3D принтер своими руками как сделать


Собираем 3D-принтер своими руками. Пошаговая инструкция. Часть 1.

Всем привет!

Как уже анонсировал Серега, я начинаю публиковать цикл статей по сборке принтера Ultimaker своими руками. В статьях я расскажу про постройку принтера, начиная от заказа запчастей в различных интернет магазинах и Ali, сборки, программирования и т.д., а так же буду собирать его сам вместе с Вами.

Статьи будут написаны в стиле IKEA - доступно и понятно для любого желающего!Вы сможете в онлайн режиме вместе со мной собрать 3D-принтер для себя, задать вопросы в комментариях к статьям и получить мои ответы. Статьи будут выпускаться с периодичностью в 2 недели. Стоимость: принтер обойдётся Вам примерно в 25 тысяч рублей - это будет надёжный и качественный аппарат.

Почему здесь и сейчас?Большинство посетителей сообщества находятся в поисках принтера. Я сторонник сборки принтера своими руками, а что будет дальше, каждый решает сам.Почему самодельный? Причин несколько:

  • Разумная стоимость. На данный момент принтер обходится в пределах 25 000 рублей. Есть много китайских принтеров стоимостью от 14 до 18 тысяч рублей. Однако, эти конструкторы требуют еще столько же, для того что бы они начали выдавать то что можно назвать 3d-печатью. Эта стоимость заводских принтеров складывается из: маркетинга, зарплаты, инженерных изысканий и т.д. На пути инженерных изысканий я потратил гораздо больше чем 25 000 рублей. Сейчас же я делюсь своими знаниями и накопленным опытом совершенно бесплатно.
  • Приобрести 3D принтер это не пол и даже не треть дела, нужно еще научиться им пользоваться! Так вот опыт сборки и настройки дает ощутимый шаг в освоении 3D печати.
  • Как владелец и пользователь двух принтеров Ultimaker 2 и самодельного Ultimaker, могу точно заявить, скорость и качество печати у них не отличаются. Они оба прекрасно печатают, при этом экструдер и печатаная голова у Ultimaker 2 более капризная.
  • Цикл статьей будет своего рода иллюстрированной инструкцией по сборке и настройке своего личного персонального 3D-принтера. Буду стараться максимально подробно освещаться весь процесс и вести диалог с вами в комментариях.
В качестве принтера для строительства был выбран и взят за основу Ultimaker:
  • Он достаточно прост - в сборке.
  • Он надежен - как автомат Калашникова.
  • Все его чертежи лежат в открытом доступе.
  • Он, пожалуй, самый распространенный в мире.
  • Инженерные изыскания над ним веду я и другие пользователей по всему миру. Почти все, что есть в этом принтере, собрано из разных мест и доступно в открытом виде.Философский вопрос относительно диаметра прутка может быть 3 мм или 1,75мм – каждый решает сам что ему использовать, выскажу только свое мнение по поводу плюсов и минусов.
3 мм – Плюсы:
  • Проще получить пруток более со стабильным качеством, в том числе и в домашних условиях.
  • Лучший для Bowden (боуден) экструдера.
  • Как правильно в принтерах с прутком 3 мм можно использовать пруток 1,75 мм.
  • Перехлесты и зажёвывания в катушках встречаются реже, чем 1,75.
3 мм – Минусы:
  • Мало производителей на данный момент его выпускают.
  • Мало различных видов пластика.
1.75 мм – Плюсы:
  • Очень много разных видов пластика.
  • Гораздо больше производителей.
  • Прекрасен для директ экструдера.
1,75 мм – Минусы:
  • Не очень хорошо себя зарекомендовал для боуден экструдера (некоторые специалисты возразят, но на это могу ответить только одно – попробуйте, а потом обсудим).
На данный момент я на 1,75 мм, но исключительно из за того что скопились большие запасы пластика. Планирую в ближайшее время перейти на 3 мм, если кому нужен пластик 1,75 мм - меняю на 3 мм.

Итак, поехали! Статьи по сборке принтера будут выходить с периодичностью в две недели, по содержанию я наметил примерно следующий план:

1. Этот пост – Вводный. Приобретение всего необходимого.2. Сборка принтера. Часть первая. Корпус и механика.3. Сборка принтера. Часть вторая. Электроника.4. Прошивка и настройка принтера – Marlin.

5. Прошивка и настройка принтера - Repetier-Firmware.

Что необходимо закупить:1. Корпус на выбор из любого листового материала толщиной 6 мм (фанера, МДФ, акрил, монолитный поликарбонат и т.д.).

Цена за фанерный примерно – 1200-2000 рублей. Лично я делаю здесь.

Если кто-то сомневается в фанерном корпусе, вот небольшое доказательство его надежности, при этом это можно сделать и во время печати, на фото мой принтер из первой статьи:

2. Основа стола из аллюминия – ценник разный от 700 рублей, я делаю здесь. Можно из фанеры, но мне не нравится, чертежи такого стола есть, необходимо вместо LMK12LUU использовать LM12LUU и делать переходник или искать другую гайку для трапецеидального Винта.

3. Стекло для стола заказать можно в обычной стекольной мастерской – 4мм – 100-120 рублей, чертеж 4. LM6LUU - 2шт - 325 рублей.

5. LMK12LUU - 2 шт - 680 рублей.

6. Подшипники F688 - 8 шт - 217 рублей за 10 шт.

7. Валы 6 мм - длинной 300,5 и 320 мм по 1 шт, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 550 рублей.

8. Валы 8 мм - 2 шт 348 мм, 2 шт 337 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 1 300 рублей.

9. Валы 12 мм - 2 шт по 339 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 911 рублей.

10. Пневмофитинг - 1 шт 32 рубля для 1,75 или 3 мм.

11. Энкодер или потенциометр - 1 шт - 40 рублей.

12. Двойная шпуля 20 зубов на вал 8 мм - 134 рубля.

13. HeatBed - 1 шт - 440 рублей.

14. Двигатели - необходимо 4 шт (продаются по 5 штук за 3600 рублей). Трапециидальный винт - 480 рублей. Муфта - 270 рублей за 5 шт, ее можно и напечатать.

15. Медные втулки с графитовыми вставками, каретки, ремни длинные и короткие и пружины для ремней - 1 комплект - продаётся комплектом за 1225 рублей (каретки можно напечатать, ремень использовать обычный GT2 без пружин, получится небольшая экономия).

16. Подающая шестерня - 1 шт - 217 рублей.

17. Блок питания - 1 шт - 1 800 рублей.

18. HotEnd e3d v6 + Volcano в подарок - 765 рублей для 1,75 или 3 мм и Термобарьер – 1 шт 44 рубля (термобарьер не обязательно).

19. Кулер охлаждения детали - 2 шт - 136 рублей.

20. Концевики с длинной лапкой - 3 шт - 404 рубля за 10 шт.

21. Шпули GT2 20 зубов под вал 8 мм - 8 шт - 340 рублей.

22. Шпули GT2 20 зубов под вал 5 мм - 2 шт - 90 рублей.

23. Кардридер - 1 шт - 178 рублей

24. Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + A4988 (4 шт) - 1 комплект - 1 150 рублей.

25. Экран 12864 - 1 шт -525 рублей.

26. Пружина пальца передних колодок ВАЗ - 4 шт - 100 рублей.

27. Разъемы DuPont тыц и тыц 28. Демпфер - 1-2 шт. (не обязательно) 230 рублей за 1 шт.

29. Выключатель для подсветки - 1 шт (не обязательно). - 100 рублей за 5 шт.

30. Разъем для кабеля с предохранителем и выключателем - 1 шт - 86 рублей (не обязательно).

31. Оплетка для кабеля - 3 метра 8 мм - 300 рублей (не обязательно).

32. Радиаторы для драйверов - 4 шт (не обязательно) - 10 шт 290 рублей.

33. Транзистор - 1 шт - 246 рублей 5 шт. и Радиатор для транзистора - 1 шт - 53 рубля 3 шт (не обязательно).

Вместо замены транзистора на RAMPS можно использовать автомобильное или твердотельное реле. С твердотельным реле у меня и у Ильи были проблемы, оно просто расплавилось.

34. Прижимы для стекла - 4 шт - 107 рублей (можно заменить на канцелярские зажимы).

35. Гайки для регулировки стола - 3 шт -100 рублей (можно заменить на гайки М3).

36. Кулер охлаждения платы - 1шт -280 рублей (можно заменить на кулер от системного блока).

37. Светодиодная лента - 1 метр - 210 рублей за 5 метров (не обязательно).

38. Провода гибкие многожильные сечением не менее 0,22 мм порядка 15 метров. Использую так называемые домофонные провода.39. Провода гибкие многожильные сечением 2.5 мм примерно 2 метра.40. Термоусадка под эти провода.

41. Крепеж и провода я беру здесь, если у вас в городе есть проблемы с крепежом, то обращаемся туда же куда и за остальным – здесь есть все:

41.1. Винт M2.5x20 6 шт.41.2. Винт M3x10 30 шт.41.3. Винт M3x12 30 шт.41.4. Винт M3x14 15 шт.41.5. Винт M3x16 85 шт.41.6. Винт M3x20 20 шт.41.7. Винт M3x25 20 шт.41.8. Винт M3x30 21 шт.41.9. Винт M3x4 2 шт.41.10. Винт M3X5 10 шт.41.11. Винт M3X6 10 шт.41.12. Винт M3X45 2 шт.41.13. Винт M3x8 10 шт.41.14. Гайка M2,5 6 шт.41.15. Гайка M3 130 шт.41.16. Гайка самоконтрящаяся M3 35 шт.41.17. Шайба M2,5 6 шт.41.18. Шайба кузовная или широкая M3 17 шт.

42. Термоклей – 1 шт – 80 рублей (не обязательно, последнее время радиаторы идут самоклеящиеся или можно использовать термопасту)

43. Термистор стола – 1 шт 59 рублей, стоит взять с запасом, рвутся, ломаются, врут.

44. Подшипник 623ZZ – 1 шт - 80 рублей за 10 шт.

45. Ножка мебельная – 1шт – 86 рублей (аналогов очень много) или держатель для катушки, ее можно и напечатать.

46. Пластиковые детали (рекомендую печатать все из ABS со 100% заполнением), если у Вас нет возможности распечатать, то можно заказать, например, здесь:

46.1. Шайба 8,5*10,5*5 – 2 шт.

46.2. Шайба 8,5*10,5*10 – 5 шт.

46.3. Шайба 8,5*10,5*25 – 1 шт.

46.4. Экструдер часть 1 – 1шт.

46.5. Экструдер часть 2 – 1 шт.

46.6. Экструдер часть 3 – 1 шт. или такой вариант - 1 шт.

46.7. Крепление E3D 1 часть – 1шт.

46.8. Крепление E3D 2 часть – 1 шт.

46.9. Обдув детали – 1 шт.

47. Инструмент:47.1. Отвертки под винты.47.2. Пассатижи. 47.3. Паяльник и припой.47.4. Мультиметр.47.5. Наждачная бумага.47.6. Масло (предпочитаю использовать силиконовое).47.7. Стяжки.47.8. Нож модельный или канцелярский.47.9. Изолента.47.10. Желательно иметь обжимку для разъемов Dupont, но можно справится и пассатижами, а так же я люблю использовать обжимку для НШВИ, и соответственно НШВИ под размер проводов.47.11. Клей-карандаш, я предпочитаю фирмы UHU или 3M Skotch, еще рекомендуют Каляка-Маляка, но я не встречал в Питере.

И так вот мой сформированный заказ на Ali:

Буду рад, если кто-то из пользователей присоединится ко мне и соберет себе принтер вместе со мной. Для меня это будет лучшей обратной связью на мой цикл статей.Обращаю внимание, этот цикл статей создается для строительства конкретной модели принтера, приветствуются комментарии по теме. Буду рад ответить на ваши вопросы по существу.

В конце мы получим с вами вот такую рабочую машинку, с двумя вариантами прошивки, при этом repeater firmware я сам еще не пробовал, буду вместе с вами пробовать впервые:

Часть 2. Сборка корпуса и механики >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-2/

Часть 3. Сборка электроники.>> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-3/

Часть 3.1. Дополнительные фотографии. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-31/

Часть 3.2. Подключение электроники. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-32/

Часть 4. Установка и настройка прошивки Marlin. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/collect-a-3d-printer-with-your-hands-step-by-step-instructions-part-4/

Часть 5. Обновления и дополнения. >> http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/small-update-ultimaker/

Просим поддержать данный проект! Сделайте репост нашей статьи в ваши социальные сети.

3dtoday.ru

Как сделать трехмерный 3D принтер своими руками – чертежи для сборки самодельного устройства в домашних условиях

Итак, самодельный 3D-принтер, который мы с вами будем собирать, достаточно прост в изготовлении, портативен и дешев. Создание 3D-принтера по чертежам само по себе может оказаться для некоторых тяжелой задачей. Но, на самом деле, собрать его не так уж и сложно, правда работа занимает много времени. Желательно, чтобы у вас были базовые понимания принципов работы 3D-принтера.

В данном руководстве представлено полное описание (с фото- и видеоматериалами высокой четкости) того, как построить 3D принтер своими руками с нуля, а также описание программной части устройства. В общем, если вы сможете разобраться во всех шагах инструкции, то легко создадите этот принтер и сможете самостоятельно печатать свои собственные модели.

Домашний 3D принтер будет работать по технологии моделирования методом послойного наплавления (FDM). Эта технология подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели. В качестве материалов для печати выступают термопластики.

Прежде, чем приступать к изготовлению принтера, ознакомьтесь со статьей до конца. Последний шаг этой статьи – очень важен, не пропустите его.

Данную статью можно разделить на четыре основные части:

  1. Сборка устройства.
  2. Загрузка и установка программного обеспечения.
  3. Тестирование и настройка трехмерного принтера.
  4. Печать.

Итак, начнем!

Шаг 1: Собираем устройство

Детали для изготовления устройства легко доступны на Ebey и других веб-сайтах. Ниже приводится список необходимых деталей и рекомендуемых инструментов.

Детали:

  • Экструдер в сборе с соплом 0,4 мм – 1 шт.
  • Шаговый двигатель – 4 шт.
  • Шкив для ремня – 2 шт.
  • Ремень для шкива – 4 шт.
  • Направляющая для мебельного ящика – 6 шт.
  • Удлиненная гайка – 2 шт.
  • Длинная шпилька – 2 шт.
  • Контроллер Arduino Mega – 1 шт.
  • Шилд-надстройка RAMPS 1.4 – 1 шт.
  • Драйвер двигателя A4988 – 5 шт.
  • Термистор 100 кОм – 2 шт.
  • Тумблер – 1 шт.
  • Блок питания от старого компьютера – 1 шт.
  • Светодиод – 2 шт.
  • Лист МДФ – 1 шт.
  • Маленькие гвозди, гайки и болты
  • Концевой выключатель – 3 шт.
  • Платформа с подогревом – 1 шт.
  • Полиимидная лента (термоскотч)
  • Экран и переключатель, совместимые с RAMPS 1.4 (опционально).

Инструмент:

  • Ножовка по металлу.
  • Пила по дереву.
  • Дрель и сверла.
  • Молоток.
  • Клей.
  • Плоскогубцы.
  • Отвертки.
  • Уровень.
  • Длинная стальная линейка.
  • Рулетка.
  • Маркер.
  • Наждачная бумага.
  • Угольники.

Платформа с подогревом является осью Y для принтера. Она монтируется на основании. Полный процесс резки и сборки приведен на фотографиях.

Шаг 3: Монтаж механизма перемещения оси Y

Показать еще 3 изображения

Механизм оси Y состоит из двигателя в сборе. Сборку производите в соответствии с фотографиями.

Шаг 4: Изготовление крепежа двигателя оси Z

Крепежное устройство двигателя служит для фиксации двигателя оси Z. Изготовить крепеж не так уж и сложно. Весь процесс изготовления показан на фото.

Шаг 5: Изготовление оси Z

Рама оси Z используется в качестве базовой и добавляет прочности принтеру. Размеры рамы не критичны и выбираются с учетом необходимого пространства для перемещения экструдера.

Шаг 6: Изготовление оси X

Показать еще 7 изображений

Ось X удерживает экструдер, а узел оси X скользит по узлу оси Z. Узел оси X ввинчивается в направляющую оси Z и перемещает ее вверх и вниз. Конструкция собирается по фото-инструкции.

Узел оси X скользит в направлении оси Z за счет винтовых шпилек. Эти шпильки ввинчены в неподвижные гайки, которые зафиксированы в узле оси X. Таким образом, когда шпилька при помощи двигателя вращается, ось X смещается вверх или вниз.

Монтаж гайки также показан на фотографиях.

Механизм экструдера устанавливается на ось X. Монтаж экструдера представлен на фотографиях.

Шаг 7: Установка электроники и проводки

Показать еще 3 изображения

Подключение и монтаж электронной начинки принтера является важной частью сборки, она должна быть скрытой (недоступной), аккуратной и иметь доступ для подключения.

Места расположений шилда RAMPS, контроллера Arduino, драйвера двигателя и разъема питания показаны на фотографиях.

Для обеспечения мобильности принтера, в верхней части предусматривается ручка для переноски.

Блок питания располагается в нижней части принтера. Красный провод блока является питанием +5В, желтый +12В, черный провод – земля. Чтобы включить блок питания, нужно замкнуть между собой зеленый и черный провода. Поэтому устанавливаем тумблер между этими двумя проводами для включения и выключения блока питания.

Руководство по электромонтажу представлено на фотографиях.

Шаг 8: Проводим предварительное испытание устройства

Предварительное испытание заключается в проверке работоспособности узлов и выполнении движений. Скетч для Arduino прилагается в конце этого шага. Загрузите его в контроллер Arduino и протестируйте через последовательный монитор. Код в скетче не сложен, и его можно менять на ваше усмотрение.

Файлы

Шаг 9: Загрузка и установка программного обеспечения

Для правильной работы принтера, в части программного обеспечения, потребуются 3 вещи:

  1. Прошивка для Arduino.
  2. Интерфейс для принтера.
  3. Инструмент для преобразования трехмерных объектов в G-code.

Вам потребуется модель объекта (файл с расширением .stl). Можете, либо спроектировать деталь сами, либо использовать уже готовый файл. Сервис «Thingiverse» предоставляет для скачивания множество 3D-моделей в виде файлов *.stl и является очень полезным сервисом для обладателей 3D-принтеров.

Следующим шагом будет преобразование файла *.stl в G-код, который представляет из себя инструкции для 3D-принтера. Для этого вам потребуется специальное программное обеспечение. Существует множество различных программ для преобразования, такие как: «Slicer», «Cura» и др. Программа «Cura» предпочтительнее, т. к. она проста в обращении.

После генерации G-кода, нужно отправить его на принтер. Хотя «Cura» поддерживает плагины для этого, лучше использовать другую программу управления 3D-принтером, например, «Repetier-Host», «Pronterface» и др. Следующее, что вам потребуется, это прошивка для Arduino, которая интерпретирует G-код и выполняет его. Для этого используем прошивку «Marlin».

Итак, что вам потребуется:

  1. Программа «Cura» (для нарезки).
  2. Программа «Pronterface» (для интерфейса).
  3. Прошивка «Marlin» (для Arduino).

Скачайте их.

Шаг 10: Настройка прошивки «Marlin»

Прошивка «Marlin» – это код для Arduino. На самом деле этот код состоит из набора текстовых файлов. Не стоит сейчас глубоко вдаваться во все тонкости программирования, просто измените код, как описано ниже. Более точная подгонка кода будет описана позже.

Замена материнской платы

Откройте файл «Configuration.h» и измените код следующим образом:

#ifndef MOTHERBOARD #define MOTHERBOARD BOARD_RAMPS_13_EFB

#endif

Изменение настроек температуры

В файле «Configuration.h» измените код:

#define TEMP_SENSOR_0 5 #define TEMP_SENSOR_1 0 #define TEMP_SENSOR_2 0

#define TEMP_SENSOR_BED 5

«Изменение DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT сделаем позже».

Теперь загрузите «marlin.ino» в Arduino через Arduino IDE.

Шаг 11: Настройка программы «Pronterface»

Настроить программу «Pronterface» достаточно просто.

Подключите принтер и запустите программу. Установите в программе скорость передачи данных, указанную в коде прошивки (#define BAUDRATE 250000). Если все сделаете правильно, то увидите, что принтер подключился к программе «Prontrface».

Для того, чтобы проверить, все ли работает проведем следующее:

  1. Испытание экструдера. Установите «тепло» (heat) на 250 градусов. Если график начнет расти, то ошибки нет.
  2. Испытание платформы с подогревом. Установите «платформа» (bed) на 70 градусов. Если график растет, то ошибки нет.
  3. Проверку осей X, Y и Z. Понажимайте стрелки с соответствующими осями, чтобы каждая из них подвигалась.

Если все работает, переходите к регулировке.

Шаг 12: Тестирование и настройка

Тестирование и настройка – не самый сложный, но достаточно важный шаг, т.к. он будет определять качество будущей печати.

Регулировка оси Х

Чтобы настроить правильный масштаб, сделайте следующее. С помощью программы «Pronterface» запаркуйте ось X в начальную позицию. Сделайте метку на оси X в том месте, где находится экструдер. Теперь нажмите кнопку, чтобы переместить ось X на 100 мм. Измерьте расстояние, на которое переместился экструдер. Если оно равно 100 мм, то все в порядке. В противном случае откройте файл «Configuration.h» и найдите значения параметра DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT. Они могут быть примерно такими:

#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {78.7402,78.7402,200.0*8/3,760*1.1}

Здесь в фигурных скобках указываются значения (через запятую) для осей X, Y, Z и экструдера соответственно. Разделите значение из кода на фактическое расстояние, на которое переместился экструдер в мм, затем умножьте на 100. Замените старое значение в коде на полученное новое.

Формула

Нов.знач. = (Стар.знач. / Расстоян.перемещ.в мм) * 100

Есть и другие способы калибровки движения осей, но описанный выше наименее трудоемкий, достаточно быстрый и точный.

Проделайте все те же операции для других осей и экструдера, и тогда вы сможете перейти к печати своей первой модели.

Шаг 13: Печать вашей мечты

В качестве пробной детали напечатаем калибровочный блок (файл прилагается). Откройте файл *.stl в программе «Cura». Перетащите объект в нужное место.

  1. Установите диаметр нити 1,75 мм.
  2. Установите размер сопла 0,4 мм. Все остальные настройки оставьте по умолчанию. В случае необходимости, можете изменить и их.
  3. Теперь сгенерируйте код командой File  Save G code (Файл  Сохранить G-код).
  4. Подключите принтер и запустите программу «Pronterface».
  5. Откройте файл G-кода в «Pronterface».
  6. Перед печатью проверьте, чтобы все оси были запаркованы в начальные позиции.
  7. Нажмите Print (Печать) и наслаждайтесь лицезрением процесса.

Не расстраивайтесь, если первая модель будет распечатана не так как надо. Как говорится, первый блин – комом. Прежде, чем детали начнут правильно получаться, нужно выполнить множество настроек.

Шаг 14: Важные советы

Прежде чем приступить к печати, запомните несколько важных советов и следуйте им.

  • Убедитесь, что платформа установлена достаточно ровно.
  • Убедитесь, что когда ось Z находится в начальной позиции, зазор между платформой и соплом соответствует толщине стандартного листа бумаги.
  • Для лучшей адгезии подложите полиимидную ленту на поверхность печати.
  • Установите конечные выключатели, которые отключат питание принтера, если что-то пойдет не так.
  • Держите поверхность печати в чистоте.
  • Сделайте качественную, достаточной длины электропроводку и электрические соединения, чтобы при движении экструдера не случилось замыкания или обрыва цепи.
  • Не прикасайтесь к принтеру или его деталям во время печати.
  • Избегайте возможности короткого замыкания.
  • Пользуйтесь средствами индивидуальной защиты при работе с электроинструментом, молотком, ножовкой и др.
  • Обеспечьте охлаждение блока питания и драйверов двигателя с помощью вентиляторов.
  • Следите за возможными неисправностями или сбоями, которые могут возникнуть во время первой печати.
  • Рекомендуется наблюдать за работой механизмов в процессе печати.

Удачной работы!

masterclub.online

3D принтер своими руками

Современный аддитивный принтер – удовольствие не из дешевых. Чтобы стать владельцем высокотехнологичной «машины», придется выложить несколько сотен, а то и тысяч долларов. Многие сторонники трехмерной печати задаются вопросом, как собрать 3d принтер своими руками? Если устройство может воспроизводить детали любых форм и размеров, почему бы не попробовать напечатать точно такой же принтер?

Самовоспроизводство, как альтернатива коммерческим моделям

В действительности инженеры уже не первый год бьются над тем, чтобы сделать технологию трехмерной печати общедоступной.

Впервые о самовоспроизводящихся механизмах заговорили в 2004 году. Проект получил название 3d принтер reprap. Аппараты данного типа могут воспроизводить точные копии своих комплектующих.

Первым стал принтер под названием «Дарвин». Ему удалось воспроизвести около 60% своих деталей для дочерней копии. Ему на смену пришел «Мендель», способный работать не только с пластиком, но и мраморной пылью, тальком и металлическими сплавами.

Несмотря на то, что принцип reprap завоевал доверие среди пользователей печатным оборудованием и приобрел огромную популярность среди инженеров-любителей, его нельзя назвать совершенным.

Базовая стоимость стандартной платформы для создания себе подобных клонов составляет 350 евро. Профессиональный самовоспроизводящийся аппарат, способный печатать собственный электрические схемы стоит 3000 евро.

В обоих случаях покупателю придется приложить немало усилий для того, чтобы его копия заработала в полной мере.

Собираем 3d принтер

Прежде всего, придется раскошелиться на детали и комплектующие, которые на сегодняшний день невозможно целиком изготовить на обычном принтере. Начинающему инженеру придется докупить, самостоятельно установить и откалибрировать:

  • — датчики для измерения температуры сопла экструдера и нагревательного стола;
  • — шаговые двигатели, приводящие в действие печатную головку и платформу построения;
  • — контроллер шагового двигателя;
  • — концевые датчики для определения «нуля»;
  • — термисторы;
  • — нагреватель экструдера и рабочего стола.

Вышеперечисленные запчасти подбираются исходя из габаритов устройства и целей, которые перед ним ставятся. Суммарный бюджет самодельного аппарата может легко сравняться с себестоимостью недорогого FDM-принтера со средним качеством печати.

Reprap принтеры — полуфабрикаты в мире 3D

В действительности собрать 3d принтер своими руками сложнее, чем может показаться на первый взгляд. К сожалению, технология reprap далека от совершенства и ориентирована в первую очередь на людей с инженерным образованием. Для всех остальных предусмотрены комплекты, которые можно собрать воедино руководствуясь инструкцией и твердо держа в руке отвертку.

Например, DLP-принтер Sedgwick v2.0 Kit. Фотополимерный аппарат предназначен для печати моделей из акрила. На выбор предлагается два варианта устройства: с баком объемом 75х75х50мм и 75х75х120мм. Готовый прибор способен печатать с минимальной толщиной слоя 100мкм.

В свою очередь, набор Engineer (Prusa i3) позволяет собрать принтер для послойного наплавления ABS и PLA пластиком с толщиной наносимого слоя 0,3-0,5мм. Объем рабочей камеры составляет 200х200х180мм.

Наборы для самостоятельной сборки постоянно совершенствуются. В 2015 году в продажу поступили первые принтеры серии PRotos v3, немецкого производителя German RepRap. Устройство как и остальные модели подобного типа, продается в разобранном виде.

Но производитель учел предыдущие недочеты и представил комплект, собрать который стало намного проще, чем когда-либо ранее. Новинка снабжена уже готовой платформой для печати, алюминиевыми армирующими опорами, придающими ей дополнительный запас прочности, катушкой фирменного кабелями с подготовленными разъемами, а также собранными платами.

Если раньше самостоятельно собрать корректно работающий принтер было практически невозможно, то благодаря стараниями немецких инженеров, каждый покупатель получил возможность своими руками собрать устройство для трехмерной печати, оборудованное двумя экструдерами.

Примечательно, что инженеры компании PRotos v3 решили не ограничивать возможности печатной машины и обучили ее работе со всеми известными видами пластика, такими как ABS, PLA, PP, PS, PVA, smartABS, Laybrick, Bendlay и Laywood.

Стоимость комплекта составляет 999 евро. С другой стороны, собранный на заводе принтер продается по цене 1559 евро.

Как самому собрать 3d принтер из подручных материалов

За место в категории «самый дешевый 3d принтер своими руками» могут соревноваться сразу два кандидата. Модель EWaste обойдется не дороже 60 долларов, при условии, что вы сможете найти подходящие детали, позаимствованные из старых электроприборов.

Вам понадобится два CD/DVD привода, дисковод, компьютерный блок питания, разъемы, термоусадочная трубка и мотор NEMA 17.

Инструкцию вы найдете здесь.

Альтернативный вариант – использовать фанеру, гайки, кабеля, болты и алюминиевый лом. Прикрепить все это к пошаговому двигателю и нагревательному картриджу с помощью паяльника. Детальный процесс сборки египетского ATOM 3D вы найдете вот тут.

Кстати, чтобы обзавестись собственным принтером совершенно не обязательно мастерски орудовать паяльной лампой. Достаточно разобрать несколько копировальных аппаратов. Так, в России появился 3D принтер, собранный из утилизированных лазерных МФУ Xerox 4118 и Xerox M15.

Чтобы воплотить задумку в реальность инженеру понадобились стальные направляющие, три пластиковых подшипника, несколько металлических профилей, 4 моторчика, два из которых поддерживают функцию микрошага. Дополнительно автор проекта задействовал термистор для печки, 3 оптических датчика и соединительные провода.

Возможно, готовый агрегат не блещет дизайнерскими изысками, зато вполне прилично справляется с печатью привычным ABS пластиком. Себестоимость самоделки едва ли превысит 50 долларов, при условии, что некоторые комплектующие были у автора идеи в наличии.

Впрочем, при должной сноровке можно попробовать собрать нечто более совершенное. Китайские инженеры из компании Makeblock специализирующиеся на разработке робототехники, любезно предложили свой «рецепт» недорогой машины для трехмерной печати.

Принтер собирался из подручных инструментов и продающихся на открытом рынке механизмов. Китайские разработчики использовали фирменную раму Makeblock с платформой типа i3, купить которую можно в магазине компании.

За электрическую часть отвечает плата Arduino MEGA 2560+ RAMPS. Устройство управляется с помощью стационарного компьютера с предустановленным специальным программным обеспечением Printrun (скачать).

Какой именно вариант выбрать – решать вам. Самовоспроизводящиеся принтеры стремительно развиваются и эволюционируют. Но такой комплект стоит ненамного дешевле обычной коммерческой модели, так как является полноценной платформой для ускоренного прототипирования. Общественный стереотип, гласящий что rep-rap – это всего лишь бюджетные игрушки, канул в лету вместе с заявлениями NASA.

Оказывается, астронавты планируют в недалеком будущем взять несколько подобных принтеров в космос. По замыслу инженеров, самовоспроизводящиеся принтеры помогут сэкономить полезную площадь и грузоподъемность шатла. Планируется, что они будут использоваться для постройки космических баз на Луне и Марсе.

В качестве чернил 3D принтеры будут использовать мелкодисперсный песок.

Какой именно вариант выбрать – решать вам. Самовоспроизводящиеся принтеры стремительно развиваются и эволюционируют. Но такой комплект стоит ненамного дешевле обычной коммерческой модели, так как является полноценной платформой для ускоренного прототипирования.

Rep-rap 3d принтеры позволяют сэкономить несколько десятков или сотен долларов, но готовый образец придется самостоятельно настраивать, из-за чего качество печати может страдать. Самодельные принтеры – вариант для людей с инженерным образованием и недюжинным терпением.

make-3d.ru

Как собрать 3D-принтер со стальной рамой в домашних условиях

Не буду расписывать всю пользу и все возможности 3D-печати, скажу просто, что это очень полезная вещь в быту. Приятно иногда осознавать, что ты сам можешь создавать различные предметы и чинить технику, в которой используются пластиковые механизмы, различные шестерни, крепежи…

Сразу хотелось бы внести ясность — почему не стоит покупать дешманский китайский принтер за 15 тысяч рублей.

Как правило, они идут с акриловыми или фанерными корпусами, печать деталей с таким принтером превратится в постоянную борьбу с жёсткостью корпуса, калибровками и прочими событиями, которые омрачат всю прелесть владения принтером.

Акриловые и деревянные рамы весьма гибкие и лёгкие, при печати на повышенных скоростях их серьёзно колбасит, за счёт чего качество конечных деталей оставляет желать лучшего.

Владельцы таких рам часто колхозят различные усилители/уплотнители и постоянно вносят изменения в конструкцию, убивая тем самым своё время и настроение заниматься именно печатью, а не доработкой принтера.

Стальная рама даст возможность насладиться именно созданием деталей, а не борьбой с принтером.

Следуя моему небольшому руководству, вы не закажете лишнего и не спалите свой первый комплект электроники, как это сделал я. Хотя это и не так страшно: стоимость деталей и запчастей к этому принтеру копеечная.

Руководство рассчитано в основном на новичков, гуру 3D-печати, скорее всего, не найдут здесь для себя ничего нового. А вот те, кто хотел бы приобщиться, после сборки такого комплекта будут чётко понимать, что к чему. При этом не требуется специальных навыков и инструментов, достаточно паяльника, набора отвёрток и шестигранников.

Стоимость комплектующих актуальна на январь 2017 года.

Заказываем детали

1. Основа для принтера — рама, чем она крепче и тяжелее, тем лучше. Тяжёлую и крепкую раму не будет колбасить при печати на повышенных скоростях, и качество деталей будет оставаться приемлемым.

Мой выбор пал на стальную раму от российского производителя.

Стоимость: 4 900 рублей за штуку.

Рама идёт со всем необходимым крепежом. Винтиков и гаечек ребята кладут с запасом.

2. Направляющие валы и шпильки M5. Резьбовые шпильки и направляющие валы не идут в комплекте с рамой, хотя на картинке они есть.

  • Полированные валы идут комплектом из 6 штук.

Стоимость: 2 850 рублей за комплект.

Возможно, найдёте и подешевле. Если будете искать, то выбирайте обязательно полированные, иначе все косяки валов отразятся на деталях и общем качестве.

  • Шпильки M5 необходимо приобрести парой.

Стоимость: 200 рублей за штуку.

Это, по сути, обычные шпильки, которые можно приобрести и в строительном магазине. Главное, чтобы они были как можно более ровными. Проверить несложно: нужно положить шпильку на стекло и прокатить её по стеклу, чем лучше катается, тем ровнее шпилька. Валы проверяются соответствующим способом.

В общем, больше нам от этого магазина ничего не надо, ибо там дикая наценка на то же самое, что можно приобрести у китайцев.

3. Комплект RAMPS 1.4 + Arduino Mega 2560 R3 + шаговые драйверы A4988.

Стоимость комплекта: 1 045 рублей.

RAMPS 1.4 — плата расширения для Arduino. Именно к ней подключается вся электроника, в неё вставляются драйверы двигателей. За всю силовую часть принтера отвечает она. В ней нет мозгов, гореть и ломаться в ней нечему, запасную можно не брать.

Arduino Mega 2560 R3 — мозг нашего принтера, на который мы будем заливать прошивку. Советую взять запасной: по неопытности его легко спалить, например вставив неправильно драйвер шагового двигателя или перепутав полярность при подключении концевика. Многие с этим сталкиваются, и я в том числе. Дабы вам не пришлось неделями ждать новую, берите сразу ещё хотя бы одну.

Шаговые драйверы A4988 отвечают за работу моторов, желательно приобрести ещё один комплект запасных. На них есть построечный резистор, не крутите его, возможно он уже выставлен на необходимый ток!

  • Запасная Arduino MEGA R3.

Стоимость: 679 рублей за штуку.

Стоимость: 48 рублей за штуку.

4. Регулятор напряжения понижающий.

Стоимость: 75 рублей за штуку.

Он необходим для защиты нашей Arduino. В ней есть свой понижающий регулятор с 12 В на 5 В, но он крайне капризен, сильно греется и быстро умирает.

5. Комплект шаговых моторов.

Стоимость комплекта: 2 490 рублей.

В комплекте 5 штук, нам необходимо только 4. Можно поискать комплект из четырех, но я взял весь комплект, пусть будет один запасной. Его можно будет пустить на апгрейд и сделать второй экструдер, чтобы печатать поддержки вторым экструдером или двухцветные детали.

6. Комплект ремней, подшипников и муфт.

Стоимость комплекта: 769 рублей.

В этом комплекте есть всё необходимое для данного принтера.

7. Механические ограничители — необходимо 3 штуки.

Стоимость: 23 рубля за штуку.

Возьмите на всякий случай 4 штуки, пусть один будет запасным. Стоимость копеечная, а без такой мелкой детали печатать не получится (вдруг придёт бракованная).

8. Дисплей со встроенным картридером.

Стоимость: 501 рубль за штуку.

В его задней части есть картридер, в который в дальнейшем вы будете вставлять карту памяти с моделями для печати. Можно взять один запасной: если вы неправильно подключите какой-то элемент, то, скорее всего, дисплей сдохнет самым первым.

Если планируете подключать принтер напрямую к компу и печатать с компа, то экран и вовсе необязателен, печать можно производить и без него. Но, как показала практика, с SD-карточки печатать удобнее: принтер никак не связан с компьютером, его можно ставить хоть в другую комнату, не опасаясь, что комп зависнет или вы его нечаянно вырубите на середине печати.

9. Блок питания (12 В).

Стоимость: 1 493 рубля за штуку.

Данный блок питания немного больше по габаритам, чем тот, который должен быть, но он без особого труда влезает, а мощности у него с запасом.

10. Горячий стол.

Стоимость: 448 рублей за штуку.

Необходим для печати ABS-пластиком. Для печати PLA и другими видами пластика, не дающими усадки при остывании, можно печатать не нагревая платформу, но стол обязателен, на него кладётся стекло.

11. Кнопка и клемма (220 В).

Стоимость: 99 рублей за штуку.

12. Экструдер.

Стоимость: 2 795 рублей за штуку.

Данный экструдер является директ-экструдером, то есть механизм подачи пластика находится непосредственно перед его нагревательным элементом. Советую брать именно такой, он позволит вам печатать всеми видами пластика без особых напрягов. В комплекте есть всё необходимое.

13. Кулер для обдува детали.

Стоимость: 124 рубля за штуку.

Собственно, необходим для обдува PLA и прочих медленно затвердевающих видов пластика.

14. Кулер для обдува драйверов.

Стоимость: 204 рубля за штуку.

Очень нужен. Больший кулер существенно уменьшит шум от принтера.

15. Запасные сопла.

Стоимость: 17 рублей за штуку.

При засорении проще поменять сопла, чем чистить. Обратите внимание на диаметр отверстия. Как вариант, можно набрать разных диаметров и выбрать для себя. Я предпочёл остановиться на 0,3 мм, качества получаемых деталей с таким соплом мне достаточно. Если качество не играет особой роли, берите сопло шире, например 0,4 мм. Печать будет в разы быстрее, но слои будут более заметны. Берите сразу несколько.

16. Сверло для очистки сопла.

Стоимость: 31 рубль за штуку.

Его очень легко обломить, будьте аккуратны. Сверло можно не брать: проще, как я написал выше, набрать запасных сопел и менять их. Стоят они копейки, а засоряются крайне редко — при использовании нормального пластика и при наличии фильтра, который вы и напечатаете первым делом.

17. Комплект пружин для стола.

Стоимость: 56 рублей за штуку.

В комплекте 5 штук, 4 используем для стола, одну пружинку используем для ограничителя оси X.

18. Комплект для регулировки стола. Необходимо 2 комплекта.

Стоимость комплекта: 36 рублей.

Эти комплекты нам нужны только ради длинных болтов, которыми мы в дальнейшем будем крепить экструдер.

19. Комплект проводов для подключения шаговых двигателей.

Стоимость комплекта: 128 рублей.

20. Кусок обычного стекла на стол.

Можно заказать боросиликатное стекло, которое выдерживает повышенные температуры. Я использую обычное оконное стекло: нагрев до 90 градусов оно выдерживает, а больше мне и не надо.

Это всё, что понадобится вам для сборки принтера.

Качество напечатанных деталей с таким комплектом будет практически таким же, как у принтеров дорогих брендов. Всё зависит от дальнейших настроек, выбора нужной температуры и прочих нюансов, с которыми вы познакомитесь в процессе печати. Плюсом такого принтера, по сравнению с дорогим брендовым, я считаю возможность быстро, дёшево и самостоятельно починить любую деталь, не потратив при этом нервов и денег.

Стоимость такого набора — не более 20 тысяч рублей.

Если покупать такой принтер целиком, его стоимость на сегодня составляет 43 900 рублей.

Заказав оснастку на AliExpress, мы сэкономим порядка 24 тысяч рублей при тех же комплектующих, а экструдер, который мы подобрали, в некотором плане даже лучше.

Сборка принтера

Ну а далее начинаем увлекательный процесс сборки, следуя официальной инструкции.

Инструкция →

Зеркало →

Процесс сборки достаточно увлекателен и чем-то напоминает сборку советского металлического конструктора.

Собираем всё по инструкции за исключением следующих пунктов

В пункте 1.1, в самом конце, где крепятся торцевые опоры, не ставим подшипники 625z — впрочем, мы их и не заказывали. Ходовые винты оставляем в «свободном плавании» в верхней позиции, это избавит нас от эффекта так называемого вобблинга.

В пункте 1.4 на картинке присутствует чёрная проставка. В комплекте с рамой её нет, вместо неё идут пластиковые втулки, используем их.

В пункте 1.6 держатель концевика оси Y крепим не к задней, а к передней стенке принтера. Если этого не сделать, детали печатаются зеркально. Как я ни пытался в прошивке это победить, мне не удалось.

Для этого надо перепаять клемму на заднюю часть платы:

В пункте 2.4 у нас другой экструдер, но крепится он точно так же. Для этого нужны длинные болты, их мы берём из комплекта для регулировки стола (18-я позиция в списке). В наборе с рамой нет таких длинных болтов, как и в местных магазинах.

В пункте 2.6 мы начинаем сборку нашего «бутерброда» из Arduino и RAMPS и сразу же сделаем очень важную доработку, про которую редко пишут в мануалах, но которая тем не менее очень важна для дальнейшей бесперебойной работы принтера.

Нам необходимо отвязать нашу Arduino от питания, которое приходит с платы RAMPS. Для этого выпаиваем или отрезаем диод с платы RAMPS.

Припаиваем регулятор напряжения ко входу питания, который заблаговременно выставляем на 5 В, попутно выпаивая стандартное гнездо питания. Приклеиваем регулятор кому куда удобнее, я приклеил на заднюю стенку самой Arduino.

Питание от блока питания к RAMPS я припаял отдельно к ножкам, чтобы оставить свободной клемму для подключения других устройств.

Далее укладываем все провода. Можно купить специальную оплётку, можно, как сделал я, использовать стяжки или изоленту.

Перед запуском проверяем, что нигде ничего не заедает, каретка двигается до ограничителя и обратно без препятствий. Поначалу всё будет двигаться туго, со временем подшипники притрутся и всё пойдёт плавно. Не забудьте смазать направляющие и шпильки. Я смазываю силиконовой смазкой.

Ещё раз смотрим, что нигде ничего не коротит, драйверы шаговых двигателей поставлены правильно согласно инструкции, иначе сгорит и экран, и Arduino. Ограничители тоже необходимо поставить соблюдая правильную полярность, иначе сгорит стабилизатор напряжения на Arduino.

Подготовка к эксплуатации

Если всё подключено верно, можно переходить к следующей инструкции по эксплуатации.

Инструкция →

Зеркало →

Полезные материалы по некоторым параметрам нашей прошивки

Заливаем прошивку через IDE Arduino 1.0.6, выбираем на экране принтера Auto Home, убеждаемся в правильном подключении концевиков и правильной полярности шаговиков. Если двигается в противоположную сторону, просто поверните клемму у мотора на 180 градусов. Если после начала движения слышен противный писк, это писк драйверов шаговиков. Надо подкрутить на них подстроечный резистор согласно инструкции.

Советую начать печатать из PLA-пластика: он не капризен и хорошо прилипает к синему скотчу, который продаётся в строительных магазинах.

Я беру пластик фирмы Bestfilament. Брал фирмы REC, но мне не понравилось, как ложатся слои. Есть ещё море различных брендов и видов пластика: от резиновых до «деревянных», от прозрачных до металлизированных… Ещё одна фирма, которую я порекомендую, — Filamentarno. У них чумовые цвета и отличный собственный вид пластика с отличными свойствами.

Пластиком ABS и HIPS я печатаю на каптоновом скотче, намазанном обычным клеем-карандашом из магазина канцтоваров. Такой способ хорош тем, что нет запаха. Есть много других разных способов повышения адгезии детали к столу, об этом вы узнаете сами в процессе проб и ошибок. Всё достигается опытным путём, и каждый выбирает свой способ.

Почему именно этот принтер на базе Prusa i3?

  1. Принтер «всеяден». Печатать можно любыми доступными видами пластика и гибкими прутками. На сегодня рынок различных видов пластика достаточно развит, нет такой необходимости иметь закрытый бокс.
  2. Принтер прост в сборке, настройке и обслуживании. Ковыряться с ним может даже ребёнок.
  3. Достаточно надёжен.
  4. Распространён, соответственно в Сети море инфы о его настройке и модернизации.
  5. Пригоден для апгрейда. Можно заказать второй экструдер или экструдер с двумя печатными головками, заменить линейные подшипники на капролоновые или медные втулки, тем самым повысив качество печати.
  6. Доступен по деньгам.
Фильтр для филамента

Печатал крепление для экструдера E3D V6, печатал какое-то время этим экструдером с боуден-подачей. Но вернулся обратно на MK10.

Приобрёл вот такой апгрейд, в дальнейшем будем печатать двумя пластиками.

Утеплил стол для более быстрого разогрева: подложка с отражающим фольгированным слоем и клейкой основой. В два слоя.

Сделал подсветку из светодиодной ленты. В какой-то момент надоело включать свет для контроля печати. В дальнейшем планирую закрепить камеру и подключить к принтеру Raspberry Pi для удалённого наблюдения и отправки моделей в печать без передёргивания флешки.

Для уменьшения шума от принтера необходимо подкладывать под него резиновые проставки. Можно их напечатать, а пока я обошёлся вот такими силиконовыми упорами, когда-то купленными под стиральную машинку.

Если у вас есть дети, такой конструктор будет очень полезным и интересным. Приобщить детей к этому направлению будет несложно, им и самим будет в кайф печатать для себя различные игрушки, конструкторы и умных роботов.

Кстати, по стране сейчас активно открываются детские технопарки, в которых детей обучают новым технологиям, в том числе моделированию и трёхмерной печати. Иметь такой принтер дома будет очень полезно для увлечённого ребёнка.

Будь у меня такая штука в детстве, моему счастью не было бы предела, а если к этому добавить различные моторы, Arduino, датчики и модули, у меня бы, наверное, и вовсе поплыла крыша от возможностей, которые передо мной бы открылись. Мы вместо этого плавили пластмассу от старых игрушек и свинец из найденных на помойке аккумуляторов.

Всем, кто решит повторить, желаю удачной сборки и быстрого прибытия заказанных товаров. :)

Спасибо за внимание, если есть вопросы, задавайте.

Весьма полезный русскоязычный ресурс, на котором вы найдёте любую информацию по этому направлению: 3dtoday.com.

Тысячи тысяч готовых моделей для печати чего угодно: thingiverse.com.

lifehacker.ru

Как собрать 3d-принтер своими руками? Часть первая.

Всем добрый день, друзья! С Вами 3DTool! В свете активной волатильности цен на рынке мы задались вопросом, из чего состоит 3D принтер? Что именно влияет на начальную цену этого аппарата и почему современные отечественные и зарубежные 3D принтеры столько стоят? Статья будет носить скорее ознакомительный и оценочный характер, нежели представлять из себя трактат по пошаговому созданию производства 3D оборудования. К счастью, на нашем замечательном портале есть примеры таких трактатов, и при желании энтузиасты могут ими воспользоваться. Уверены, таких людей найдется немало!

Если же вы не так подкованы в 3D технологиях, но хотите составить хотя бы примерную картину, смело продолжайте читать!

Для того, чтобы последовательно определиться со всеми этапами постройки и сформировать полное представление о процессе, давайте определим схему действий по реализации нашего проекта.

I) Идея. Для начала определимся с задачей.

II) Бюджет. Установим материальные и временные затраты на проект.

III) Характеристики и спецификации. Определим желаемые характеристики нашего 3D принтера.

IV) Чертежи и виртуальный проект. Необходимо выбрать основу 3D принтера или смоделировать его с нуля.

V) Узлы и комплектующие. Подберем комплектующие под заданные характеристики.

VI) Виды работ для сборки. Какие работы нам необходимо будет совершить, чтобы получить изделие? Например, раскрой и сварка металлических листов корпуса.

VII) Программирование и отладка устройства. Здесь нам необходимо будет определиться с программной частью нашего аппарата и подобрать нужную прошивку.

VIII) Расчёт фактических затрат. На производство и сравнение его с бюджетом.

VIV) Вывод.

В свете обширности охватываемой темы и получившегося гигантского размера текста, мы разобьем наше повествование на несколько частей. Первая часть будет посвящена предварительной подготовке к постройке нашего агрегата и затронет пункты с первого по третий нашей схемы.

Итак.I) Идея.

Стартовым блоком нашей схемы будет 'Идея', или 'Задача'. Тот необходимый базис, после которого в уме начинают появляться первые шестеренки и выстраиваться механизмы. Идея всегда довольно проста и лаконична. В нашем случае она звучит так: 'Как построить качественный 3D принтер?'. Чтобы построить именно качественный аппарат, условимся, что будем выбирать наиболее хорошо зарекомендовавших себя производителей комплектующих и не экономить на дополнительных работах. Также наш аппарат должен соответствовать критериям безопасности бытовой техники, хотя бы в самых основных чертах. То есть дерево в качестве материала для корпуса и китайские провода с Ali отпадают. Однако и раздувать бюджет до бесконечности, равно как и сроки разработки, мы не будем.

Как правило, многие энтузиасты 3D печати, мейкеры и даже некоторые покупатели не достаточно хорошо представляют себе процесс создания и производства подобной техники на промышленном уровне и часто задают один и тот же вопрос - 'Почему так дорого?' Косвенно мы постараемся ответить на него в процессе повествования и в конце сформулируем вывод с четким определением - 'Почему?'.

II) Бюджет.

Чтобы было, от чего отталкиваться, мы должны определить для себя финансовые и временные границы проекта. Понятно, что в процессе создания суммы финансовых и временных затрат будут варьироваться, но в этом и будет заключаться наша основная задача - сравнить предполагаемый бюджет с тем, что получится в итоге.

Сколько времени нам потребуется на создание 3D принтера? Чтобы ответить на этот вопрос, неплохо было бы определиться с его конструкцией и характеристиками. Для этого сформулируем задачи, которые он должен решать:

1) Печать твердыми, гибкими и тугоплавкими материалами. (более 300 градусов)

3) Размер рабочей области 20х20х20 см и средние внешние габариты, чтобы принтер помещался и дома и на работе.

2) Быстрая и точная механика.

3) Закрытая камера с системой конвекции.

4) Надежная электрика и электроника.

5) Наличие интуитивно понятного интерфейса, красочный дисплей.

Как видите, мы задумали машину, находящуюся примерно на уровне современных решений Imprinta, Picaso 3D и Raise3D, то есть - флагманов отрасли. Бюджет таких аппаратов находится в диапазоне от 100 до 400 тысяч рублей, в зависимости от размера рабочей области и наличия или отсутствия дополнительных опций. Попробуем разобраться, можно ли построить 3D принтер подобного уровня с меньшими затратами. Заложим в наш бюджет 100 000 рублей и 12 месяцев на производство. Посмотрим, что из этого получится.

В него должны будут входить все затраты на разработку, закупку и доставку комплектующих, подрядные работы, которые сложно выполнить самостоятельно, и прочие прямые расходы. Косвенные расходы мы постараемся рассчитать в финальной части нашей статьи.

III) Характеристики и спецификация.

1) Печатающий блок: по сформулированным условиям печатающий блок должен быть с прямым приводом (direct), чтобы иметь возможность печати большинством доступных на рынке филаментов в самом распространенном формате - 1.75. Значит нам понадобится ось, способная выдержать вес довольно тяжелого шагового мотора, самого протягивающего механизма, проводов, электроники и корпуса. В этом случае необходимо будет использовать рельсы или сдвоенные линейные направляющие. От второго экструдера, пожалуй, откажемся, добавить его в будущем будет не сложно, а разработка адекватного решения с автосменой активного сопла может съесть половину бюджета по финансам и времени.

2) Размер рабочей области и внешние габариты: чем больше будет размер нашего аппарата, тем сложнее будет его отладка, подбор комплектующих и затраты на сборку, но, поскольку бюджет ограничен, мы не можем себе позволить гиганта вроде Raise3D Pro2 с областью в 400мм по ребру куба. Остановимся на самом распространенном формате - 200мм. Этот типоформат отлично представлен в плане комплектующих, доступных к покупке, и мы сможем сэкономить время на поиске чего-то нестандартного. Внешние габариты не должны превышать размера кухонного стола, прикинем их примерно в 40 - 50 см по высоте и 35 - 40 см по глубине и ширине. Вес мы ограничивать не станем, т.к. делать чересчур тяжелый аппарат нет никакого смысла.

3) Механика и кинематика. Для надежности выберем классический 'кубик' с перемещением печатающего блока по XY и стола по Z. Такой тип принтеров хорошо изучен, и можно будет избежать многих проблем, связанных с разработкой чего-то нестандартного. Как правило, большинство из производителей потихоньку переходит на вариации схем Cor XY или H-bot. Также популярна схема 'скрещивающихся' направляющих, как на Ultimaker и Zortrax. Однако, эта схема с использованием директ экструдера становится слишком дорогой, т.к. придется использовать аж 8 линейных направляющих. Для компенсации веса нашего печатающего блока остановимся на варианте рельс по XY, валах и ШВП по Z и кинематической схеме Core XY. Будем использовать стандартные шаговые моторы формата Nema 17 и GT2 ремень.

4) Корпус принтера: необходимо проработать закрытую камеру. Если мы планируем печатать тугоплавкими материалами, нам также будет нужен мощный нагревательный стол. Наличие вентиляторов, обеспечивающих конвекцию прогретого воздуха, желательно. Чтобы минимизировать количество дорогого металла в конструкции корпуса, используем дибонд или оргстекло в качестве створок нашей камеры. Катушку с материалом разместим внутри корпуса, чтобы максимально избежать пыли и влаги во время процесса печати. Предусмотрим наличие фильтров для выходящего воздуха.

5) Электрика и электроника: относительно этого пункта маститые мейкеры и инженеры спорят уже довольно долго. Многим хватает и стандартного бутерброда RAMPS + Arduino Mega. Однако, глядя на флагманов производителей 3D принтеров, наш принтер должен обладать 'умными' системами помощи, иметь возможность подключаться к компьютеру через USB или ethernet/WiFi, а также обладать возможностью чтения данных с SD-карты или USB-флешки. То есть быть максимально удобным и автономным. Добавим в спецификацию помощника калибровки стола через специальный датчик и контроль наличия филамента в печатающем блоке, дабы принтер вставал на паузу, если что-то пойдет не так. Блок питания и разводка проводов - классическая. Плоские шлейфы - вещь хорошая, но для нашего проекта излишняя.

6) Дисплей и интерфейс управления: какой конкретно подобрать дисплей, зависит от выбранной нами материнской платы и возможности ее подключения к тому или иному дисплейному модулю, так что для начала обрисуем 'хотелки'. Управляемый джойстиком, или тач-скрином дисплей, цветной, или монохромный, с возможностью отображения иконок, текстовой информации и не очень большим размером. 4,5 дюйма вполне подойдут.

.Итак, мы разобрались с идеей, описали основные характеристики нашего принтера, прикинули бюджет по деньгам и времени. В следующей части прикинем более приземленные и конкретные вещи и определимся с комплектующими и ценами на них.

Конечно же, мы так же хотели бы услышать ваше мнение и советы относительно подборки тех или иных комплектующих, советами по выбору параметров и задач. Пишите их в комментариях! Так что не переключайтесь и ждите следующей статьи!

С Вами был 3DTool, до новых встреч! Приобрести 3D оборудование и ЧПУ станки, вы всегда можете на нашем сайте в разделах -3D принтеры: https://3dtool.ru/category/3d-printery/?utm_source=3dtodayЧПУ станки: https://3dtool.ru/category/chpu/?utm_source=3dtoday

Любые интересующие вас вопросы относительно аддитивной техники и ЧПУ станков, вы можете задать нашим менеджерам.

По почте: [email protected]Или по телефону: +7(800) 775-86-69

Не забывайте подписываться на наш YouTube канал:

И подписываться на наши группы в соц.сетях:

Наш сайт

INSTAGRAM

ВКонтакте

Facebook

3dtoday.ru

3d принтер своими руками

Возможно эта идея уже засела у вас в голове. Так с чего же начать?

Прежде чем закупать части будущего rep-rap устройства, следует решить какая степень самостоятельности вам нужна.  Есть пара вариантов заиметь 3d принтер, не покупая готовый заводской вариант. Их мы и опишем в статье.

1. Закупка всех частей по-отдельности - чистый DIY

Здесь понадобится основательно изучить вопрос. Составить схему сборки и подобрать детали. Человеку с навыками конструирования это будет не сложно и даже интересно.

Придется выбирать электронику, двигатели, датчики, компоновку и механические части. О корпусе также придется позаботиться самостоятельно, поэтому без навыков проектирования в CAD программах не обойтись.

Полный список запчастей будет состоять примерно из 30-40  пунктов, в зависимости от конфигурации 3д принтера.

Если же хочется пойти по более простому и быстрому пути, то схему сборки можно найти в сети, благо их достаточно много, ведь сам проект rep-rap объединяет людей по принципу сделал сам, помоги собрать следующий. Rep-rap подразумевает клонирование последующих 3d принтеров, с помощью уже собранных.

 Названия некоторых схем сборки -  Rostock, Prusa и Mosaic.

Значит выбрали вы схему, определились с функционалом и размерами, теперь пришло время тратить денежки. Тут кто на что горазд. Можно найти детали на Али и заказать доставку по почте. В принципе большинство нужных деталей производится в Китае, поэтому брать, так сказать из первых рук может быть разумным ходом. Но стоит учесть, что качество некоторых деталей, например валов по которым будут двигаться каретка и рабочий стол, может не оправдать ваших надежд.

Если есть возможность, то купить валы или рельсовые направляющие лучше в России. Здесь их будет проще заменить в случае покупки брака.

Вообще в России есть масса магазинов, которые продают все необходимые запчасти. Разница в цене вряд ли будет существенной, но при покупке в России время вы точно сэкономите, а возможно и нервы. Сами понимаете, доставка почтой не очень надежный вариант, проблемы возникают не редко.

Что касается частей корпуса, то их можно также купить или заказать печать предварительно подготовленных моделей. Корпус может быть из пластика или из фанеры, рама может быть и вовсе из металла. В общем вариантов обзавестись нужными деталями куча.

Как показала практика хот енд лучше купить готовый, так выйдет и дешевле и быстрее. Вариантов не мало, почитайте отзывы и решите какой ваш. Наиболее распространенный Hot-End  E3D-v6. Показал себя с лучшей стороны. Надежный, легко настраивается и ремонтируется.

Сборка

Запастись терпением, отверткой, паяльником и вперед. Конечно задача не из легких, человеку не подготовленному будет не просто. Но это лишь вопрос времени. Скорее всего придется что-то переделывать, возможно покупать по новой детали, так как качество не всегда бывает подходящим, но в итоге вы получите результат.

Что касается процесса сборки, то в данной статье мы не будем подробно описывать его, ведь в сети вы и так найдете массу пошаговых инструкций. Главное все делать не спеша, ведь согласитесь будет обидно, если вы сожжете контроллер просто перепутав полярность при подключении проводов. Обязательно проверяйте себя!

Выводы по чистому DIY

    Что можно сказать точно – описанный процесс подойдет и понравится далеко не каждому. Для более-менее качественной сборки понадобятся инженерные навыки и терпение. После сборки будет еще этап настройки и калибровки, что потребует еще и некоторых знаний процесса программирования. DIY больше подойдет тем, кому интересен сам процесс сборки оборудования, а не только печать на 3d принтере. Итоговая стоимость вряд ли будет сильно ниже, чем при покупке готового КИТ-а, тут смысл именно в процессе.

  1. Купить готовый конструктор или не совсем DIY

Тут все проще. Покупаете набор готовых деталей (КИТ для сборки) и по приложенной инструкции самостоятельно собираете 3д принтер. Инженером быть не обязательно, но любить конструктор придется.

Конечно и в данном случае несколько вариантов развития событий. Можно взять набор у «кустарей» по объявлению и надеяться  на то, что Вам положили все детали и крепеж. Инструкций по сборке обычно не прилагается, но их можно поискать в интернете. Скорее всего это будет одна из модификаций Prusa с напечатанными на таком же 3d принтере деталями, на стальную раму тут точно не стоит рассчитывать.

Но если уж решились поиграть в конструктор и не рыскать по «Алиэкспресу» в поисках нужного узла, присмотритесь к фирменным DIY решениям от серьезных производителей. Там вы сможете быть уверенным в том, что все части в комплекте, а в случае чего у вас даже будет гарантия на электронные платы и сложные узлы. Мало того, вы обязательно получите нормальную инструкцию, все необходимые прошивки и тех. поддержку продавца.

Как собрать?

Сборка такого конструктора идет по заранее продуманному пути, следуете указаниям в инструкции, в крайнем случае просите помощи у тех. поддержки и через пару дней 3d принтер уже печатает первые изделия. Важно что в случае с готовым конструктором, корпус обычно изготовлен на станке и не имеет напечатанных деталей. Варианты из металла чуть подороже чем из фанеры или оргстекла, но и жесткость конструкции более высокая, а это непременное условие качества 3d печати.

Кому это нужно?

Собрать таким образом 3d принтер, самостоятельно сможет любой человек. Эти наборы часто покупают школы, чтобы привлечь детей к инженерному направлению. Конечно здесь тоже может потребоваться паяльник, но это не будет проблемой ведь инструкции обычно очень наглядны.

В принципе это упрощенный вариант предыдущего способа. Так что если шибко хочется самостоятельно собрать 3d принтер, но при этому не заморачиваться с поиском запчастей и на всякий случай иметь тех. поддержку в виде продавца или производителя, то КИТ- набор ваш выбор.

Цена вопроса

  • Жесткий DIY. В случае с полной самостоятельностью, вы сможете уложиться в 15-20 тысяч рублей и собрать рабочий 3d принтер с средними характеристиками и большим потенциалом апгрейда. Часто владельцы самосборников дорабатывают их бесконечно. Как говориться, совершенству нет предела.

  • Готовый конструктор выйдет несколько дороже. Так ставший популярным Prusa i3 Hephestos от Испансого производителя электроники BQ, обойдется в 39000 рублей. Зато в коробке вы найдете аккуратно разложенные по коробочкам детали, аля Икеа. К тому же в комплекте идет тех. поддержка и гарантия 1 год.

  • Ну и для сравнения, готовый к работе 3d принтер, который не требует самостоятельной сборки можно купить за 29000 рублей. Причем это даже не самый дешевый вариант. Wanhao i3 v 2.0 уже знаком многим. Продажи этой модели очень высоки не только в России, но и во всем мире. Просто покупаете и печатаете, все собрано до вас на заводе.  

Так что же выбрать в итоге?

У приведенных в статье способов может быть несколько вариаций. Кто-то решит купить плату и двигатели, а остальное точить, паять, вырезать самому. Другой возьмет готовый набор корпуса и напечатанные шестерни. Третий и вовсе достанет шаговые двигатели из старого бумажного принтера. Все это зависит от желания и возможностей.

Если сам процесс сборки вам не интересен, то лучше купить готовый 3d принтер и оставить этот процесс интересующимся. Благо 3д принтеры уже не экзотика и их стоимость падает с каждым днем.

В любом случае нужно понимать, что точность и качество напечатанных изделий будет выше, если вы приобретете 3d принтер, собранный на полноценном производстве. Поэтому для решения серьезных задач, нужно выбирать серьезные инструменты.

3dprint54.ru


Смотрите также