11000UA99. Его мощность достигает 0.85W, поток обеспечивается хороший, шумит мало, и вибраций не наблюдается. С ним можно уверенно выходить на температуры 320-340 градусов. Едва ли вам понадобится больше.
- Винтики М3 россыпью и разных размеров понадобятся в любом случае, а вот рекомендованный автором набор резьбовых вставок - это перепродажа Triangle Lab. Точно такие же вы можете найти дешевле, больше и ближе.
- Рекомендованный на странице мода набор из обжимного инструмента разъемов JST, куда входит также и коробочка с разъемами - это лотерея. Какого именно стандарта разъемы туда будут включены, заранее угадать невозможно. В моем случае положили неправильные, и набор разъемов пришлось докупать отдельно.
- Я не советую использовать рекомендованный автором филамент PA-CF15, и подробнее расскажу об этом ниже. Это снова перепродажа Triangle Lab филамента FusRock с накруткой цены. Кроме того, хотя я и использовал именно этот филамент во второй версии своего Икаруса, выявились неприятные проблемы в эксплуатации, и пришлось эту версию отправить под нож, напечатав итоговый вариант другим филаментом.
Ранние прототипы каретки из разных сортов пластика
Итак, вы скачали все необходимые файлы, и закупили все нужные запчасти. Пока запчасти едут, можно уже приступать к печати. Одна проблема: Qidi в стоке просто не умеет печатать высокотемпературными композитами - им нужна температура печати от 270 градусов, а при 260 начнет разлагаться тефлоновая трубка его жалкого хотенда. А по меньшей мере одна из деталей Икаруса должна выдерживать высокие температуры длительно. Вот почему:
Это снимок на тепловизор процесса печати с температурой хотенда в 310 градусов. Радиатор даже при хорошем обдуве может нагреваться до 160 градусов, а он непосредственно касается рамы экструдера. Таким образом, использовать для этой детали пластик, который не способен держать длительно хотя бы 140 градусов, - это довольно плохая идея. На кратковременных задачах, за несколько часов низкотемпературный пластик не поведет и не расплавит. А вот при длительной печати может произойти всякое.
Та же самая рама экструдера практически соприкасается с силиконовым носком хотенда. С разными моделями по-разному, но зазор довольно невелик. Ну а поверхность силиконового носка у нас точно так же может нагреваться до 150-160 (на фото температура показывается средняя между носком и кончиком сопла):
С другой стороны, из этих же самых теплограмм мы видим, что каретка и все остальные части Икаруса греются довольно слабо, едва ли выше 50-60 градусов. Так что их можно напечатать любым надежным пластиком, который есть у вас под рукой. В прототипе я использовал ABS. Сойдет и PETG.
Таким образом, каретку вы можете напечатать стоковой головой заранее и использовать ту, которая получится, не заморачиваясь с композитами. В идеале желательно сделать ее настолько легкой, насколько возможно при адекватной жесткости.
Процесс печати головы Икаруса, таким образом, будет включать в себя следующие этапы:
- Печать каретки и прочей мелочевки любым приличным пластиком с максимально возможным качеством;
- Печать временной рамы экструдера тем же самым приличным пластиком;
- Сборка прототипа, установка и настройка;
- Печать финальной версии рамы экструдера высокотемпературным композитом - эту печать мы проведем с использованием уже собранного прототипа;
- Сборка финальной версии, установка и настройка;
- По желанию и возможности: печать финальной версии каретки высокотемпературным композитом с максимальным облегчением. Если это перфекционистское стремление у вас возникло, Икарус придется еще раз частично перебрать.
На самой первой стадии мы печатаем прототип из любого качественного пластика. В архиве с моделями все ясно - нам по умолчанию нужна каретка icarus-2.1-normal-8mm в папке imate-imates-xmaker-8mm-rods. Однако, по моему опыту внешний диаметр линейных подшипников оси Х на Qidi слегка маломерит, и нормальная версия каретки может люфтить. Поэтому я рекомендую попробовать версию narrow, которая отличается меньшим диаметром посадки под линейные подшипники. Ее будет сложнее вставлять и защелкивать, но зато она будет прекрасно держаться, люфты исключены. Впрочем, это решение оставлю на ваше усмотрение.
ВАЖНО: перед печатью всех деталей проведите калибровку потока! Детали смоделированы с минимальными зазорами, и если напечатаются с искажением размеров, голова просто не соберется, либо не встанет на посадочные места на линейных подшипниках направляющих валов.
Кроме каретки, надо напечатать натяжители ремня из папки belt-pegs. Здесь я не советую брать версию для открытого ремня, которая имеет open-belts в имени файла. Ремень у нас будет хоть и открытый, подгонять его проще, продернув через держатель насквозь, можно играть с допусками.
В папке mounts выберите тот вариант рамы экструдера, который соответствует вашей сборке привода и хотенда. В папке ptfe-cutting-jigs выберите ту же комбинацию. Это не деталь головы, а вспомогательная направляющая для точной обрезки тефлоновой трубки. В принципе, она не обязательна - можно и по линейке подрезать аккуратно.
В общем случае в базовый комплект для сборки прототипа входит 4 детали и дефлектор обдува (на фото не показан):
Это собственно каретка (синяя - и не пугайтесь фото, у меня здесь самый кошмарный вариант), крепления-натяжители ремня (оранжевые) и рама экструдера (черная). Рама прототипа нам нужна на один раз, а все остальные детали могут войти в финальную сборку - печатайте их начисто.
Сразу будьте готовы к тому, что эта рама экструдера на прототипе одноразовая. Напечатать ее надо с максимальным качеством и из самого термостойкого пластика, который у вас есть под рукой. Обычно это различные версии ABS, который в общем случае длительно держит порядка 100 градусов. Этого будет достаточно для печати финальной рамы экструдера, если она уложится в 3-5 часов. Теоретически, в стоке I-Mate S способен напечатать эту раму и из PC/ABS, то есть из смесевого филамента с поликарбонатом, который имеет термостойкость повыше, доходящую до 130 градусов длительно. Но я не вижу в этом особого смысла - на один раз хватит и ABS.
Финальная рама экструдера, "Пахта", латунь. Прототип у меня не сохранился; он был напечатан из ABS от Bestfilament.
Когда печать закончена, можно приступать к сборке. По ссылке на странице проекта этот процесс описан в деталях и со множеством иллюстраций. Но к нему тоже есть несколько комментариев.
Сборка начинается с впаивания посадочных латунных резьбовых гильз. Справиться с этим несложно - паяльником. Но в инструкции на странице проекта почему-то предполагается, что все эти гильзы у вас встанут чисто. А этого не бывает - остатки расплавленного пластика почти гарантированно забьют отверстия. Некоторые из этих отверстий винты должны проходить насквозь. Поэтому я советую перед сборкой протянуть все резьбы длинным винтом М3, чтобы избавиться от остатков пластика и убедиться, что все отверстия нормально проходятся насквозь и без перекосов. При необходимости можно помочь себе сверлом на 2.8мм. К сожалению, если вы ошиблись при впаивании гильз - например, воткнули их с перекосом, - деталь у вас будет запорота. Вынуть резьбовую гильзу и вставить на ее место новую, чтобы она надежно держалась, обычно не удается. Так что будьте аккуратны.
Следующий этап сборки - обжимка разъемов. Здесь действует древнее правило "семь раз отмерь - один отрежь". А к отмеренному прибавьте пару сантиметров как минимум. Вероятность того, что вы что-то обожмете с первого раза неправильно, не такая уж маленькая, а обжатую клемму разжать обратно крайне сложно. Так что ошибки придется отрезать кусачками и обжимать по новой с потерей какой-то части длины провода. В общем, предусмотрите запас, и не наступайте на грабли, по которым я уже побегал. Лучше пусть провода будут слишком длинными - их можно прижать кабельными стяжками. А слишком короткие, при монтаже внатяг - это идея плохая.
Коммутационная плата со вставленными в нее разъемами. Здесь, на мой взгляд, нагляднее видна распиновка, чем на странице проекта. Обратите внимание на термоусадочные трубки на контактах термопары - они необходимы, чтобы не лохматилась стеклотканевая изоляция.
Особое, отдельное внимание надо уделить проводам термопары! Они отличаются от остальных проводов тем, что сделаны из особого сплава, обычно одножильные, плохо гнутся и имеют привычку ломаться, если их согнуть несколько раз. Кроме того, их изоляция типично выполнена из стеклоткани, которую сложно зачищать, и она имеет привычку лохматиться в месте зачистки. Я советую на каждую из жил после зачистки надеть термоусадочную трубку, чтобы предотвратить дальнейшее необратимое разлохмачивание изоляции. Удлинять провода термопары обычным проводом настоятельно не рекомендуется - она будет врать!
Отдельный комментарий для тех, кто собирает Икарус с использованием хотенда Rapido HF K500: провода термопары у него едва-едва хватает для прокладки к коммутационной плате. Штатный разъем при этом с платой не совместим, но его можно, наверное, как-то адаптировать - я не пробовал. В общем, когда будете срезать разъем термопары, срезайте его под самый корень, - и этого хватит совсем без запаса по длине. Так что обжимайте термопару последней, когда уже набьете руку на других разъемах. Здесь лучше все сделать с первого раза.
Rapido HF K500 и его термопара. Чтобы провода хватило, обрезать его надо под самый корень разъема, вместе с термоусадкой. Ее потом надо будет аккуратно снять скальпелем.
Если вы напутали с распиновкой, не спешите резать обжатые клеммы. Особенно это касается той же термопары. Тонким инструментом их можно извлечь обратно из пластикового разъема и вставить в другой. Для этого надо только поджать пружинную часть и аккуратно вытолкнуть провод с клеммой вместе.
Далее начинается сборка экструдера на раме. Здесь вам понадобится кусок тефлоновой трубки, который соединяет горло хотенда с приводом экструдера. Для его обрезки можно напечатать шаблон, либо отмерить по линейке. Но я рекомендую еще немного поколдовать с этой трубкой: тонким скальпелем вырезать на ней внутреннюю фаску. Вот так:
Этой стороной трубка идет наверх, внутрь привода экструдера. Наличие фаски упрощает загрузку филамента - он сам встает и центруется как надо. Без этой фаски трубка может стоять не вполне по центру, и попасть филаментом с первого раза будет намного сложнее.
Еще один комментарий для тех, кто будет собирать экструдер на хотенде Rapido HF K500: Терморазрыв здесь фиксируется тремя титановыми болтиками, которые с завода обычно затянуты слабовато. Я советую их вынуть и капнуть каплю фиксатора резьбы на каждый, после чего затянуть малость посильнее и навсегда. Без фанатизма - резьбу в алюминиевом радиаторе легко сорвать. В своем хотенде я дополнительно вынул терморазрыв и нанес на его трубочку тонкий слой термопасты для лучшего контакта с радиатором. Штатно контакт с трубки терморазрыва с радиатором термопастой не обработан, но без нее вполне можно жить. Если соберетесь, то не переборщите с ее слоем, чтобы она не забилась в горло - здесь лучше недоложить.
Финальная сборка экструдера на раме у меня выглядит вот так:
Рама здесь напечатана той же самой "Пахтой", инженерным высокотемпературным композитом eSun ePAHT-CF. В характеристиках "Пахты" указана способность держать 150 градусов длительно. Именно "Пахту" я рекомендую как лучший выбор пластика для этой детали.
Вот только это дорогой композит. Но вы можете попробовать найти пробник. Помните, что реальная необходимость использовать высокотемпературный композит - только для печати рамы, а туда его нужно всего лишь около 20 грамм при печати в 5 стенок. Пробника должно хватить. И да, при печати рамы не экономьте на стенках - в таком объеме никакого выигрыша по весу вы не сможете получить, а прочность можете потерять.
Впрочем, мы немного забегаем вперед, но это просто потому, что прототип рамы из ABS я выбросил. У вас на данном этапе рама будет не финальная, а временная. Выглядеть она в сборе будет примерно похоже. Обратите внимание на то, как протянуты провода. В этом месте рамы как раз есть место, чтобы их проложить, и они там будет лежать безопасно и аккуратно.
Дальнейшая сборка на странице проекта описана вполне ясно. Вставляется, рама, сдвигается, после чего на свое место встает вентилятор обдува радиатора. Рама задвигается обратно и фиксируется двумя винтами сверху и двумя сбоку - они также проходят корпус вентилятора насквозь. Дальше вщелкивается на свое место коммутационная плата, вставляются разъемы. У кого-то постоянно возникает вопрос о полярности проводов хотенда. Так вот, нет у них полярности - вставляйте, как хотите.
По непонятной причине на странице проекта почему-то вся прокладка проводов идет снаружи. С моей точки зрения, прокладку проводов хотенда и привода экструдера лучше выполнить через отверстие в каретке, вот так:
С правой стороны провода расположатся следующим образом:
Нам осталось вставить все разъемы в коммутационную плату, которую мы берем из стоковой головы. Стоковую голову пора бы уже и снять. Надеюсь, не надо лишний раз напоминать, что все операции по демонтажу и монтажу проводятся на принтере, отключенном от сети питания.
Со стоковой головы сначала снимается верхний кожух, который держится на одном винтике. После этого от коммутационной платы отключается шлейф и выводится куда подальше, чтобы не мешался. Потом прямо на месте выньте из нижней пластиковой рамы головы все ее потроха. Эта процедура описана в штатной инструкции в разделе про замену экструдера, есть картинки. Из блока потрохов выньте коммутационную плату и установите на ваш новый Икарус. Она защелкивается одним углом и фиксируется маленьким винтиком. Теперь можете подключить все разъемы - новая голова Икаруса готова к установке. Но надо освободить для нее место.
К этому моменту внутри принтера у вас должна стоять только нижняя часть пластиковой рамы и дефлектор обдува на ней, если вы его раньше не сняли. Снимите его сейчас. А теперь посмотрите внутрь стоковой рамы:
Вот в этом месте на двух винтах стоит прижим приводного ремня - на фото уже удален. Но обратите внимание: ремень еще дополнительно чем-то приклеен на место - на фото видны остатки клея. Когда вы будете вынимать ремень, будьте осторожны, чтобы его не повредить.
После снятия ремня - оставьте его внутри принтера - раму надо ее снять с линейных подшипников, на которые она защелкнута. Большими пальцами обеих рук толкайте голову вверх, и остальными пальцами толкайте вниз направляющие валы сначала с лицевой стороны, а потом с тыльной. Усилие, возможно, придется приложить довольно значительное - защелки там тугие. Вот так выглядит эта чать после снятия с посадочных мест.
Теперь мы видим 4 линейных подшипника на валах-направляющих, куда встанет наш новый Икарус - вы ведь его уже собрали до конца? Он точно так же, как и стоковая голова, защелкивается на подшипниках.
Далее устанавливается в натяжители-держатели приводной ремень. На странице проекта этот процесс проиллюстрирован в деталях. От себя я могу добавить только одно: НЕ ПЕРЕТЯНИТЕ РЕМЕНЬ! Именно его натяжением до возможного предела я сломал миниатюрный осевой подшипник оси Х. Конечно, он не должен провисать, но натянутым струной ему пока быть не стоит.
Снизу устанавливается на 4 винтика дефлектор обдува. Уже после того, как голова стоит на своем месте в принтере - а на фото он у меня установлен на вынутой, просто чтобы показать, как он крепится:
Осталось подключить шлейф, зафиксировать винтиком, и можно приступать к испытаниям.
Впрочем, подождите. Икарус у вас уже может бегать, шуметь вентиляторами и что-то даже печатать... неправильно. Потому что нужно еще "напечатать" код конфигурации, который надо взять из папки icarus-2-firmwares-and-gcodes в архиве файлов проекта. Использовать надо тот, который соответствует выбранной вами комбинации хотенда и привода экструдера.
В этом файле, если игнорировать комментарии, по сути выставляется корректное направление движения мотора для привода экструдера и его шаг. Кроме того, там присутствует строка, которая корректирует максимальную температуру сопла - но она закомментирована. Мы же не просто так возились с этой головой - мы же рассчитываем, среди прочего, повысить и максимальную температуру печати? Тем более что это нам понадобится, чтобы напечатать финальную версию рамы экструдера.
В общем, открываем файл в текстовом редакторе, и ищем закомментированную строку вида:
; M8022 I400; (use at own risk, increase print temp)
Убираем точку с запятой и пробел в начале строки, но при этом еще корректируем значение максимальной температуры. Все же 400 - это явный перебор. Получиться должно примерно следующее:
M8022 I320; (use at own risk, increase print temp)
Здесь я поставил максимальную температуру в 320, у меня именно такая настройка. Этого вполне достаточно для всех пластиков, которые сможет кушать Икарус, и даже есть некоторый запас.
И вот теперь файл конфигурации мы сохраняем, сбрасываем на флешку и "печатаем". После чего Икарусом можно пользоваться штатно. Тестируйте!
Распространенная проблема у моддеров, использующих Икарус, - это индикация температуры хотенда 1077 градусов после установки. У меня так тоже было. Это происходит в одном из трех случаев:
- Вы невнимательно читали инструкции и таки вместо термопары поставили термистор. Или купили обычную версию Rapido HF вместо версии K500, оснащенной термопарой. В этом случае придется купить и установить новую термопару. Но сначала проверьте два других варианта.
- На коммутационной плате нарушен контакт между кабелем термопары и разъемом, либо где-то оборван провод термопары. Проверяйте контакты и устраняйте проблему. Если не поможет, проверьте следующий вариант.
- Перепутаны местами провода термопары на разъеме. Надо вынуть клеммы из пластиковой обоймы и вставить их правильно. Далее см. пункты 2 и 1.
Что мы получили? А вы знаете, ведь мы получили совсем новый принтер совсем другого класса! Теперь у него прекрасная голова, которая может печатать на удвоенной в сравнении со стоковой скорости, легко работает с любыми пластиками, быстро бегает, легко заменяет сопла, избавлена от тяжелого наследия Мк.10, ну и вообще - прелесть! Все остальные моды, которые я планирую описать на следующих уровнях, - это уже отчасти перфекционизм, вылизывание полученного на данном уровне результата.
Впрочем, в следующей статье серии я еще вернусь к Икарусу. Ведь мы не закончили с финальной версией рамы экструдера, да и калибровку температуры под новый хотенд тоже важно. Следите за рекламой.
Еще больше интересных статей
Материнская плата 3D принтера на основе МК STM32F407VE.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Продолжение проектирования, версия 3.1
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Идея, рождённая в сентябре 2023 потихоньку ид...
Z-Bolt - H-bot & CoreXY 2в1. Чертежи для резки. Список деталей. Видеоинструкция по сборке.
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Часть 1.
Часть 2.
Часть 3....
Комментарии и вопросы
Ладно. Новый день, новый разго...
Или если быть точнее - привод,...
Выложил сюда на сайт, вот ссыл...
Добрый день, подскажите, пожал...
У меня есть креалити k1c и qid...
При печати пластик не прилипае...
День добрый товарищи! Есть иде...