История одного эксперимента, или уходим от консольного стола на ZAV Pro v3

Zloyuzver
Идет загрузка
Загрузка
03.04.2021
2693
37
Техничка

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.

26

День добрый. Есть у меня старая рабочая лошадка - 3D-принтер ZAV Max Pro из МДФ с боуден системой подачи пластика. Принтер всем нравится, но мне захотелось избавиться у него от консольного стола, т.к. иногда замечал колебательные движения, которые делал свободный край стола при печати. Они небольшие, на качество почти не влияют, но глаз мозолят. С чем это связано – с микролюфтом подшипников на валах, или с недостаточной жёсткостью самого не маленького стола (300х200мм) – я не знаю, да и играть в угадайку мне не хотелось. В свете этого я решил провести эксперимент. Основная его суть в том, чтобы с минимальными изменениями готового корпуса принтера, а также с минимальными финансовыми вложениями, переделать консольное крепление стола на не консольный вариант. Кроме этого, я решил внести и другие экспериментальные изменения, относительно моего первого принтера из МДФ:

  • директ на BMG (ускорится ли печать? улучшиться ли её качество? как пойдут флексы?);
  • стол на разъёмном подключении с термозащитой от перегрева выше 120 градусов (удобство замены и обслуживания?);
  • шпули на подшипниках (сколько проходят?);
  • композитный корпус (резонансы и т.п. нюансы);
  • ну и прочее по мелочи (изогнутая система обдува радиаторов платы управления, интегрирование термометра в пассивную термокамеру, использование резьбовых заклёпок для центровки пружин и т.п. мелочи).

Чтобы не ломать нормально работающий принтер, и не остаться без оного на время эксперимента (а оно, я подозревал, будет длительным), мной был приобретён корпус принтера ZAV Pro V3 из композитного материала. После этого в Fusion 360 были смоделированы изменения, которые нужно было внести в уже сделанные детали дна – отверстия под дополнительные трапециевидные винты и крепления для блоков подшипников к этим винтам.

После были сделаны кондукторы для этих отверстий. При этом, при проектировании креплений и отверстий для них, я изначально заложил возможность замены блоков подшипников с трапециевидными винтами на мотор-винты, о чем нисколько не пожалел в будущем. 

После внесённых изменений, корпус принтера был собран. А далее пошли эксперименты с креплением дополнительных трапециевидных винтов. Сначала думал использовать заводские крепления KP08, но у них был очень большой люфт, поэтому я от них отказался. В итоге остановился на печатном креплении с использованием двух 608-х радиальных подшипников, через которые проходит трапециевидный винт Т8.

Держится этот винт с помощью зубчатого шкива, который размещается аккурат между двумя 608-ми подшипниками. Также были напечатаны натяжитель ремня, в котором устанавливались два гладких шкива, и проставка под мотор-винт с дополнительным радиальным 608-м подшипником в её верхней части, чтобы исключить перекос винта из-за натяжения ремня. 

Далее всё это было установлено в корпус принтера и синхронизировано кольцевым ремнём GT-2 длиной 1310 мм и шириной 6 мм.

Затем была установлена электроника и остальная механика принтера, сделана разводка высоковольтной и низковольтной линий, установлена защита на кольцевой ремень.

Также был спроектирован колпак для принтера. При этом колпак проектировался в первую очередь как защита от пыли, чтобы она не оседала на смазанные рельсы и валы.

Теперь немного об электронике и механике принтера. В качестве платы управления используется Lerdge-K с платой Wi-Fi и блоком автовыключения питания. В виду того, что корпус принтера сделан из композитного материала с металлическими поверхностями, все элементы в подвале принтера (плата управления, реле, блок питания и т.п.) прикручены к корпусу через диэлектрические проставки, которые предотвращают любой контакт элементов с поверхностью металла корпуса. Также, все нагревательные элементы подключаются к плате или через управляемое реле (для нагревателя стола), или через управляемый мосфет (для нагревателя хотенда), т.к. их дешевле поменять, чем чинить плату управления, если нагреватель решить выйти из строя и утянуть что-либо с собой. Для стола использована силиконовая 300 ваттная грелка на 220 вольт, которая подключена через нормально замкнутое термореле, размыкающееся на 120 градусах. И нагреватель стола, и его термодатчик подключаются к шлейфу на разъёмах, что даёт возможность их замены без отсоединения всего шлейфа от платы в подвале принтера. 

Сам нагревательный стол крепится к раме с помощью винтов м3 с потайной головкой. Винты прикручены к столу с помощью резьбовых заклёпок, которые отлично центрируют упорные пружины для выравнивания стола.

На оси «X» и «Y» были установлены рельсовые направляющие Hiwin MGN9H с широкими каретками. В качестве подающего механизма на этом принтере я решил использовать директ на базе фидера BMG. Для этого было распечатано специальное крепление.

Как и в случае со столом, вся проводка к голове идёт подключаемым шлейфом на разъёме, который вставляется в ответную часть со стороны принтера и имеет переходную плату со стороны печатающей головы.

Это позволило уменьшить длину проводов в подвижной части шлейфа и дало возможность производить замену электронных компонентов печатающей головы без необходимости распутывания всего шлейфа, идущего к голове. Достаточно вынуть разъём из переходной платы и заменить вышедший из строя компонент. Ну и раз механика и электроника принтера почти собраны, то пора отправлять ранее начерченные детали колпака и стенок с дверцей на лазерную резку и потом собрать всё в одно целое. По итогу всего этого получилась неплохое «остекление». На колпаке по бокам я установил небольшие печатные ручки, что очень облегчает его снятие и установку. Также встроил в колпак электронный термометр, на котором отображается температура в получившейся пассивной термокамере.

Далее была спроектирована и распечатана система для обдува драйверов на плате управления.

Затем были спроектированы и сделаны (сначала из пластика, а потом из алюминия) крепления свободного края консольного стола к передним трапециевидным винтам. Данные крепления фиксируются на свободном крае стола с помощью двутавра.

После этого начались эксперименты с печатью на таком модернизированном принтере. Увы, во время этих экспериментов вылезла проблема с пропуском шагов по оси Z, т.к. мощности одного двигателя (даже 17HS8401S-T8) не хватало для нормальной работы дополнительных передних винтов, что проявлялось именно на мелких передвижениях. Проблема была решена путём замены одного из блоков подшипников с трапециевидным винтом на второй мотор-винт. Данный мотор-винт был подключен к плате управления в качестве дублирующей оси Z. Также, оба мотор-винта и оставшийся блок подшипников с трапециевидным винтом были синхронизированы всё тем же кольцевым ремнём.

Ну и в качестве украшения была установлена цветная предостерегающая информационная табличка, которая также закрывает неприглядный алюминиевый двутавр.

После установки второго мотор-винта проблема с пропуском шагов по Z ушла. И по итогу я получил тот результат, который и хотел – ушёл от стола с консольным креплением. Теперь при печати стол не вибрирует, а принтер нормально работает и радует глаз.

Итого, для переделки стола принтера на не консольный вариант, мне понадобились следующие элементы:

  1. Трапециевидный винт 350 мм с гайкой;
  2. Второй мотор-винт на 350 мм с гайкой;
  3. Три зубчатых шкива с посадочным отверстием 8 мм под ремень GT-2, шириной 6 мм для двух мотор-винтов и трапециевидного винта;
  4. Кольцевой ремень GT-2, шириной 6 мм и длиной 1310 мм;
  5. Четыре 608-х подшипника;
  6. Два гладких шкива для натяжителя ремня;
  7. Два фрезерованных упора для крепления свободного края стола к передним трапециевидным винтам;
  8. Двутавр 25х8х25х1,5 мм длиной 250 мм;
  9. Две печатные проставки под мотор-винты (в них устанавливается по одному 608-му подшипнику);
  10. Печатный блок для двух 608-х подшипников с трапециевидным винтом;
  11. Печатный натяжитель;
  12. Около 60 см кабель-канала 25х16 мм для защиты ремня;
  13. Винты М3 различной длины и гайки к ним;
  14. Печатная декоративная панель для закрытия двутавра;
  15. Самоклеящаяся цветная табличка на декоративную панель.

В плане возможного вопроса: «А стоило ли оно того?», скажу, что конкретно для меня – стоило. По итогу всех этих переделок я получил (как и говорил выше) то, что хотел - хороший принтер с не консольным столом, который не вибрирует при печати деталей. Кроме того, я приобрёл ещё и бесценный опыт, как в плане моделирования, так и в плане переделки готового изделия под свои нужды. 

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.

26
Комментарии к статье

Комментарии

04.04.2021 в 09:43
0

Что Вы думаете о таком варианте?

https://www.youtube.com/watch?v=ItAonH9IVy0

04.04.2021 в 10:10
1

Вариант интересный, но для его реализации надо другая плата управления и более глобальные изменения в готовом корпусе. У меня же была цель переделать стол принтера на не консольный вариант с минимальными изменениями в готовом корпусе, и с минимальными финансовыми вложениями. Если бы эксперимент не удался, то я бы просто снял дополнительные передние трапециевидные винты и принтер вернулся бы к изначальному заводскому (если можно так сказать) виду.

04.04.2021 в 10:57
0

Zloyuzver, а если так?

https://www.youtube.com/watch?v=GDGWcwDOVtA

04.04.2021 в 11:12
1

Обычное выравнивание по двум концевикам. Такую реализацию Лердж-К поддерживает. Но один нюанс - у Эльфа из видео портал стола состоит из двух деталей, которые связаны между собой столом. В ЗАВ портал стола цельный, одной деталью, и так перекосить его не получится. Ну и чтобы не допускать перекоса я и синхронизировал всё кольцевым ремнём.

04.04.2021 в 20:46
1

не лучше так . выставил и хоть вверх ногами крути .


pLK
04.04.2021 в 21:47

Комментарий удалён

05.04.2021 в 17:04
0

Не согласен. Единственно что нужно - расширитель RAMPS на еще 3 двигателя..

ПО - repetier. ЗАТО как стало приятно на печать отправлять - просто модель засылаешь, и автолевел (точнее выравнивание ТРЕМЯ моторами) выравнивает столешницу параллельно порталу. ОЧЕНЬ удобно.

05.04.2021 в 17:30
0

Не буду спорить, автовыравнивание моторами удобно и круто. Но что же так сделана механика, что нужно выравнивать стол параллельно порталу перед каждой печатью (если я вас правильно понял)? Я на первом принтере выровнял консольный стол примерно год назад (если не больше), когда менял портал стола с МДФ на стальной, и повторное выравнивание пока не понадобилось. А удалённо перекидывать файлы на печать и управлять самой печатью я могу и на Lerdge. Да, скорость передачи файлов по Wi-Fi, увы, не сильно высокая, но если нужно, то такая возможность есть.

05.04.2021 в 17:34
0

ну во первых большой (300*400) стол. во вторых - завидую, если нет проблем с плоскостью выставив один раз... вот это действительно круто.

05.04.2021 в 17:58
0

Да, столик 300х400 не маленький. Он и по весу не лёгкий и при нагреве его может хорошо вести. У меня столик поменьше - 300х200 и на одном, и на втором принтере. Может поэтому и выравнивание держит - всё таки он легче, чем ваш. Но у вас три винта и всё равно уходит плоскость... Как-то странновато. Может реально с механикой что-то? Если стол тяжёлый и стоят 4-х заходные винты, то может под весом какие-либо из них проворачивает, когда моторы выключены? Склонность к самоопусканию стола и у меня на принтере была раньше с 4-х заходным винтом, поэтому и заменил его на однозаходный. После такой замены проблема ушла.

02.05.2021 в 12:41
0

на самом деле тут причина в самой механике - каждая ось работает индивидуально. в принципе у меня идея заложена, что на каждой оси концевики можно регулировать, и можно автоуровень не выставлять, но тут другая засада - я после печати снимаю стекло с деталью и в сторонку, особенно с большими деталями типа коробочка 150 на 150, так как печатаю PETG, то было разок со стеклом снимал недоостывшую деталь  (нетерпеливость грех, знаю), а положив другое стекло можно нарваться на изменение по уровню, чутошное, но в итоге первый слой может быть испорчен. А так процедура калибровки занимает секунд 40 - зато выставлено идеально...

04.04.2021 в 10:18
3

Помимо прочего, там не трапеции, а ШВП. Т.е. совсем другая ценовая категория решений.

04.04.2021 в 20:42
0

чем бы дитя не тешилось 


04.04.2021 в 10:43
0

Отчего у вас сломалась алюминиевая деталь? Можно чуть подробнее описать этот узел, отчего не использовали крепление просто к тавру, как повёл пластиковый узел сопряжения гайка-стол-тавр?

Спасибо.

04.04.2021 в 11:00
1

Если вы про алюминиевые упоры, то они не сломаны, а их две штуки. А делались они из остатков материала. Именно поэтому на одной детали есть засверловка (не видна на фото, т.к. находится с противоположной стороны), а на второй - дефект угла. Предвидя вопрос про "почему упор сделан не одной сплошной деталью?", сразу поясню, что упоры одной деталью не делал из-за того, что отверстия, хоть и сверлились по шаблону, но всё равно неизбежны минимальные смещения в плане их соосности. И тут составная деталь позволяет эти смещения учесть. В плане крепления к столу через двутавр - мне было удобно использовать его, т.к. двутавр был в наличии и обеспечил надёжную фиксацию как к краю стола, так и к упорам для трапециевидных винтов. В плане же причины отказа от пластиковых упоров - банально не устроила их жёсткость.

04.04.2021 в 13:35
0

Провёл эксперимент с модернизированным принтером ZAV - распечатал деталь слоем 0,06 мм. Напомню, что стол стоит на 3-х винтах по Z и на столе установлена магнитная муфта. Итог: в слайсере деталь имеет высоту 9,3 мм, нарезана на 152 слоя, из которых первый слой высотой 0,2 мм, а остальные 151 - высотой 0,06 мм. Замеры после печати показали высоту детали в 9,26 мм, что аккурат соответствует (1*0,2)+(151*0,06).

Ниже привожу фото детали и скрин куры. На скрине видно, что кура коряво разместила шов - недосмотрел, каюсь. При создании фото, деталь максимально приближал к объективу телефона настолько, насколько мог позволить автофокус.

Эх, надо было разместить под статьёй тег #конкурсCreality или #конкурсКреалити - чем чёрт не шутит. Может модератор сможет добавить эти теги?

04.04.2021 в 15:00
0

Отлично.

Скажите какая именно

и на столе установлена магнитная муфта.

и только на 1 винте?

04.04.2021 в 15:47
1

Муфту смоделировал сам под свои нужды (3 мм шарики, вместо 5 мм, минимальное расстояние между крайними магнитами верхней и нижней части муфты в 0,6 мм), отталкиваясь от таковой для Ender-3 с Сингивёрс.


Разместил её только на одном винте, который расположен между валами стола. Причина - хотел проверить как она работает (очередной эксперимент на данном принтере) и убрать возможность подклинивания гайки из-за того, что верх винта заневолил 608-м подшипником во избежание резонанса самого винта, т.к. он длиной 410 мм (на момент покупки мотор-винта длиной 350 мм не было). Теоретически её можно убрать, т.к. заневоливание винта происходило при столе в максимально верхнем положении для соблюдения соосности между винтом и валами. Но опять лезть в механику, чтобы убрать муфту желания нет. Она не мешает (а может даже и помогает), т.ч. я буду придерживаться правила "Работает нормально - не лезь".

04.04.2021 в 15:00
0

Отлично.

Скажите какая именно

и на столе установлена магнитная муфта.

и только на 1 винте?

04.04.2021 в 18:51
1

Нет фотографий до и после для сравнения. Какую-то эталонную модель для сравнения. Смысл магнитной проставки? Раз у вас три винта теперь. Вместо двух радиальных лучше использовать пару из радиального и упорного подшипника. Ну на край конусный. Я если честно махнул бы направляющие на потолще и вместо двух доп винтов установил бы те же направляющие с кронштейнами под подшипники. Или на рельсы если уж разгуляться. Показания снимать индикатором можно. Будет более наглядно чем деталь в 6 соток слой. Все имхо. 

04.04.2021 в 20:33
0

Смысл установки магнитной муфты я озвучил выше - для предотвращения закусывания гайки из-за заневолевания избыточно длинного винта, который иногда входил в резонанс при быстром движении стола (подъёме и опускании). По поводу упорного или конусного (радиально-упорного) подшипника - идея хороша, но увы, ни того, ни другого не было в наличии, т.ч. исходил из того, что было. Если найду радиально-упорный - приобрету и заменю им нижний из подшипников в блоке подшипников с трапециевидным винтом, т.к. он испытывает и осевую нагрузку давления стола через винт, и радиальную за счёт натяжения ремня. Обычный упорный подшипник тут не подойдёт. Касаемо установки направляющих по жирнее или рельс - к сожалению направляющая + подшипник стоит дороже, чем радиальный подшипник и винт. Ну и никто не даст гарантии отсутствия люфтов в паре направляющая-подшипник. С рельсами ещё интересней - нормальные стоят не мало, китайские - лотерея (лежат одни такие от первого принтера) и играть в неё желания нет. По сравнению печати - есть пара фото с некрасивым кубиком (не настраивал рывки и ускорения для головы, т.к. тестировалась ось Z).

Вот фото с печатью на консольном столе. Над "Х" видна небольшая волнистость, которая возникала именно из-за мелких колебаний консольного края при печати.

А это результат печати на трёх винтах. Волнистости над "Х" нет, т.к. консольный край уже закреплён и не совершал самопроизвольных колебательных движений.

Касаемо снятия показаний индикатором - увы, такового нет. Поэтому и печатал деталь слоем в 0,06 мм. Если бы были проблемы с осью Z (пропуски шагов или колебания края стола), то это было бы хорошо видно на таком слое и такой модели. В любом случае - я достиг отсутствия колебаний свободного края стола, которые иногда портили детали и нервировали глаз. При этом финансовые затраты были не большими. Опять же - в готовый КИТ-набор принтера вносились минимальные изменения.

04.04.2021 в 22:31
0

Отдельный котел в аду для тех, кто устанавливает платы вверх ногами :) 

04.04.2021 в 22:35
0

С чего бы? Думаете плата боится упасть вниз? Или ей кровь к голове прильёт, или её будет тошнить :) ?  Ну и если что - мне воду в котле потеплее и чертовок покрасивше ;)

04.04.2021 в 22:40
0

Вон те алюминиевые штуки пытаются рассеять тепло от горячих штук на плате. А когда плата установлена вверх ногами - горячий воздух плохо отводится и греет остальные штуки на плате. 

04.04.2021 в 22:45
1

Именно поэтому сделана система принудительного обдува и поток холодного воздуха идет через все радиаторы.

04.04.2021 в 22:47
0

А, тогда хорошо, просто ее не было на фото "подвала"

04.04.2021 в 22:54
0

Она расположена на съёмной крышке подвала.

При работе кулер ещё прикольно светится синим (на фото синее свечение у передней правой ножки), т.к. иного (без подсветки) в закромах не было.


05.04.2021 в 02:25
0

Коллега, а не добавили вы себе "воблинга" на удалённую от валов сторону ?

Теперь её слева-вправо толкают "кто-кого" два не сильно ровных винта, а до валов очень и очень далеко.

 

05.04.2021 в 09:31
1

Вроде не добавил. Вот фото прямоугольника 20х20х60 мм со стенкой в один периметр шириной 0,4 мм, заполнением 0% и без крышки. Печатался на краю стола, дальнем от валов.

А вот фото углов на белом фоне:

А вот ещё одно фото стенки:

Вроде воблинга и сильного "расколбаса" вправо-влево, ровно как и вперёд-назад, на модели я не вижу. Если бы он был, то углы бы были кривые "как бык по.." (уж простите за жаргонизм), а тут вполне себе прямая линия на всех 4-х углах, ровно как и нормальная укладка слоёв, что видно на втором фото, где прямоугольник запечатлён под углом.

05.04.2021 в 11:57
0

Спасибо. Выглядит хорошо.

Но для удовлетворения перфекционизма напрашивается, "мега-муфта" для всего стола.

Стол на валах. Три винта связаны одной конструкцией, не знаю как назвать пусть будет "трёх лучевая звезда" и через шарики около винтов поддерживают стол. Ну и магниты как обычно всё это "скрепляют".


В таком варианте очень интересная конструкция получается, захотелось повторить. Спасибо за красивую идею. 

05.04.2021 в 13:08
0

Искренне желаю вам удачи в реализации вашего плана. Дерзайте - дорогу осилит идущий. :)

06.04.2021 в 20:05
0

Хорошая идея. Особенно одобряю три винта без добавления лишних направляющих.

07.04.2021 в 16:05
0

Сначала думал использовать рельсовые направляющие в помощь дополнительным винтам (видно на втором изображении со скрином модели во Fusion 360). Но прикинув возможные проблемы с параллельностью этих направляющих между собой, а также между ними и винтами с валами, решил от рельс отказаться и остановиться только на дополнительных винтах.

15.04.2021 в 12:56
0

Не могу не отметить факт использования пружинок на столе, хоть консоль и убралась но стол же всё равно гуляет на пружинках... 

15.04.2021 в 13:08
0

а какие варианты?

15.04.2021 в 13:29
0

Как ни странно, но таких размахов колебаний, как при консольном столе, я после переделки не наблюдаю.  Ну и фото с моделями, напечатанными на неконсольном столе, показывают, что колебаний нет. Даже на страшненьком кубике видно, что после ухода от консоли, волн над "Х" нет, хотя пружины и остались.

15.04.2021 в 13:29
0

Пружины заменить на пару промежуточных гаек и стянуть жёстко, по высоте регулировать стол двумя трап гайками, там как вижу уже есть спец прорезь для регулировки.

17.04.2021 в 20:43
0

Вашу идею я понял. Но на текущий момент пружины стоят достаточно жёсткие и служат аварийным демпфером на случай, если что-то пойдёт не так.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Накладка охлаждения

Рокстеди

Вешалок хватит всем

Добрый зубастый пес

Варварский самопал

Шлем Эхо, сериал "Бракованная партия"