Главная » Статьи » Проекты

3D принтер. Сборка. Часть 2

 Закончил возится с механикой принтера, ну и плюс набросал все это дело в трехмерке. Поэтому каждый желающий, сможет скачать проект для того чтобы снять необходимые размеры. Ниже архив, с файлами сборки и деталировки в SolidWorks.

Скачать сборку

 Механика ничем не отличается от механики фрезерных станков, ну разве что жесткость конструкции не сравнима. А так, такой же трех-координатник.

Поэтому кратенько пройдусь по тем вещам, которые и делают из этой механики 3D принтер.

Нагревательный стол

 Столик на котором печатается модель должен обладать несколькими параметрами. Во-первых, он должен иметь хорошую адгезию, то есть на него должен прилипать пластик. Иначе, если модель не будет крепко держаться, печать не получится. Это удается осуществить путем нагрева поверхности (для ABS пластика до 100-110°C). Во-вторых, он должен быть идеально ровным. Для того чтобы первый слой, на котором будет держаться вся модель, лег ровно. Текстолит, который используют для нагрева, чаще всего имеет изгибы и поэтому поверх обычно кладут тонкое стекло. Но так как к стеклу, даже нагретому, пластик липнет хреново, приходится прибегать к различным ухищрениям. Чтобы увеличить прилипаемость стекло мажут пивом, сахарным сиропом, раствором ацетона с абс пластиком, лаком для волос и еще много чем :)

Для измерения температуры нагрева будет использоваться NTC термистор, под него в центре стола уже имеется отверстие. С рабочей стороны отверстие временно заклеивается скотчем, датчик вставляется в отверстие и фиксируется теплопроводящим клеем

     

 

В качестве клея я использовал Radial, вот такой

 

 

Для того чтобы столик быстрее нагревался, рекомендуется сделать внизу теплоизоляцию. У меня как раз после ремонта остался кусок пробкового покрытия. Его я и приклеил этим же клеем. Стекло удобно фиксировать канцелярскими зажимами.

  

 

 Как бы не была точно собрана вся конструкция, все равно появляются перекосы, особенно в конструкции где стол висит консолью. И поэтому чтобы компенсировать это, нужно предусмотреть возможность регулировки. Для этого на винты, крепящие столик к основанию оси Z надеваются пружины. Вот так

Пружины можно найти в автозапчастях, эти от какого-то карбюратора. Теперь, затягивая все 4 винта по очереди, можно отрегулировать столик относительно сопла с большой точностью.

 

Печатающая головка

 Конструкций печатающих головок уже придумано много. Многие производители коммерческих принтеров стараются внести свое "ноу-хау" для того, чтобы улучшить характеристики печати. Такая же работа проводится и энтузиастами. Но по сути технология остается одинаковой - экструдер толкает филамент (пластиковую нить) в зону нагрева и пластик, расплавившись, выходит через тонкое сопло. В точности как в клеевом пистолете для термоклея. Главное чтобы зона нагрева (хот-энд) не передавала тепло выше, туда откуда идет подача пластика, иначе из-за подплавления может образовываться пробка при длительном простое и филамент попросту застревает - приходится разбирать конструкцию и чистить. Для борьбы с этим в конструкцию хот-энда добавляют различные теплоизоляторы и ребра охлаждения. В общем идут на всяческие ухищрения чтобы усложнить и сделать дороже:)

 Выбирая, что же использовать в качестве головы, взял первый же попавшийся в китайском магазине. Простая но полностью металлическая конструкция внушает доверие. Нагреватель хоть и без теплоизолятора, но достаточно далеко от подающей шестерни, плюс принудительный обдув. Думаю пробка образовываться не должна.

Например, можно взять такой

 Для крепления экструдера к каретке, снизу и на торце есть неглубокие отверстия с резьбой М6.

 

Поэтому была придумана вот такая конструкция из имеющихся обрезков профиля

  

 

 После этого нужно было решить еще одну проблему - в качестве датчика в зоне нагрева здесь стоит термопара, с которыми плата RAMPS работать не умеет. Поэтому или паять/покупать усилитель термопары (минус 20$) и затем калибровать и вносить изменения в прошивку, или просто заменить термопару на терморезистор. 

 Добраться до датчика оказалось не сложно: достаточно, слегка прокрутив, потянуть вниз силиконовую болвашку (та, что розовая). Затем снять фольгу и отклеить термоскотч. Термопара внутри оказалась очень странная - просто скрученные проволочки. Никакого спая нет, как полагается у нормальных термопар. Работала ли она вообще, вопрос открытый.

 

 

 На место где была намотана термопара, приклеил терморезистор с помощью того же теплопроводного клея. После того как немного подсохло и датчик зафиксировался, приклеил силиконовую болвашку обратно.

 

Хот-энд после переделки

 

А вот кстати фото экструдера со снятым куллером, кому интересно глянуть внутренности. Подающая шестерня латунная, тянет пластик уверенно, без проскальзываний.

 

 

 

 

Контроллер

 Как я уже писал в первой части, в качестве контроллера я взял плату RAMPS версии 1.4 (последняя на данный момент). Это обычная ардуинка с ATMega2560, для которой развели шилд с разъемами для подключения драйвера двигателей, дисплея, карты памяти (SD/MMC) и еще кое-каких плюшек. На нем же стоят полевые транзисторы для управления сильноточными нагрузками - нагревателями хот-энда и стола.

 

А вот такие модули подключаются к этому шилду

Это Step/Dir драйвер двигателя на микросхеме A4988. Тянет по току до 2 Ампер и умеет работать как в полношаговом (1:1), полушаговом (1:2), так и в микрошаговом режимах (1:4, 1:8 и 1:16). Режим работы выбирается перемычками, они уже есть на плате RAMPS. Приятней, да и полезней, работать в режиме деления шага на 16. Для этого режима все перемычки на плате должны быть замкнуты. Подробней можно прочитать здесь.

Всего к шилду можно подключить 5 драйверов: три для осей (X, Y, Z) и два для экструдеров (E0, E1). У меня используется всего один экструдер, поэтому драйвер под второй не используется. Еще момент, если на одной из осей используется сразу два двигателя (у меня на ось Y стоят 2), то обмотки двигателя соединяются параллельно.

 

В собранном виде этот бутерброд из модулей будет выглядеть так

Большим плюсом такой конструкции является возможность быстро менять вышедшие из строя модули, особенно это касается драйвера двигателей, которые легко могут сгореть от перегрева. Из минусов - большое количество разъемных соединений, всегда есть вероятность плохого контакта.

Плата под дисплей для RAMPS 1.4 совмещена с разъемом под карту памяти. На морде, помимо энкодера и динамика, есть кнопка STOP. Это кнопка аварийного останова, всегда можно быстро остановить любые действия принтера, такие как выезд из рабочей области или столкновения. В случае чего не придется ломится к розетке и выдергивать шнур питания.

 

 

 

Схема подключения обвеса к плате RAMPS 1.4

 

Плату контроллера я прикрутил вот так, может позже оформлю все в корпус, распечатанный на этом же принтере, а то лапша из проводов выглядит не благородно, да и пыль собирать будет.

 

Питание

Питать контроллер необходимо напряжением 12 вольт с током не менее 20 ампер, а лучше больше. Стол и нагреватель сопла кушают много. Для этого можно использовать блок питания от ПК. У меня это БП для питания светодиодных лент, 12в/30а. Нашел в вольтмастере за 1200 руб.

 

 

 

 

Прошивка

Пока шла сборка механики параллельно разбирался с программой для контроллера. Остановился на прошивке Marlin (как и 99% всех юзеров 3d принтеров:)). Это опенсорс, поэтому есть возможность вносить в прошивку любые изменения. Последнюю версию всегда можно скачать со странички автора на гитхабе отсюда. Правится и компилируется, как не трудно догадаться, в среде ардуины. Желательно и даже рекомендуется компилировать версией Arduino 0023, в новых версиях, говорят компилируется с ошибками. Прошивается плата оттуда же, ну это и так, я думаю, всем здесь собравшимся понятно:) Прошивке и ее настройке можно посвятить отдельную статью, там много всевозможных параметров. Информации в сети хватаетА, к примеру, такие настройки как число шагов на миллиметр перемещения для осей, температуры нагрева и ускорения можно настроить вручную через меню контроллера, все эти параметры сохраняются в eeprom.

Прошивка Marlin под мой принтер

Вообще, тема домашней 3d печати очень обширна, поэтому задумался о том, чтобы завести отдельную площадку для этого. Посмотрим. Многое осталось за кадром, но если возникнут конкретные вопросы задавайте в комментариях, постараюсь ответить.

 

 

 

В процессе печати и некоторые напечатанные модели...

 

 

 

   

 

 

 

Категория: Проекты | Добавлено: 12.08.2014
Просмотров: 32830 | Комментарии: 81 | Теги: 3D принтер | Рейтинг: 5.0/13
Всего комментариев: 811 2 3 »
+1  
81 exersizze   (07.11.2016 14:56)
У самой термопары сопротивление единицы ом. Можно по быстрому ее проверить: подсоединить вольтметр и нагреть термопару на огне, должно появится напряжение 0,02-0,03 вольта

UPD: пришел домой, скрутил хромельку с алюмелькой


при нагреве у меня показывает почти 40 милливольт

80 magadan   (07.11.2016 10:24)
я прозвонил все. вообще у термопары с головки и кончика должно быть какая то связь? кажется все таки от самой термопары. вот открыть его я не хотел рисковать. может все таки стоит вскрыть?

0  
79 exersizze   (07.11.2016 10:17)
Попробуй прозвонить весь кабель от термопары до самой платы. Скорее всего где-то перетерся или переломился. А самой термопаре выйти из строя маловероятно.

78 magadan   (07.11.2016 05:34)
Автор! Хорошая статья! Посоветуй? У меня носорог. Проблема в том, что термопара не работает. И я пытался его заменить, но не получается, дает ошибку #4. А та которая стояло у него до этого мне кажется не контачит. Какими советами поделишься?

77 pchela5   (28.10.2016 10:14)
Для контроля пропуска шагов - ремень штука более капризная, чем резьба. Поищи в гугле, может кто-то и делал подобный гибрид.

76 vakulyuk   (28.10.2016 02:03)
"Желательно так же энкодер ставить" для чего энкодер и куда?

75 pchela5   (27.10.2016 15:37)
> сверлить, гравировать и резать текстолит или деревяшки всякие
> станок на армированных ремнях

Да там и обычные ремни пойдут для таких материалов, если будет малая подача (с какой скоростью происходит обработка) и предусмотрено натяжение ремня, желательно также энкодер ставить. Но смысл в том, что для большого поля (25-30 см) у фрезера/3Д принтера должна быть жесткость - т.е. направляющие валы желательно 12 мм, основание из доступных - либо толстая фанера, либо алюминиевый профиль. Простые НЕМА17 уже могут не потянуть стол/консоль - потребуются более мощные и дорогие двигатели. По факту получится эдакий монстр. Так что лучше поизучить про это дело поподробнее, чем потом все переделывать.

0  
74 exersizze   (27.10.2016 13:43)
vakulyuk, подача означает с какой скоростью будет идти фрезеровка.
Если делать станок на армированных ремнях, то думаю для пп и мягких материалов пойдет. Только нужно хорошо продумать механику, чтобы не люфтила. А лучше вообще в осях рельсы использовать.

73 vakulyuk   (27.10.2016 12:06)
pchela5, поставленные задачи для него сверлить, гравировать и резать текстолит или деревяшки всякие, конечно не металл. Покупать отдельно фрезер это уже перебор) "какая планируется подача" вот это не понял, поясните пожалуйста, что за подача? Долго все менять и настраивать не пугает, так как больше хочется пособирать, чем получить готовую 3D модель, да и вообще я любитель универсальности)

72 pchela5   (26.10.2016 11:42)
> боюсь что ременная передача не очень подойдет для фрезерования или я ошибаюсь?

Все зависит от поставленной задачи - что фрезеровать и какая планируется подача. Если пластики и фанеру - то ремни могут подойти, но требования к жесткости конструкции намного выше, чем при 3D печати - т.е. всю механику недо переделывать. Сменный стол, экструдер/шпиндель - каждый раз менять настраивать считаю нецелесообразным. Лучше сделать маленький фрезер для печатных плат ну или купить.

0  
71 exersizze   (25.10.2016 20:26)
Не, заменить ремни на шпильку не получится. Поставить их можно, но результат будет не очень хороший, так как в принтере скорость при печати составляет 5-10 см/сек, и 15-20 см/сек во время холостых перемещений. Без этого печать будет очень и очень долгой. Понятно что шпилька не даст таких скоростей. К тому же если печатать на низких скоростях, может страдать геометрия детали, так как печатающая головка будет успевать подплавлять пластик на нижних слоях
Поэтому если  делать 2 в 1, то могу посоветовать применить армированные ремни, например вот такие http://duxe.ru/product_info.php?cPath=54_83&products_id=812  только думаю для них нужно будет взять движки немного мощнее

70 vakulyuk   (25.10.2016 15:11)
Хочу сделать 2 в 1, 3D принтер и фрезер. Но боюсь что ременная передача не очень подойдет для фрезерования или я ошибаюсь? У вас на оси X и Y ременная передача, можно ли ее заменить на такую же шпильку как на оси Z и на что это может повлиять?

69 alexeyilin   (17.10.2016 07:40)
Нормально, жесткость вполне достаточная, при работе не трясется) Надо еще придумать только как закрепить катушку сверху, чтобы нить не перегибалась лишний раз.
Заказал у ФД пластик, спасибо!

0  
68 exersizze   (16.10.2016 11:37)
По жесткости как станочек? не раскачивается при печати?
Могу посоветовать взять пластик у FDPlast, у них он хорошего качества и по низкой цене.

+2   Спам
67 alexeyilin   (15.10.2016 23:47)
Отпишусь о своих результатах. В общем решил принтер брать в виде конструктора, а не собирать по отдельности. Взял третью Prusa вот у этого продавца https://goo.gl/zxYJI9 (не сочтите за рекламу). Что удивило, так это то что у этого китайца есть свой склад где-то в России и шлют оттуда. Короче после оплаты, уже через 4 дня курьер привез посылку)). А по качеству особых нареканий нет, напильник во время сборки доставать не пришлось) Сейчас осваиваю печать на PLA, который был в комплекте с принтером, качество супер)Теперь думаю взять катушку ABS на пробу.
exersizze, pchela5 спасибо за советы!

66 alexeyilin   (19.07.2016 19:02)
Спасибо за ответы. Я смотрю в сторону Prusa i2 Mendel http://reprap.org/wiki/Prusa_Mendel_(iteration_2) набор пластиковых деталей можно купить у нас, умельцы предлагают напечатать. Попробую начну с него.

0  
65 exersizze   (19.07.2016 10:33)
Да и у нас такая же история, найти материал для корпуса принтера и чем его порубить, да еще чтобы не дорого, основная проблема. Поэтому надо смотреть на доступные варианты и делать выбор, покупать готовое или собирать самому.
10 тыр за квадрат это конечно лихо..

64 pchela5   (19.07.2016 10:19)
Не уверен насчет не дороже, может у вас материалы дешевле, но я на днях позвонил в контору, которая режет лазером оргстекло (у меня куча толстого оргстекла от мониторов 17"), так они сказали, что режут только свое - по цене 10 000 руб за кв.метр 3 мм толщины. Аналогичная ситуация с винипластом и прочая. Самому пилить лобзиком - гемор еще тот :( Так что, либо фанера, либо одно из двух. Ну или алюминиевые профиля, которые тоже кусаются. Мне с Китая пришел за месяц комплект - быстро и без геморроя.

0  
63 exersizze   (19.07.2016 09:55)
Сборка принтера из отдельных комплектующих займет больше времени, но сложного ничего нет. Если имеется хоть какой нибудь инструмент и место где можно резать и сверлить то советую собирать принтер под себя, по стоимости выйдет не дороже. И в процессе эксплуатации будет проще настраивать и переделывать свой собственный аппарат, чем то что продают китайцы.
 
 А свой я и собирал для печати корпусов, опыт пока небольшой в этом деле. Напечатал за все время может штук 5, не больше. Себя если он и окупит то очень не скоро, зато можно делать оригинальные корпуса для своих устройств, для меня это важнее и часть хобби, поэтому вопрос денег на втором плане.

62 alexeyilin   (19.07.2016 07:55)
Здравствуйте! Смотрю вы для своих устройств применяете напечатанные корпуса, тоже загорелся сборкой/покупкой принтера. Пока только вот не могу решить надо ли мне это. Скажите стоит ли попробовать собрать из отдельных комплектующих или лучше будет сразу купить готовый принтер.

0  
61 exersizze   (19.04.2016 10:56)
Я просто не использовал средние выводы обмоток, получился такой-же биполяр. А управляется двигатель также как и остальные, модулем на A4988.

60 allnik   (18.04.2016 18:37)
Автору большое спасибо ….
Вопрос по оси Z. Использован DynaSyn 4SHG-023A 39S. Но он униполярный, количество выводов: 6, как подключали? Смею предположить что средние выводы отсоедены? Напряжение питания: его 2.3В, Как и чем запитывали? Да,еще, если средний вывод обмотки убрали, то запитывать его надо 2,3 х 2 = 4,6 В ? Если не так – поправьте меня плиз 

59 kestrel   (07.10.2015 20:32)
спасибо, мне тоже свой принтер домой из гаража пора забирать (холодно становится)

+1   Спам
58 alec220   (07.10.2015 11:49)
https://yadi.sk/d/uhOj-VcjjZvRk Вот моя прошивка. Только учтите, что у меня драйвера 8825, соответственно 1/32 шага и винт ф8 с шагом 2мм.
(вчера покинул меня мой принтер... Поехал к новому хозяину. Собираю теперь алюминиевый Ultimaker. Как в той поговорке: детей не люблю, но сам процесс!)

0  
57 exersizze   (04.10.2015 20:09)
kestrel, да, если температура нагревателя не достигла определенного порога движок экструдера не заработает. Защита такая от ломания шкивоф и сгоревших драйверов.

56 kestrel   (26.09.2015 23:27)
тоже закончил с механикой принтера, сейчас разбираюсь с прошивкой. с перемещениями по осями Х,Y,Z разобрался. нагрев стола и экструдера работает, все уперлось в двигатель экструдера, никак его не могу запустить. сам двигатель рабочий, драйвер тоже (проверял подключая его на одну из осей), я не понял какой номер экструдера (0,1,2) выбрать в прошивке, если выбираю 1 или 2 двигатель не вращается, если 0 то при компиляции выдает ошибку, выручайте!
alec220 не могли бы выложить свой вариант прошивки на YD (в дополнение к фото), заранее спасибо.
Ups, кажется сам тупанул, один вопрос, если температура нагревателя экструдера не достигла мин. установленной в прошивке двигатель экструдера не включится?

55 alec220   (25.09.2015 11:47)
На что советую обратить внимание, если хотите сверлить/фрезеровать: непозволительный люфт, который дают обычные линейные подшипники, которые стоят у нас по Z и по Y. По Z я уже поменял на 12LUU -удлиненные, люфт исчез, осталось поменять на Y, но там придется еще и валы удлинять для этого, иначе рабочее поле уменьшится, а оно и так меньше 200х200 получилось.
Плюс надо разбираться с прошивкой - CNC считает слева направо, а принтер справа налево , плюс при сверлении координаты Z должны быть минусовые (это самое простое). Так что сверление/фрезерование я еще не освоил. Подготавливать файлы из LAY прогоЙ StepCam 1.78 так что давайте "дружить теперь станками":)), у кого что и как получится.

0  
54 exersizze   (23.09.2015 22:18)
Очень круто получилось. Тоже каретку планирую съемную сделать, чтобы сверлилку цеплять (может получится и дорожки фрезеровать).

53 alec220   (23.09.2015 12:02)
Вот, наконец-то дошли руки до фотоаппарата... Вот, что у меня получилось под Вашим чутким руководством... :))

ссылкa с Яндекс диска: https://yadi.sk/d/vLEfz5BGjGNnb

0  
52 exersizze   (23.08.2015 13:24)
Давай, если переделка поможет возможно кому-то пригодится опыт. Фото на любой хостинг картинок или файлообменник и сюда ссылку.

1-30 31-60 61-81
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]






   EasyEDA:  бесплатный редактор схем

   ✓ Создание схем
   ✓ Возможность симуляции
   ✓ Быстрое создание печатных плат
   ✓ Интуитивно понятный интерфейс

   Нарисуй свою схему прямо сейчас!
   Изготовление печатных плат   https://easyeda.com/order
авторизация
Логин:
Пароль:
Комментарии
Сетевой диммер 220V на микроконтроллере
09.12.2016 - vakulyuk:
Спасибо) Я принцип действия понял, а вот откуда взялась именно цифра 195 не поня...
Сетевой диммер 220V на микроконтроллере
09.12.2016 - exersizze:
pchela5, ну так это в военное, а у нас в мирное время все примерно)) Наше...
Сетевой диммер 220V на микроконтроллере
09.12.2016 - pchela5:
> Полуволна в нашей электросети по времени длится примерно 10 мс

...
Сетевой диммер 220V на микроконтроллере
09.12.2016 - exersizze:
Чтобы понять откуда взялась цифра 195 надо сначала въехать в принцип работы: ког...
Сетевой диммер 220V на микроконтроллере
09.12.2016 - vakulyuk:
А почему минимальный накал при 195? Насколько минимум можно занизить Wt?
Когда не хватает ног. Часть 2. Сдвиговый регистр 74HC595
08.12.2016 - exersizze:
yorx выдалось немного свободного времени, проверил в симуляторе. Проблема...
Логгер температуры 2.0
05.12.2016 - Evgeny6873:
Хотел повторить схему и долго ждал дисплей, два раза заказывал с Китая, пришел. ...
Когда не хватает ног. Часть 2. Сдвиговый регистр 74HC595
01.12.2016 - yorx:
Доброго времени суток, exersizze попробовал Ваш код все равно не работает как на...
Помни об усадке!
30.11.2016 - pchela5:
Автомобильные никакие не лезут?


Лучшие цены на 3D принтеры
успей сделать себе подарок к Новому Году! ;)


Prusa i3

Prusa i3 от 12500 р.



Rostoсk

Rostock от 15000 р.