3D FDM принтер с Delta-кинематикой из запасов.

Подписаться на 3Dtoday
xolodny
Идет загрузка
Загрузка
16.02.19
2193
12
RepRap
9
Предшествующий пост ЗДЕСЬ

Предисловие.

Принтер неплохо печатает и находится в перманентной стадии доработок.
Хотя и бюджет на него стараюсь выделять по минимуму, но плохо (читай - как и большинство представленных на рынке) делать не позволяют нутро инженера и периодически просыпающийся перфекционист.
Считаю, что делать надо стараться хорошо, а хреново - оно само получится.

Закончим на вступлении и перейдем к преферансу и профурсеткам сути.

Предыстория

Накопилась у меня в запасах от различных экспериментов - кучка барахла в виде обрезков профиля, ролики, ремни, шарниры тяг, парочка хотэндов, много крепежа, шаговые двигатели и плата электроники MKS 1.4 с драйверами DRV8825.
В качестве эксперимента было решено собрать дельта-принтер по типу китайских и выжать из него максимум возможного с минимальным бюджетом, после чего продать.

Начало

У товарища были выпрошены пластиковые углы под 2020 X-образный конструкционный профиль, из кладовки был извлечен алюминиевый стол от BIQU с наклеенной Ultrabase ф240 мм и начата сборка.

Фотографии рамы и первоначальной кинематики (кареток и тяг) были выложены в этой ПУБЛИКАЦИИ

На аппарат была установлена плата MKS1.4, дисплейный модуль RRD 2004 LCD, с драйверами ШД типа DRV8825.
Для довершения приключений и добавки неопределенности был установлен фидер подачи прутка по типу B2D в МОЕЙредакции.

Были проверены первоначальные параметры, прошит Marlin 1.1.8 (после был сменен на 1.1.9) и сделаны тестовые ПЕЧАТИ.

Скорости для получения сколько-то удобоваримого качества были зажаты - ну не вытягивали 200 шагов/мм слабенькие мозги Arduino, а параметр JERK приходилось душить до 4-5 мм/с, так как пластиковые углы рамы и хлипковатый профиль 2020 высотой 780 мм о терминах "жесткость, точность, повторяемость" заставляли только мечтать.

Подтвердив свое предположение, что китайские бюджетные дельта-конструкторы не позволяют обеспечивать приемлемого качества печати на скоростях выше 50 мм/с (для микрошага 1/32 - выше 30 мм/с), были предприняты шаги к улучшению.

Каретки

Для эксперимента была предпринята установка колесных кареток. Для нетерпеливых - качество печати нормально установленных и не болтающихся "колес" не уступает таковому же с "рельс". Для меня это доказанный факт.
При постройке дельта-принтера смысла гнаться за рельсовыми направляющими не вижу. Лучше потратьте эти деньги на более толстый профиль и угловые элементы.

Первоначальные колесные каретки не понравились тем, что занимают все стороны башен, что затрудняет прокладку проводов греющего стола к питанию.

Каретки были спроектированы самостоятельно. И да - на 4 колеса каждая. Без регулируемого поджима, плотность посадки на профиль основана только на упругости конструктивных элементов. Детали были отпечатаны из ABS/PC и заняли свое место.
Расстояние между креплениями тяг - 60 мм.
Offset оси тяг от внутренней плоскости башни - 19 мм.
e90ac3663b401ff0dc3796c939b61a25.jpg

Тяги и эффектор.

Магнитные тяги начали быстро изнашиваться и выпадать из магнитных лунок, после чего были ПЕРЕДЕЛАНЫна классические шарнирные.

Эффектор был также отпечатан из ABS/PC.
PREVIEW
Длина тяг - 300 мм между центрами шарниров.
Расстояние между креплениями тяг на эффекторе - как у кареток.
Оффсет оси крепления тяг от центра эффектора - 30 мм.

Область эффективных перемещений в плоскости XY без заклинивания шарниров составляет круг диаметром 260 мм.

Узел экструзии - E3D v6 с медным "кубиком", высокотемпературным гильзовым термистором, стальным соплом 0.5 мм и цельностальным же термобарьером. Все под пруток диаметром 1.75 мм.

Обдув - модифицированный под установку датчика автоуровня BLTouch "дредноут" с "тинги". Отпечатан из ZBS пластика от ABSmaker. Вентиляторы - 30х10 мм.

Греющий стол

Алюминиевый, 4 мм толщиной, с интегрированным нагревателем и термистором. Рабочая площадь - диаметром 250 мм.
Т.к. комплектный разъем был уже слегка подгоревшим, к контактам нагревателя были припаяны 4 провода ПВ-3 (медь) сечением 1.5 мм2 каждый. С таким энергоснабжением неизолированный стол стал нагреваться до 102-103 С, с железными китайскими проводами не удавалось его нагревать до температуры выше 92 С. Зато нагревались провода и контакты.

На стол наклеено адгезивное стекло Ultrabase диаметром 240 мм. Пока хватает.
4adfeedb174d59fabbcff0d8788571ed.jpg

Электроника и электрика

Вся электроника (блок питания, плата управления, шаговые двигатели) установлена сверху и закрыта печатной крышкой. Питание - 12В, 30А. Установлен компактный низкий блок питания с вентилятором 80 мм. Мосфет греющего стола пока не устанавливал - на MKS 1.4 стоят хорошие силовые ключи. Все двигатели - NEMA17 4401 с 1.8 градус/шаг и максимальным крутящим моментом 1.5 Н*м.
Все провода присоединены на обжимных разъемах, наконечниках и пайке. Нигде нет "соплей" и скруток.
Корпус дисплея стянут с "тинги" и доработан под свои нужды (уже не помню, но менял высоты, отступы и посадочные размеры).
Концевики башен: текстолитовые отечественные типа МП. Из разобранных тумблеров от советской радиоаппаратуры.
a97b9839f978e985f40ea8f5e544a33f.jpg
На крышке также смонтирована коническая (усеченный конус с переходами) шпуля на подшипниках, обеспечивающая плотную посадку катушек большинства производителей (да-да, и 3 кг от FDPlast тоже садится плотно) и плавное их вращение без рывков.

Экструдер (фидер)

Узел подачи прутка (по типу B2D, ссылка была в начале поста) установлен на нижней крышке верхнего треугольника, с расположением двигателя в отсеке электрики.
Bowden-трубка и "колбаса" проводов от эффектора соединены параллельными зажимами.
37916e3eaa3e17e1964d19cf54f1dd4b.jpg

Рама

На нижний треугольник были дополнительно распечатаны из ZBS от ABSmaker и установлены усиливающие уголки.
90c67921def2ae899a8596a1484c4f29.jpg
Также были заказаны кожухи башен из стали с резкой, гибкой и покраской, как и верхняя же крышка камеры печати, после установки которых рама принтера стала (по ощущениям) просто монолитной.

Вот так выглядит принтер в сборе:
44b52b8569095b1084c01053894c5aa6.jpg
Максимальная высота сопла от Ultrabase до положения Home сейчас составляет 409 мм.
Delta_radius - 165 мм.

Upgrade

Для управления к принтеру прикручена "апельсинка" OrangePi Zero со своим блоком питания, установлены Octoprint и Klipper.
c4c770691b4884382116facb8acece81.jpg
Средствами Klipper реализованы (сверх стандартного файла конфигурации):
- автовыравнивание (калибровка) с клоном датчика BlTouch;
- вывод информации на дисплей RRDSC 2004, а также меню и управление энкодером с него же;
- автовключение вентилятора охлаждения радиатора Hotend'а вместе с нагревом, а также останов его при снижении температуры сопла ниже 50 С.

Планы (куда без них?)

В обязательных планах:

а) подключение "апельсинки" к плате по RX/TX (заказаны согласователи логических уровней). Возможно - это исправит периодическую ошибку потери связи с MCU ( пока проблему частично решил отдельным проводом Gnd-Gnd между платами OrangePi Zero и MKS1.4, стало намного стабильнее).

б) организация термокамеры. Собственно - для этого уже почти все есть. Осталось дождаться зряплаты и заказать резку оргстекла или ПЭТ на стенки и оргстекла на дверцу;

в) устройство "филаментовода" от катушки до фидера, пока же пруток подается как попало.

В желательных планах:

а) доприкрутить к Klipper'у и "апельсинке":
- управление включением/выключением основного БП по командам из Octoprint;
- управление включением/выключением вентилятора БП одновременно с включением/выключением нагрева стола;
- аппаратные кнопки "Вкл/выкл", "Останов печати", "Пауза/возобновление печати", "Загрузка филамента", "Выгрузка филамента";

б) независимо (аппаратно):
- отображение температуры в термокамере;
- отображение питающего напряжения;
- отображение напряжения питания по низковольтной стороне 12 В;
- управление подсветкой (как и саму подсветку) камеры;
- управление подсветкой (как и саму подсветку) на эффекторе;

в) может - еще чего. Рекомендуйте. Попробую учесть

Вывод

Принтер собирался на продажу. Сейчас же становлюсь перед фактом, что конструктив аппарата получается очень удачный и куда то отдавать его будет просто жалко. Не могу делать плохо.

Качество печати с увеличением жесткости рамы и перехода на истинно быстрые вычисления математики движений в реальном времени - просто отличное и практически не уступает таковому у допиленного мной "кубика" H-bot с директ-подачей. Шарнирная "бабочка" распечаталась из PET-G с первого раза и с потрясающим качеством.

После допиливания и организации термокамеры ожидаемая расчетная температура без дополнительного нагрева внутри составит 55-60 С при печати высокотемпературными пластиками (PC, PEI, Nylon, Ultran, ABS/PC) с усадкой.

Внешний вид - отличный. Собственный дизайн нравится.

По запросу возможно изготовление печатных углов, кареток и эффектора, а также раскрой, гибка и окраска стальных деталей.

Комплект печатных кареток и эффектора из ABS/PC под большие колеса (не V-slot): 1 200 р.

Комплект печатных углов из ABS (можно заказать обычные с Aliexpress - будет дешевле, металлические - не обязательно, жесткость обеспечивается внешним стальным каркасом): 1 500 р.

Стальная пластина "потолка" + кожухи башен из стали 1.5 мм с окраской (серый цвет, другие цвета - по согласованию): 3 500 р. Срок изготовления - до 15 дней (требуется перенастройка гибочного станка под них, потому не всегда быстро получается).

Отправка из Омска.

P.S.: Размеры X-образного профиля (с "полочкой", не под V-slot) 2020 для заказа:

- треугольники - 9 отрезков по 345 мм;
- башни - 3 отрезка по 860-862 мм.

P.P.S.: О настройке Klipper'а с образом системы для OrangePi Zero выложу позже.
Подписаться на 3Dtoday
9
Комментарии к статье

Комментарии

16.02.19 в 18:09
0
Все вполне достойно, рельса просто тише и меньше интервал обслуживания, менее капризная, ну и точнее все таки) но с ростом габаритов, эту рельсовую точность все меньше шансов увидеть при печати. Ну и габариты увеличивать с боуденом, хоть и pressure_advance выручает. Надо директ пробовать сделать, я на своем пробовать буду два движка, типа боудирект, нему 8 20*20 вроде 55 грамм обещают, но хз как вытянет или нет, и как на ускорении все это скажется
16.02.19 в 19:04
0
Надо директ пробовать сделать
для бОльших размеров у меня успешно опробован мой альтернативный вариант Flex3Drive / Zesty Nimble - T-struder

Видео печати ЗДЕСЬ
Переедет этот фидер на ВОТ ЭТОТ принтер.

но хз как вытянет или нет
скорее нет, либо будет очень медленно. С редукцией около 1/4 в титане/бондтеке NEMA17 на ретрактах не может скоростей и усилий выдать. От NEMA8 этого ожидать еще более самонадеянно.
18.02.19 в 09:34
0
Дык нема 8 будет вторым двигателем на самом эффекторе стоять, а основной как и у всех, большой nema 17. Типа боуден и директ 2 в одном. нема8 только для точности и компенсации косяков боудена. Лучше придумать не могу пока ничего, и скорость терять не охото, и с боуденом шаманство надоедает - а тут всё в одном и сразу )
16.02.19 в 20:12
0
что думаете о таких шарнирах?

взято отсюда
https://www.thingiverse.com/thing:2037034
17.02.19 в 04:14
1
О 20-ых валах и винтах? ДОРАХАБАХАТА.
Сами калиброванные валы из Китая - это лотерея. Доставка их - оверпрайс.
Если найдете у себя 20-е штоки гидроцилиндров, то встанете перед вопросом не люфтящих и не гремящих линейных подшипников.

Масса 20-ых подшипников огромная, и это приводится в движение люфтящими трапециевидными винтами с двигателями NEMA23.
И эти все телодвижения ради сомнительного радиуса печати около 100 мм.

Такое впечатление, что владелец разобрал небольшой ЧПУ-станок на тех самых валах и искал куда все это барахло пристроить.

Мое мнение - не стоит тратить отдельных денег на приобретение, если только комплектующие не в наличии. Я у себя в запасах, конечно, нашел комплектухи на бюджетный аппарат, но слабо себе представляю что-то наподобие:

- Михалыч, у меня на кармане завалялось 6 м 20-го калиброванного вала и 6 же линейных подшипников под него.
- И чо, принтер строить будешь?
- Не, от тяжести сдвинуться не могу.

Напоминает историю с пикабу:
"У знакомых заболел хомяк - лежит, не встаёт, голову немного поднимает и тут же обратно роняет, не ест ничего. Оказалось, весь день прятал за щекой здоровенную гайку. Ну а что? Вещь то хорошая, хомяку безусловно нужная. Башку поднять не может, а выплюнуть жалко!"
17.02.19 в 10:56
0
Я о шарнирах же спрашивал
Как я понял, там углепластиковые трубки-прокладки(ткань)-шары, всё это поджимается пружиной.
Самое сомнительное место здесь - ткань. Или таки там не ткань?
17.02.19 в 14:11
0
Как я понял, там углепластиковые трубки-прокладки(ткань)-шары, всё это поджимается пружиной.
Скорее - тефлоновая пленка. Можно фум-ленту пользовать
17.02.19 в 09:59
0
что думаете
Я у мамы инженер! Не более. Как минимум скоростя будут... да все давно поняли что FDM - это не о скоростях, но все же... даже 60мм/с это часто и густо мучительно долго.
17.02.19 в 10:01
0
А колеса на каретках с одной стороны закреплены? Просто я пробовал на минидельте - не работает. В смысле пластик (abs и pla) по временем выворачивает мальца и появляется не очень нужный люфт.
И... чтобы у меня так завалялось ) Я в плане металл конструкции. Где-то заказывалось? Во сколько встало?
17.02.19 в 14:13
1
А колеса на каретках с одной стороны закреплены? Просто я пробовал на минидельте - не работает. В смысле пластик (abs и pla) по временем выворачивает мальца и появляется не очень нужный люфт.
С одной. 2 месяца - полет нормальный. Отпечатаны из ABS/PC, очень жестко и с запасом "мяса" - сечение "луча" к каждому из колес около 18х5 мм. Натяг около 0.2мм. Весь "обвес" принтера (крышка, кронштейны и корпуса электроники, шпуля катушки) отпечатан на нем же. А еще - чеширский кот из SBS

И... чтобы у меня так завалялось )
У меня только профиль, дрыгатели, хотэнд да электроника были.

Я в плане металл конструкции. Где-то заказывалось? Во сколько встало?
На партнерском производстве. Мне по внутренним расценкам - 3 т.р., на сторону - от 3.5 т.р.
Долго (месяц) ждал, пока под другой заказ настроят гибочный станок, чтоб мои профиля погнуть.
17.02.19 в 12:14
0
Вот всё хорошо. Но ЧЁРТОВУ НАДПИСЬ С ФОТОК УБЕРИТЕ УЖЕ НАКОНЕЦЦЦ!!!!!11
Неужели самого не напрягает?
17.02.19 в 14:14
0
Но ЧЁРТОВУ НАДПИСЬ С ФОТОК УБЕРИТЕ УЖЕ НАКОНЕЦЦЦ!!!!!11
ну а как же хороший понт? Да и лениво ж...

не напрягает?
неа.

P.S.: Ну ОК, порылся в настрйоках нофелета и вроде как отключил эту надпись.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Моделирование топпера в Blender 2.79

Новый обдув: с блек джеком и подсветкой

Закрытый корпус для FlyingBear P905 (размер стола 220х220)

Устраняем раздражающие моменты Marlin

Видео: Как создать 3D модели для 3D принтера ? 3D Редактор Fusion 360.

ПАО «Ил» открыло лабораторию цифровых технологий