Дайджест обновлений VolgoBot A4 PRO

volgobot
Идет загрузка
Загрузка
09.06.2021
1517
12
Бизнес

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.

25
Статья относится к принтерам:
VolgoBot A4 PRO

В начале прошлого года наша команда представила публике профессиональный 3D принтер с термокамерой VolgoBot A4 PRO (ссылка). За это время мы прошли большой путь в развитии продукта, выпустили 5 обновлений и провели рефакторинг проекта. В этой статье я расскажу о том, какие изменения произошли и как мы изменили свои подходы в работе.

Напомню, что своей целью в этом проекте мы ставили разработать профессиональное устройство для различных организаций, которым нужны прочные и точные детали. Спектр материалов по температуре печати от WAX3D до PEEK, поэтому это изначально должен был быть принтер с активной термокамерой и жесткой механикой. Проект был начат в 2017 году, первые серийные версии появились к концу 2019 года. Чтобы хоть немного систематизировать сводку изменений структурируем её по разделам:

Механика

Механика осей XY осталась также построенной на 4 рельсах MGN9. Но H-bot на 10 мм ремне был заменен на 2 варианта: CoreXY с 6 мм или c 10 мм ремнями на усмотрение заказчика. Стоковый вариант оси Z остался прежним - круглые валы 12 мм и винт с трапецеидальной резьбой диаметром 8 мм, однако появилась усиленная версия на рельсах MGN9 и ШВП диаметром 12 мм. Для усиленной версии теперь используются индуктивные датчики.

Здесь стоит сказать несколько слов о ШВП. Многие производители вообще не ставят опоры ШВП и всю нагрузку оставляют на муфту, что конечно же является неправильным, однако позволяет избежать волн на модели в случае некачественной обточки валов, их кривизны ну или же просто не правильной установки. В идеальном случае ставится 2 опоры, одна из них с жестким закреплением, другая с плавающей посадкой, и только после этого вал соединяется с двигателем с помощью гибкой муфты.

Однако после испытаний и экспериментов мы пришли к выводу, что все таки можно оставить 1 опору с жестким закреплением. В таком случае жесткости и точности при правильной сборке более чем хватает, но зато конструкция не является избыточной. Также понадобилось некоторое время, чтобы подобрать подходящего поставщика ШВП, поскольку некоторые присылали валы с биением до 0.3мм. Сейчас все поступающие валы проверяются на биение с помощью индикатора и биение не должно превышать 0.03 мм, чего более чем достаточно для отличной печати.

Рама 3D принтеров VolgoBot делается из листовой стали. Важно, что толщина сама по себе не является решающим параметром (если это не 10 мм, конечно), намного большее значение имеет расположение и форма ребер жесткости. Но в любом случае раньше это была 2 мм гнутая сталь. Сейчас же мы перешли на 4 мм пластины с прикрученными ребрами жесткости. Так получается значительно жестче и ровнее. К тому же в таком виде рама менее подвержена температурным деформациям при прогреве конструкции. Ну а благодаря новой конструкции появилась возможность регулировать раму с помощью системы пазов. Теперь мы выставляем геометрию всех принтеров по индикаторной стойке. По всем измерениям на всю рабочую область отклонения не должны превышать 0.1 мм. Конечно, это может показаться плохим значением после очень популярного значения “Точность позиционирования 12.5 микрон”, однако напомню, что под этим числом производители обычно имеют ввиду дискретность перемещения для линейного привода. То есть 1 микрошаг на единицу длины. И он не включает в себя перекосы механики, люфты, растяжение ремня и т.д. Мы же имеем в виду метрологическое понятие точности.

Термокамера и рабочий стол

Камера претерпела также ряд изменений, самое главное из них - изменение мощности нагревателя, она была увеличена до 1500 Вт и теперь позволяет прогреть камеру до 120 градусов менее чем за 10 минут. Материал самой камеры был изменен на нержавеющую сталь, а также появился лючок для обслуживания и чистки нагревателя.

Помимо стандартного рабочего стола с силиконовым нагревателем появился новый, со специальными жаропрочными магнитами и прогревом до 200 градусов.

Теперь есть возможность использовать съемные магнитные подложки из жаропрочной стали чтобы быстро снимать массивные детали и снова запускать следующую печать.

Безопасность

Радикальное повышение мощности потребовало более пристального внимания к выполнению электропроводки и контролю соответствия требований электробезопасности по ПУЭ.

Также мы радикально решили проблему с выбросами вредных веществ при печати. Поскольку как показывает практика и некоторые научные источники, большинство угольных или HEPA фильтров недостаточно хорошо справляется с таким родом загрязнений, да к тому же требуют регулярной замены, которой обычный пользователь, к сожалению пренебрегает, в наших принтерах появилась возможность подключаться к централизованной системе вентиляции. Конечно, это требует некоторых условий по установке оборудования, однако является самым эффективным решением проблемы.

Электроника

Что касается электроники, то мы перешли с самых распространенных Atmega 2560 на на STM32F4. В прошивке появился MESH BED LEVELING и LINEAR ADVANCE. Драйверы могут быть как стандартные А4988, так и TMC2209. Изначально в наших принтерах большое внимание уделялось шумоподавлению, а потому вся рама рассчитана на резонансные частоты и с помощью эластичных демферов на шаговых двигателях шум шаговиков при печати зачастую еле различим. В качестве экранов используется как старый и всем известный LCD12864, так и новые сенсорные экраны различных диагоналей 3,5, 4,3, 5 и 7 дюймов на выбор.

Внешний вид

Все это не могло не затронуть внешний вид, поэтому принтер сильно изменился и стал более удобным. В основном все изменения были сделаны на основе замечаний и предложений наших заказчиков.

Камера перестала делаться из стали с жаропрочным покрытием, теперь она из нержавеющей шлифованной стали, а глянцевую черную покраску корпуса мы заменили на темно-серый муар. Это позволяет оборудованию намного дольше сохранять презентабельный вид при эксплуатации. Подлив и контроль уровня жидкости в системе охлаждения стал более удобным. Появились газовые лифты на передней дверце, быстросъемный лючок для обслуживания контроллера, отдельный винт для подключения к шине заземления. Верхняя крышка делается теперь из прозрачного поликарбоната. Тумблер запуска теперь находится по левую руку на принтере, чтобы его было удобнее включать/выключать.

Некоторые пользователи переживали, что гармошки разграничивающие камеру и пространство принтера будут лопаться, осыпаться и выходить из строя. К счастью, этого не произошло ни у одного клиента, поэтому они остались без изменений.

Печать

Такие температуры позволяют изготавливать модели как из АБС любого размера и плотности заполнения, без трещин и деформации, так и, например, из таких материалов как чистый Полиамид-6 (НИТ) и PEEK (РЭК, U3Print). Однако печать этими материалами обладает особой спецификой, о которой мы расскажем в следующих статьях.

На фото деталь из PA66 GF30 от Филаментарно с плотностью заполнения 100%. Она работает в достаточно агрессивных условиях производства в составе станка.

Подход к качеству

Что касается качества продукции, то здесь был также пройден огромный путь. Мы прислушивались ко всем замечаниям от наших клиентов, тщательно проверяли различные варианты и по итогу, у нас ни осталось ни одной детали старой конструкции или от старых поставщиков. Изменения коснулись абсолютно всего, вот только некоторые из них:

- Листовые детали теперь приходят от более ответственного изготовителя - старые могли прийти поцарапанные и с большой задержкой;

- Токарные детали приходят от более профессиональной металлообрабатывающей компании - как оказалось попасть в 6 квалитет для многих токарей является непосильной задачей;

- Фрезерные детали мы стали изготавливать сами для лучшего контроля качества;

- Крепеж из оцинкованной СТ3 с крестовым шлицом была заменен на крепеж под внутренний шестигранник из нержавеющей стали;

- Рельсовые направляющие теперь используются только оригинальные HIWIN, но по запросу можем установить и Bosch Rexroth;

- Блоки питания теперь используются от Meanwell;

- Алюминиевые нагревательные блоки были заменены на медные с никелированием;

- Поменялись даже латунные штуцеры-ёлочки, на латунные штуцеры с никелированием.

Бизнес-модель

Как можно было понять из статьи, мы предлагаем заказчикам различные опции.

Поэтому каждая единица техники собирается или комплектуется индивидуально под конкретного заказчика. Конечно, это не очень подходящая схема для массового производства, однако 3D принтеры сейчас не являются таковыми. Зато благодаря этому подходу мы можем “заточить” оборудование под конкретный случай и сделать так, чтобы клиент не переплачивал за то что не будет использовать.

У нас есть базовая версия оборудования, которая сейчас стоит примерно 310 тысяч. Далее мы предлагаем дополнительные опции, которых у нас набралось достаточно много, начиная от высокотемпературных печатающих головок, заканчивая шириной ремня на осях XY. Список главных из них представлен ниже:

Что дальше?

В следующих статьях мы расскажем о печати Полиамидом 6, PEEK, PEEK GF30, PA66 GF30, термообработке и прогнозированию усадки. Также Вы можете написать, какой аспект нашего дела Вас интересует и мы об этом с радостью напишем.

________________________

Козенко Михаил

Директор компании VolgoBot

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.

25
Комментарии к статье

Комментарии

09.06.2021 в 12:16
1

серьезный подход, внешне похоже на духовку из-за дверки)

09.06.2021 в 12:50
0

У духовок кстати очень удобные дверки, их снять можно в любой момент, благодаря петлям.

09.06.2021 в 15:34
0

вот это уже похоже на пром принтер для высокотепературных пластиков
а не это ваше все :-)))

классный агрегат

09.06.2021 в 17:00
0

Молодцы парни!

Рад, что в нашем городе не только барыги есть. )))

09.06.2021 в 18:33
0

Действительно достойная работа. Движение в верном направлении.

Однако есть вопрос.

Однако после испытаний и экспериментов мы пришли к выводу, что все таки можно оставить 1 опору с жестким закреплением. В таком случае жесткости и точности при правильной сборке более чем хватает, но зато конструкция не является избыточной. 

Глядя на конструкцию портала Z сложно представить как биение вала передается на плоскость горячего стола. Учитывая наличие MGN9 у которых люфт штатный измеряется тысячными долями ...

09.06.2021 в 21:08
0

Для МГН9 ШВП 1204 является сильно избыточной и может согнуть вместе с корпусом, МГН вообще не приспособлены для высоких нагрузок, поэтому выбирая люфт в них ШВП может давать нехилый воблинг. Одна опора может его нивелировать за счет изгиба самой ШВП. Для низкоскоростных перемещений стола неплохо было бы использовать HGR, но тут вылазят габариты... Принтер как всегда сплошные компромисы.

13.06.2021 в 19:44
0

Вы простите, о чём?

Смотрим картинку внимательно:


Чтобы согнуть поперечину портала по ребру нужен ХОРОШИЙ пресс, а не NEMA17 и ШВП12! Рекомендую заняться расчетами. Скорее возможен прогиб рельс (если нет ребра жесткости) к тыльной масти принтера в случае высокой нагрузки консоли, но это очень маловероятно. 

Второе. Читаем ТТХ MGN9 - средние погрешности отклонений у класса С (низший) 0,03мм. У класса H (средний) - 0,02мм По высоте вообще у H - 0,015мм


Конечно, для портала Z лучше использовать 12 или 15 рельсы. Я MGN15 ставил. Но и на девятые нагрузки не запредельные. Просто меньше ресурс. Всего лет на 60 хватит, а не на 80... (шутка) :)  

А вот "нивелировать за счет изгиба самой ШВП", значит запускать фактически бракованное оборудование в работу. Компромиссов тут быть не должно. Присутствие обоснованного инженерного решения приветствуется.

14.06.2021 в 12:45
0

Собственно говоря вы не совсем правы, для MGN9H - базовая динамическая нагрузка 2.55 кН, а это 260 кг на один подшипник. Изогнуть раму и каретку из 4 мм стали с ребрами жесткости он тоже не может. А вот что имеет значение, так это люфты. Для больших рельс того же класса точности абсолютные значения люфтов больше, что уже намного хуже.

10.06.2021 в 09:59
0

Если "ребра жесткости" сделать не из пластин, а "профтруб" такой же "высоты", то засыпав их сухим песком можно резко (в литературе минимум на порядок амплитуда резонансов падает) все резонансы в системе подавить.

Ну и при том же весе (стенка 1 миллиметр против 3 мм у пластины) жесткость растет на порядки.

Песок добавит конечно тяжести... но тяжесть это надежно :)

13.06.2021 в 19:48
0

 то засыпав их сухим песком

Я предлагаю бетоном М700... :)

И гирю пудовую внизу цепью....

И никаких резонансов.... понимаешь...

13.06.2021 в 19:55
0

Теперь есть возможность использовать съемные магнитные подложки


Покупал тут намедни магниты неодимовые для нужд хозяйственных в "магазине магнитов". Там спецы поведали, что стандартные типовые магниты после +80°C резко теряют свои свойства магнитные... Существуют жаропрочные, но они существенно дороже.

Интересно, какие магниты используют производители и  какова практика их работоспособности после разогрева стола до +120°С?

14.06.2021 в 12:58
0

Добрый день! Неодимовые магниты существуют нескольких классов:

Марка N (Normal) — до 80 С.

M (Medium) — до 100 С.

H (High) – до 120 С.

SH (Super High) — до 150 С.

UH (Ultra High) — до 180 С.

EH (Extra High) — до 200 С.

Раньше мы использовали класс EH, никаких проблем вообще не было. Сейчас мы рассчитываем поднимать температуру стола больше 200, поэтому магниты стоят совсем другие, а именно самарий-кобальтовые - у них стабильность магнитных свойств обеспечивается до 350°С.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Танк мини Тигр

Nовый способ фиксации модели при печати капризными пластиками

Разнорабочий 2

Мы печатаем

Приключения стола

Кастом панель Lancer Evolution 9 и этапы создания