Корпус
На что влияет. Корпус обеспечивает жесткость всей конструкции. Учтите, что во время печати хотэнд будет постоянно перемешаться вверх, вниз, влево, вправо, вперед и назад. Иногда эти движения будут очень резкими и быстрыми, поэтому, чем надежнее будет корпус, тем лучших результатов вы достигните.
Варианты. Чертеж рамы есть в открытом доступе (тут или тут). Дальше остается обратиться в конторы, занимающиеся резкой фанеры, ДСП, акрила или металла.
Из стали 3-4 миллиметра выйдет подороже, потяжелее, но надежнее. Из фанеры 6 – 8 мм дешевле. Есть варианты и из акрила.
Финансовый совет. Готовые варианты рам на AliExpress и Ebay сразу отметайте. Там просят в три-четыре раза большую сумму. Полистайте доски объявлений по месту жительства. Средняя стоимость корпуса из фанеры варьируется в пределах 600 – 1000 рублей. Все, что дороже — от лукавого.
Цена вопроса: 800 рублей (здесь и далее – приблизительная стоимость).
Десятое: время испытаний!
Теперь можно считать, что 3D-принтер готов к первому испытанию. В экструдере мы используем пластиковое волокно диаметром 1,75 мм. Выбор этого материала не случаен: он более гибкий и пластичный, поэтому подвергается прессованию. К тому же в процессе печати такая толщина волокон потребует меньшего количества энергии. Мы будем использовать PLA-пластик, который является биологическим материалом, плавится при более низких температурах, экологически безопасен и легок в использовании.
Запускаем Repetier и активируем срезы профилей Skeinforge. Попробуем напечатать небольшой куб, чтобы проверить калибровку. Он напечатается быстро, поэтому можно сразу обнаружить проблемы конфигурации, потерю шагов моторов уже после проверки фактического размера полученного куба. Чтобы начать печать, открываем модель STL, нарезаем стандартный профиль (или скачанный), чтобы увидеть объект и соответствующий ему g-код. Экструдер подвергается подогреванию, а после того, как будет достигнута температура плавления пластика, выдавливаем немного материала, чтобы убедиться в правильной работе системы.
Теперь перемещаем печатающую головку экструдера в начало координат, при этом она должна быть как можно ближе к каретке, но не касаться ее. Это и будет исходное положение головки – с данного момента можно приступать к процессу печати на созданном вами 3D-принтере.
Шаговые двигатели
Это самая дорогостоящая статья расходов при самостоятельно сборке 3D-принтера. Нужно 5 штук Nema 17. Как правило, беру на 1.7А по току. Их мощности будет предостаточно. Диаметр валов – 5 мм. Присмотреться можно тут.
Да, не забудьте уточнить наличие соединительных проводов, чтобы потом не плясать с паяльником.
Финансовый совет. И снова блошиный рынок и разборка МФУ, принтеров и плоттеров. Поинтересуйте о ценах на шаговые двигатели. Иногда пять движков Nema 17 можно прикупить за смешные 800 – 900 рублей.
Важно: выбирайте движки так, чтобы у них было одинаковое количество шагов на оборот (например, 200). Двигатели без маркировки брать несколько геморройно, поскольку потом замучаетесь подбирать правильные параметры при настройке ПО
Преимущества самодельного 3D принтера перед покупным
Самодельная сборка 3D-принтера теперь доступна каждому. Для этих целей необходимо инженерное образование, навыки программиста, затраченное время и определенная сумма денег, порядка 25000 рублей. Многим проще потратить 15-20 тысяч на готовую модель. Но из-за дешевого качества китайской сборки аппарат долго не протянет. Эта причина вполне оправдана.
Главное отличие покупного 3D-принтера в том, что корпус сделан из акрила и фанеры. Это приводит к ряду неприятных последствий:
- прибору нужна постоянная калибровка цвета;
- положение нестабильно и ухудшается качество печати;
- жесткая печать компонентов.
Главное преимущество самодельных 3D-принтеров перед коммерческими — качество рамки. Можно использовать стальной материал. Это улучшит фиксацию устройства и повысит его долговечность.
Использование в домашних условиях позволит вам самостоятельно изготавливать детали, которые можно изготовить только на станках. Например, сделать кузовной.
Ссылка! Протез можно распечатать на 3D-принтере. А с учетом использования в домашних условиях будет стоить намного дешевле, чем в медицинских учреждениях.
Зачем собирать 3D-принтер своими руками и в чем его преимущество перед покупным, вы узнаете из этого видео:
Десятое: время испытаний!
Теперь можно считать, что 3D-принтер готов к первому испытанию. В экструдере мы используем пластиковое волокно диаметром 1,75 мм. Выбор этого материала не случаен: он более гибкий и пластичный, поэтому подвергается прессованию. К тому же в процессе печати такая толщина волокон потребует меньшего количества энергии. Мы будем использовать PLA-пластик, который является биологическим материалом, плавится при более низких температурах, экологически безопасен и легок в использовании.
Запускаем Repetier и активируем срезы профилей Skeinforge. Попробуем напечатать небольшой куб, чтобы проверить калибровку. Он напечатается быстро, поэтому можно сразу обнаружить проблемы конфигурации, потерю шагов моторов уже после проверки фактического размера полученного куба. Чтобы начать печать, открываем модель STL, нарезаем стандартный профиль (или скачанный), чтобы увидеть объект и соответствующий ему g-код. Экструдер подвергается подогреванию, а после того, как будет достигнута температура плавления пластика, выдавливаем немного материала, чтобы убедиться в правильной работе системы.
Теперь перемещаем печатающую головку экструдера в начало координат, при этом она должна быть как можно ближе к каретке, но не касаться ее. Это и будет исходное положение головки – с данного момента можно приступать к процессу печати на созданном вами 3D-принтере.
Сборка корпуса
Для работы с ABS-пластиком предпочтительна закрытая конструкция устройства, сохраняющая высокую температуру в камере. Быстрое или неравномерное застывание такого пластика может вызвать трещины или привести к осаждению печатаемой модели. Если же вы планируете использовать принтер для печати при помощи полилактида (PLA), используйте открытый корпус или предусмотрите возможность его открытия. Печать этим типом пластика требует отвода тепла и постоянного охлаждения.
Для корпуса 3D-принтера подойдут листы толщиной 6 мм. В зависимости от выбранного материала, они могут быть прозрачными или нет. При недостаточной жёсткости конструкции установите алюминиевые или стальные уголки по бокам. Также можно сделать корпус из небольшого телекоммуникационного шкафа или другого предмета. При наличии второго 3D-принтера детали корпуса нового устройства можно распечатать на нём. Самые популярные материалы, применяемые для создания каркаса своими руками:
- МДФ;
- Фанера;
- Монолитный поликарбонат;
- Акрил.
Универсальный станок
Со старого принтера можно сделать весьма оригинальный девайс, с помощью которого можно решить много задач. Для работы необходимо подготовить набор инструментов строительные шпильки. Эксперты рекомендуют под рукой тиски, бокорезы, плоскогубцы, дрель ножовку, отвертки. Принцип изготовления станка:
- Из обычного куска фанеры необходимо выпилить четыре квадрата 37х37 (2 штуки), 9х34, 34х37.
- Все заготовки необходимо скрепить между собой при помощи саморезов. В фанере нужно заранее сделать отверстия при помощи дрели.
- Дюралевые уголки можно смело использовать в качестве направляющих по Y-оси. Изделие должно быть максимально прочным. Нужно сделать шпунт в два мм, чтобы прикрепить уголки к боковым стенкам корпуса. Прикручивать металлические детали нужно через центральную поверхность, при помощи саморезов.
- Винт хода можно соорудить из строительной шпильки. Взаимодействие с мотором будет осуществляться за счет муфты.
- К стенке с ЧПУ вместо шпинделя необходимо установить дремель, который будет оснащен держателем, изготовленный из кронштейна для доски.
- Лист фанеры с основанием 19х9 см идеально подойдет для изготовления качественных опор. Под направляющие тоже нужно будет просверлить соответствующие выходы.
- На финальном этапе мастеру предстоит выполнить сборку оси с кронштейнами дремеля. Готовый станок устанавливают на подготовленную поверхность.
Программы
Для настройки и прошивки микроконтроллера применена стандартная среда Arduino IDE. Она позволяет программировать, в частности, на языке С++ и адаптирована для работы с микроконтроллерами.
Для калибровки использована среда Pronterface. Она даёт возможность преобразовать 3D-модель из формата .stl в формат .gcode, провести полное тестирование всех систем, настроить датчики и в режиме реального времени проконтролировать процесс печати.
Для более гибкой и точной настройки печати применена Cura Software. С помощью этой программы я смог настраивать степень заполнения объекта, а также способ печати и параметры: диаметр сопла, температуру плавления пластика, толщину начального и конечного его слоёв. Все они влияют на продолжительность печати и качество изделия.
В основу прошивки положен проект Marlin (находится в открытом доступе). Это наиболее распространённая прошивка, но для разных принтеров она настраивается по-разному. С учётом особенностей конструкции данного принтера были внесены коррективы.
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.
Как добиться успешного результата
Чтобы ваше желание исполнилось, нужно следовать мудрым принципам.
Отпустить желание и не зацикливаться на нем
Старайтесь не превращать мечту в навязчивую идею, не беспокойтесь о ее исполнении и не злитесь, что проходит столько времени. О желании нужно помнить, но ожидание не должно быть мучительным, вспоминать о своей цели лучше с легким сердцем.
Развить адекватную самооценку
Здоровая, адекватная самооценка помогает нам быть довольными своей жизнью. В этом случае человек ощущает себя как полноправная часть этой действительности, не лучше и не хуже других. Осознает свою уникальность, индивидуальность. И когда вы начинаете чувствовать себя частью окружающего пространства в гармонии с миром, то пропадает желание с кем-то конкурировать, кому-то завидовать или ненавидеть. Ваша самооценка повышается, когда вы достигаете поставленных целей.
Превратить желание в цель
Можно много лет жить с неисполненными планами, рассуждая о том, что “мечтать не вредно”, но лишь цель поможет конкретизировать желание. А придать ему четкую форму, поставить временные рамки поможет план действий.
Желание обязательно нужно конкретизировать.
Например, у вас есть:
Желание: переехать в другой город.
Цель: к следующему году переехать на постоянное место жительства в Санкт-Петербург.
Желание: поискать лучшее место жительства в ближайшее время.
Цель: в следующем месяце продать однокомнатную квартиру и купить 2-комнатную.
При постановке цели важно ответить себе на вопросы:
- что вы хотите;
- для чего вам это нужно;
- что произойдет, если вы достигнете желаемого, или, наоборот, не получите его;
- какое время потребуется на реализацию задуманного;
- какие способы помогут достичь результатов, какой оптимальный.
Девятое: внимание экструдеру
Привод, подающий пластиковое волокно, будет состоять из шагового мотора NEMA 17 и привода шестерни MK7/MK8. Также потребуется загрузить драйвер управления элементами экструдера принтера – сделать это можно по следующим ссылкам:
- Экструдер в состоянии покоя:e-waste_extruder_idle
- «Тело» экструдера: e-waste_extruder_body
- «Горячее сопло»: RepRapPro_mount
Принцип работы экструдера следующий. Пластиковое волокно будет втягиваться в него и подаваться в нагревательную камеру. Между ней и барабаном с волокном волокно направляется внутрь трубки из термоустойчивого тефлона. Прямой привод собирается присоединением к нему шагового двигателя и креплением на акриловой раме. Чтобы калибровать поток пластик, измеряем расстояние и укладываем ленту на этом участке. Теперь переходим в программное обеспечение Repetier, где выставляем полученную цифру на экструдере.
Перед тем, как отдать свои кровные
Первое предупреждение — будет непросто. Самостоятельная сборка 3D-принтера требует усидчивости и терпения. Я буду счастлив, если у вас все будет получаться с первого раза, но, по собственному опыту скажу, что без ложки дегтя в 3D-печати не бывает.
Перед покупкой комплектующих для самостоятельного построения принтера сразу же хочу отметить, что для нас самое важное — максимально ужатый бюджет. И дело не совсем в экономии
Лично мне бы очень хотелось, чтобы вы испытали тот восторг, который наступает после печати первой детали на устройстве, которое создано вашими руками
И дело не совсем в экономии. Лично мне бы очень хотелось, чтобы вы испытали тот восторг, который наступает после печати первой детали на устройстве, которое создано вашими руками.
Собирать будем классическую модель Prusa i3. Во-первых, это максимально бюджетный вариант исполнения принтера. Во-вторых, он очень популярен и найти пластиковые детали для этой модели не проблема.
Наконец, апгрейдить эту модель одно удовольствие. Делать это можно бесконечно долго, но главное, видеть заметные улучшения после вложения очередной сотни-другой рублей.
Под «механикой» мы подразумеваем как статичные, так и движущиеся элементы принтера. От правильного выбора механики напрямую зависит качество моделей, которые он способен будет печатать.
Существует буквально сотни всевозможных модификаций и вариантов исполнения того самого принтера Prusa i3. Вариантов замены комплектующих или их аналогов тьма, поэтому всегда можно что-то изменить или исправить.
Восьмое: калибруем оси X, Z, Y
Прошивка Marlin, которую мы уже скачали, настроена и калибрована в соответствии со стандартными настройками регулирования осей. Но чтоб улучшить работу принтера и сделать качество печати выше, нужно оси откалибровать тщательно. Для этого нужно учесть количество шагов на один оборот мотора, а также размеры резьбы в движущемся стержне оси. Проведение этого мероприятия необходимо для того, чтобы движения принтера соответствовали расстояниям, которые заданы G-кодом. Кроме того, зная, как все эта система работает, можно самостоятельно создать ЧПУ-принтер с любыми составными частями и в любом размерном решении. В нашем проекте оси координат будут отличаться одинаковыми резьбовыми стержнями, а потому и калибровочные решения для них будут аналогичными.
Чтобы рассчитать количество шагов мотора при перемещении каретки на 1 мм, нужно исходить из следующих параметров:
- Радиуса шкива,
- Количеств шагов на один оборот шагового мотора,
- Показателей микро-шагов в электронной системе.
Эти значения нужно установить в прошивку stepspermillimeter. Для оси координат Z нам потребуется интерфейс контроллера, где будет установлено определенное расстояние с учетом реального смещения. Для примера рассмотрим следующие параметры: ось Z должна перемещаться на расстояние в 10 мм при смещении в 37,4 мм. Существует N число шагов в прошивке (stepspermillimeter)
(X=80, Y=80, Z=2560, EXTR=777.6).
N = 2560
N = N*10/37.4
Новое значение должно быть 682.67.
Повторяем перекомпиляцию и перезагрузку прошивки три раза, чтобы показатели были более точными и правильными. В данном проекте не используется функция возврата каретки, чтобы упростить программную часть принтера. С другой стороны, эта функция внедряется быстро и легко, а управление устройством становится проще.
Внутренние детали и охлаждение
Вам потребуются кнопки и клеммы на 220 В. Стоимость комплектующих 99 руб
Каждая.Важной деталью при сборке 3D-принтера своими руками является экструдер. Лучше всего использовать для этого устройства прямой экструдер
Другими словами, этот элемент будет действовать как механизм, приводящий в действие пластик. Он будет размещен прямо под нагревательным элементом. Лучше брать прямую модель, так как она позволит без проблем работать со всеми видами пластика. В комплекте есть все необходимое для установки. Стоимость устройства 2 795 рублей.При работе с PLA и другими типами медленно затвердевающих пластиков потребуется охладитель, чтобы сдувать деталь. Стоит всего 124 рубля. Собирая своими руками большой 3D-принтер, нужен еще и большой кулер, чтобы избавиться от драйверов. Это необходимо, так как это значительно снизит уровень шума, создаваемого принтером.Еще одним важным элементом станет насадка. Стоит всего 17 рублей каждая, поэтому лучше брать сразу несколько штук. Кроме того, заменить их, когда они засорились, намного проще, чем их чистить. Здесь важно отметить, что диаметр сопла влияет на скорость и качество 3D-модели. Чем больше диаметр, тем более заметны слои, но печать происходит быстрее и, наоборот, чем меньше диаметр, тем лучше качество, но скорость уменьшается. Диаметр, достаточный для хорошего качества, составляет 0,3 мм.Также вам понадобится дрель для очистки
Однако такие тонкие расходники часто ломаются, поэтому следует соблюдать осторожность.Вам потребуется приобрести небольшой набор пружин стола. В комплекте 5 штук, а для стола нужно всего 4 штуки
Пятая предназначена для ограничения движения оси X. Стоимость 56 рублей за комплект.Для регулировки стола нужно будет купить два набора, каждый из которых стоит 36 рублей. Из этих комплектов для крепления экструдера необходимы только длинные болты. Для подключения шаговых двигателей понадобится комплект проводов — 128 руб.Последний предмет — кусок простого стекла на столе. У нас вы можете заказать на заказ боросиликатное стекло, устойчивое к высоким температурам.Этот список исчерпывающий. Имея все детали на складе, вы можете сделать 3D-принтер своими руками, чтобы качество изготовленных на нем деталей практически ничем не отличалось от изготовленных на заводских моделях. Общая стоимость всех запчастей составит около 20 000 рублей.
Дизайн 3D-принтера
Первым шагом в процессе проектирования принтера, перед тем как собрать 3D-принтер, является поиск самого простого дизайна, например, макетов Maker Mendel или RepRap, которые в качестве образца для корпуса применяют форму коробки. Некоторые изобретатели используют для основания принтера обычные деревянные или пластиковые ящики, элементы которых можно будет менять местами, подгоняя под макеты будущих трехмерных печатных деталей. Эта конструкция станет будущей основой для принтера.
Затем выбирают конфигурацию ремня, который будет обеспечивать эффективную базовую конструкцию. Для способности взаимодействовать с Arduino выбирают контроллер. 3D-модели были разработаны с использованием SolidWorks. Конструкцию собирают по чертежам, предварительно изготовив металлические и деревянные детали для 3D принтера, как указано, например, в чертежах ниже.
3D-объект нуждается в трех осях, которые должны быть представлены в трехмерном пространстве печати. Задача состоит в том, чтобы любая точка в пространстве была представлена тремя координатами, которые обычно перечисляются в порядке X, Y, Z. Каждая координата предоставляет информацию об одном направлении или оси, каждая из которых перпендикулярна двум другим. Одна координата указывает положение вдоль линии, две в плоскости и три в пространстве.
В зависимости от рассматриваемого принтера горячий конец будет перемещаться в одну, две или все три из этих осей. Таким образом, система оси обеспечивает работу 3D-принтера и дает глубину и дизайн объекта. Если бы были только две оси, допустим, оси X и Y, тогда дизайн объекта был бы плоским, что было бы похожим на печать с помощью струйного принтера. Обычно оси X и Y соответствуют боковому движению, а ось Z соответствует вертикальному движению. Чтобы избежать путаницы при сборке 3Д-принтера, принимают за основу такое положение осей:
- Z определяется, когда пользователь стоит лицом перед 3D-принтером, тогда инструмент, движущийся вверх и вниз, является осью Z.
- X — это инструмент, перемещающийся влево или вправо, а инструмент, перемещающийся назад и вперед — является осью Y.
Примеры печати
Все печаталось PLA пластиком от Bestfilament, температура 210-215 гр., обдув после первого слоя. bathtub boat (visual benchy) — сложная модель, наподобие 3DBenchy, мосты, арки, много мелких деталей, уменьшенная в 2 раза, печеталась без поддержек, заполнение 30%, слой 0.1
Еще фото лодки
Marvin — еще одна тестовая модель, у меня их целый отряд
На всех фото где присутствует отверстия, закрытые заглушками желто-коричневого цвета напечатаны на этом же принтере — идеология RepRap в действии. И под спойлером пару моделек
Фото напечатанного
Бесконечный куб рукоблудник Классная модель, печатается без поддержек одной деталью, 3 штуки напечатал, постоянно кто то забирает.
(K.U.T) Keychain Utility Tool — поселился в сумке на всякий случай.
Подведём итоги
Как Вы уже поняли, собрать лазерный гравёр своими руками не слишком сложно. Но, как и в любой работе, здесь есть свои нюансы. Что касается изготовления своими руками лазерных гравёров с ЧПУ (cnc), тут немного сложнее, однако при желании и эта работа осуществима. Главное, быть внимательным и иметь голову на плечах. В этом случае нет ничего невозможного.
ФОТО: gravirovka-klaviatur.comЭто действительно очень красиво
Надеемся, вам понравилась сегодняшняя статья. Если так, то ставьте оценки, оставляйте комментарии или делитесь опытом. А напоследок редакция Homius предлагает к просмотру довольно интересное видео по теме.
Watch this video on YouTube
Предыдущая Своими руками8 необычных способов оформления семейных фотографий
Следующая Своими рукамиРукоделие на вилке — повальное увлечение в технике хенд мейд
