Dok nije došlo vrijeme kada se 3D printer može kupiti u bilo kojoj prodavnici elektronike po cijeni kertridža za njega, a cijene gotovih 3D štampača u specijalizovanim internet prodavnicama, blago rečeno, iznenađuju. Stoga je osobi zdrave glave lakše napraviti 3D štampač vlastitim rukama od 4 motora i nekoliko komada željeza koji se prodaju u bilo kojem građevinskom centru za nekoliko hiljada rubalja, čime se smanjuje budžet za izgradnju 3D štampača. najmanje dva, ili čak svih deset jednom.

Ni mi nećemo zaostajati za ovom osobom svojim glavama, i napravićemo 3D štampač vlastitim rukama od dostupnih materijala!

Neupućenog čitaoca može u početku zbuniti izgled domaćeg 3D štampača, ali želim da vas podsetim da je poenta RepRap 3D štampača da može da štampa delove za sebe. Stoga, nakon što ste u početku sastavili 3D printer vlastitim rukama od improviziranih materijala, postupno ćete ažurirati sve njegove dijelove i postati vlasnik tako zgodnog plastičnog dječaka, kao na fotografiji. Pa, ili neki drugi... kako god hoćeš

Počeo sam da kreiram 3D štampač sopstvenim rukama sa dizajnom koji pripada klasi Delta robota. Pokušao sam da napravim takozvani Delta 3D štampač. Ima dovoljno jednostavnu konstrukciju za ručnu izradu, što je sasvim moguće učiniti dovoljno krutim da osigura visoku preciznost pri dovoljno velikim brzinama 3D štampanja, koje su tipične za Dleta 3D štampače.

Kao što vidite sa fotografije, sve ose Delta 3D štampača su paralelno smeštene na tri ukrućenja, koja istovremeno mogu biti i vođice za osovinske lamele. Ukrućenja čine trokut sa uglovima od 120 °, formirajući latinično slovo Δ - Delta. Otuda i naziv.

Ali za sada sam privremeno zamrznuo izradu 3D štampača vlastitim rukama zbog činjenice da su za njegovu glavu za štampanje potrebni kuglični zglobovi vrijedni najmanje 300 rubalja po komadu. I trebate ih 4 za svaku osu. Ukupno izlazi 300 rubalja X 4 komada X 3 osovine = 3600 rubalja samo za jednu šarku. Ovo je već malo van budžeta, pa sam zaronio u pozadinski moždani proces zadatak smanjenja troškova šarki za Delta 3D štampač.

U međuvremenu, ovaj proces se provodi, počeo sam izrađivati ​​3D štampač vlastitim rukama prema tradicionalnijoj shemi dizajna - u obliku kocke s ortogonalnim postavljanjem X i Y osa, kao i grijani sto za podizanje kao Z osa. I tokom procesa dizajna, imao sam nekoliko misli o tome kako da minimiziram veličinu radnog prostora 3D štampača. Kao rezultat toga, trebao bi biti ništa manje kompaktan po površini od Delta pisača, a mnogo manje po visini. Previsoka visina je jedan od nedostataka Delta 3D štampača.

Telo mog prvog 3D štampača je napravljeno od obične laminirane iverice. Uvijek ga možete kupiti u bilo kojem građevinskom trgovačkom centru ili firmama za testerisanje iverice. Kada napravite DIY 3D štampač u obliku kocke, dobijate dodatne pogodnosti u vidu zaštite od propuha, od čega često pate modeli štampani ABS plastikom. Ne obraćajte pažnju na okrugle rupe u zidu - one su ostale od prethodnog nedovršenog projekta, a zapravo ih ne bi trebalo biti

Kao što vidite, u gornjem poklopcu kutije 3D štampača nalazi se prozor za uvlačenje plastike u glavu štampača. Odlučio sam da napravim ekstruder kako bih što više smanjio težinu glave štampača, ostavljajući na njoj samo grejač i mlaznicu (tzv. "hot end" - HotEnd 3D štampača).

Sama glava za štampanje visi na vodilicama X i Y ose, koje su takođe pričvršćene za gornji poklopac 3D štampača. Kada pravite 3D printer vlastitim rukama, tada morate pokušati odabrati samo ravne površine za ugradnju, dobivene na industrijski način. Tako se, na primjer, površina iverice može smatrati uvjetno ravnom (unutar prihvatljivih tolerancija točnosti). Stoga možemo bezbedno postaviti na različite krajeve ove površine duž jedne vodilice, i smatrati ih paralelnim (ravnine iverice, naravno), bez potrebe za podešavanjem (tačan paralelizam).

Paralelnost istih vodilica postavit ćemo u drugoj ravni uz pomoć sastavljenog nosača ose X. Prvo pomjerimo nosač X duž ose Y do jednog ekstremnog položaja i izbušimo rupe za pričvršćivače, a zatim vodimo duž Y osu do drugog ekstremnog položaja i bušite sa drugog kraja. Učvršćujemo držače vodećih vijaka tako što pomičemo nosač prvo u jedan krajnji položaj, a zatim u drugi.

Fotografije iznad takođe vrlo jasno pokazuju grijani podizni sto. Ovo je Z osa našeg 3D štampača. Izrađuje se i vlastitim rukama od običnog komada iverice, u kojem su u uglovima izrezane rupe za pričvršćivanje kliznih ležajeva duž četiri vodilice. Klizači i klizni ležajevi su ono što ćete najvjerovatnije morati kupiti.

Ako želite da napravite DIY 3D štampač, minimizirajući broj kupljenih komponenti, tada se vodilice i klizni ležajevi mogu ukloniti sa starih inkjet štampača. Nedavno sam našla par u smeću kada sam iznosila smeće. Ali ovo je sve manje sreće, pa ipak morate nešto kupiti.

Pogon za pomicanje kolica po X i Y osi su zupčasti remeni koji se okreću koračnim motorima. Postoji samo jedan koračni motor na X-osi, jer dobija najlakši posao - da nosi glavu za štampanje, koja se sastoji od laganog HotEnd-a. Duž ose Y će već raditi dva koračna motora na zupčastim remenima, od kojih će svaki povući svoju stranu nosača ose X. Kada pravite 3D štampač svojim rukama, bolje je još jednom igrati na sigurno i eliminisati moguća izobličenja vagona zbog nedovoljne krutosti, a krutost će uvijek nedostajati kada su maksimalne uštede u prvom planu.

Ako stavite samo jedan motor na Y-os, stavljajući ga na jednu stranu nosača X-ose, tada će se druga strana nosača kretati duž vodilice u trzajima. Postavljanjem dva motora odjednom na različite strane nosača osi X, ne samo da ćemo osigurati sinhrono kretanje kliznih ležajeva na vodilicama, već možemo i ručno ispraviti okomitost X i Y osi u bilo kojem trenutku malo okrećući jedan od motora, ostavljajući drugi da miruje. Tako, praveći 3D printer vlastitim rukama i stavljajući dva motora na jednu os, ostavljamo sebi više manevarskog prostora u smislu podešavanja tačnosti 3D printera.

Jedan od najvažnijih zadataka prilikom postavljanja 3D štampača vlastitim rukama je podešavanje paralelizma ravnine XY i ravni grijanog stola, krećući se duž Z osi. Na svakoj tački stola, mlaznica otiska glava mora biti na potpuno istoj udaljenosti od površine za štampanje. To je neophodno kako se kada se formira prvi sloj dijela, plastika ne bi odlijepila od zagrijanog stola. Ako je mlaznica predaleko od stola, tada se plastika jednostavno ne može zalijepiti za nju, što može dovesti do oštećenja cijelog dijela.

Kako bi se osigurala mogućnost postavljanja paralelnosti stupnja 3D štampača, napravljen je podesiv sa četiri strane pomoću vijaka, oslonjenih na opruge u napetosti. Podešavanje se vrši naizmjeničnim zatezanjem ili otpuštanjem vijaka za podešavanje u trenutku kada se mlaznica nalazi u neposrednoj blizini vijka koji se trenutno podešava. Morat ćete nekoliko puta podesiti glavu za štampanje 3D štampača na svaki od vijaka kako biste dovoljno precizno poravnali ravan.

Ako baš ne vjerujete svom oku, onda možete koristiti običan list papira da postavite istu udaljenost od mlaznice glave za štampanje do grejnog stola 3D štampača. Ako se list prestane kretati po stolu, onda ga je mlaznica već pritisnula, a vijak za podešavanje može se ostaviti u ovom položaju.

Sada o Z osi, duž koje će se podići grijani stol 3D štampača. Konačni kvalitet štampanog dela u većoj meri zavisi od rezolucije Z ose. Stoga, što manji nagib vaša Z osa može pružiti, to će završni dio biti detaljniji. Ali, međutim, za štampanje će biti potrebno mnogo duže, to ćemo već odlučiti posebno za svaki štampani deo. Glavna stvar je da imamo priliku ispisati što je preciznije moguće, ako već pravimo 3D printer vlastitim rukama.

Za to se Z-osa obično pokreće pomoću zavrtnja, a ne zupčastog remena. Ako kao vijak uzmemo konstrukcijsku iglu s korakom navoja od 1 mm i koračni motor sa 200 koraka po obrtaju (standardni motor sa 1,8° po koraku), tada će minimalno teorijsko pomicanje Z ose našeg 3D štampača biti 1/200 mm ili 0,005 mm (5 mikrona)! U praksi je takvo pomicanje teško izvodljivo uz standardne klizne staze i klizne ležajeve, pa je za naše oči dovoljno i 0,05 mm.

Odlučio sam da za svoj sto za podizanje ugradim dva spiralna zupčanika na različite strane i da ih okrenem sa dva paralelno povezana koračna motora. Takva mogućnost je već ugrađena u RAMPS 1.4 ploču, koja je postala standard, gdje se pod Z osom trebaju spojiti dva motora odjednom. Međutim, postoji opasnost od artefakata u završnom dijelu u obliku valovitih kapi između otisnutih slojeva. Ovo će ukazati na asinkronu rotaciju vijaka ili neke razlike u nagibu navoja na vijcima. Na kraju krajeva, konstruktivni klin je napravljen tako da spoji dvije ploče oplate prilikom izlivanja betona, a ne za osovinu 3D štampača sa mikro pomakom.

U svakom slučaju, ako se takvi artefakti pojave, tada će biti moguće naknadno preraditi dizajn stola uklanjanjem jedne osi i pomicanjem samo na dvije vodilice, lagano ih izdužujući u isto vrijeme. Šta će se na kraju dogoditi, pročitajte na mom TechnoBlogu Dimanjy i ostanite sa nama.

Inače, snimio sam mali video 3D štampača. Prikazuje podizni sto u radu. Čini se da se kreće i ne klini, iako su motori postavljeni dosta slabo: struja namotaja je samo 0,4 A, a obrtni moment na osovini je 1,7 kg x cm. Sve dok postoje dva motora i spojeni su paralelno, tada je vozač postavio dvostruku struju - oko 800 mA. Ne sviđaju mi ​​se ovi standardni A4988 drajveri - nakon što se koraci zaustave, uključuje se režim zadržavanja, a njegova struja znatno premašuje nominalnu, a motori se počinju zagrijavati. Držanje uopšte nije potrebno na šrafovima, ali ne znam kako da ga onemogućim na ovim drajverima. Samo ponovo zalemite drajvere

A evo i snimka 3D štampača u kojem sam testirao X-osu. Pokreti su prilično energični, ali tijelo se malo klati. Prilikom štampanja to će sigurno uticati, tako da je potrebno tijelo vezati trokutastim džemperima, koji će spriječiti da se olabavi u ovoj ravnini. Za ormariće obično za ove svrhe služi stražnji zid od vlaknaste ploče, koji je prikovan duž cijelog perimetra i ne dopušta tijelu da tetura po dijagonalama.

Sada o ekstruderu za 3D štampač. Njemu sam posvetio poseban članak, jer je on prilično odgovoran dio 3D štampača. U ovom članku ću vam pokazati kako da napravite.

Ažuriranje 28.11.2015

Počeo je jačati strukturne elemente. Krutost nekih vodilica nije dovoljna. Dapače, bilo bi dovoljno, ali za to morate napraviti masivnije nosače samih vodilica, a to krade dragocjene centimetre korisne površine po kojoj bi se kočija mogla kotrljati. Želim strukturu učiniti jakom i kompaktnom (iako je jedno u suprotnosti s drugim).

Za jeftin 3D štampač, šperploča je dobar građevinski materijal, ali izgradnja kvadratnih greda od šperploče je i dalje zadatak, posebno ako koristite besplatni softver kao što je QCad za dizajniranje 3D štampača. Ali, koristeći prostorno razmišljanje, još uvijek možete nagomilati nešto poput ovoga.

Zahvaljujući preciznosti moje CNC mašine, mogu da isečem sedišta za kotrljajuće ležajeve i da ih čvrsto utisnem unutra bez potrebe za njihovim dodatnim pričvršćivačima (odjebite ih kasnije, morate razbiti celu gredu i brusiti novu). Ovo je mnogo pouzdanije od plastičnih vezica, koje sam prvi put koristio nakon što sam na internetu gledao slike amaterskih dizajna 3D štampača.

Ažuriranje od 03.12.2015

Radovi su u punom jeku. Bio sam toliko inspirisan rezultatima dizajniranja 3D štampača od šperploče da sam odlučio da napravim 3D štampač svojim rukama u potpunosti od šperploče! Ali za ovako odgovoran događaj više nemam dovoljno mašte za ravno modeliranje dijelova 3D printera u QCAD-u, pa sam prešao na 3D modeliranje u FreeCAD-u. Naravno, razvoj parametarskog modeliranja ne ide dobro, ali nešto se već postiže. Teško je naučiti - lako se boriti! Ovako će izgledati moj 3D štampač od šperploče:

Posebnost ovog dizajna 3D štampača bit će da ima mogućnost rasta u doslovnom smislu riječi. Gornja glava za štampanje će se lako ukloniti i ponovo postaviti u višu kutiju sa Z-osom.

Inače, kao što su me savjetovali u komentarima, odlučio sam da revidiram kinematičku shemu i isprobam CoreXY. Ukratko o glavnim prednostima CoreXY kinematike:

1. Ne nosimo motore sa sobom - oni su čvrsto pričvršćeni za okvir. Otuda prilika da postignete ubrzanja nedostižna sa standardnom kinematikom (kada morate sa sobom nositi motor X-ose).

2. Ravnoteža momenata na kočiji. Nedostatak torzijskih sila koje teže da poremete okomitost X i Y osi.

Evo, možda, svih prednosti Ali već ih ima dovoljno da se napusti standardna kinematika. Štaviše, CoreXY kinematika je sada veoma dobro podržana u popularnom Marlin firmveru. Samo od proljeća do ljeta, programeri su aktivno završavali ovu konkretnu kinematiku.

Da vidimo šta se dešava.

Ažuriranje 9.12.2015

Pa, rad na tijelu je skoro gotov. Probni rezovi na mojoj CNC mašini su otkrili neke greške u dizajnu, koje sam odmah ispravio u datoteci projekta. Nikada nisam napravio strukturu prema crtežima. DIY 3D štampač je moj prvi projekat u kojem sam primenio ozbiljan inženjerski pristup – prvo razmisli, pa uradi. Ja obično radim suprotno :)

Ipak, ono što trenutno radim i meni se sviđa. Ispostavilo se da pravilno dizajniran 3D štampač od šperploče može biti prilično čvrst. Čak počinjem osjećati poštovanje prema materijalu kao što je šperploča. Moraću da pokušam da napravim nešto od nje.

Sada, vraćajući se svom domaćem 3D štampaču od šperploče, želim napomenuti nevjerovatnu kompaktnost njegovog dizajna. Što se tiče osnovne površine, ispao je baš kao moj desktop laserski štampač! Za kuću - prava stvar.

Međutim, nisam zaboravio na mogućnosti rasta. Ako pažljivo pogledate fotografiju 3D štampača, možete vidjeti da se gornji dio može ukloniti. Dovoljno je odvrnuti nekoliko šrafova i preurediti štamparski dio više na kutiji, a možete odštampati visoke vaze. Više detalja o konstrukciji mog 3D štampača od šperploče možete pronaći u članku o.

Sve što u ovom trenutku preostaje je zategnuti zupčasti remen i ugraditi spiralni zupčanik na os Z. O da! Još jedan ekstruder

Ažuriranje 15.12.2015

Ura! Napravio sam 3D štampač svojim rukama! Sada se okrećemo.

• Vodilice (polirane osovine Ø12 mm) 1,5 m = 1 080 rub
• Linearni ležajevi LM12UU - 6 kom x 150 rubalja = 900 rub
• Koračni motori Nema 17 - 4kom x 750 rubalja = 3.000 RUB
• Remen GT2 300 cm po 300 rubalja / m = 900 rub
• Remenice 20 zubaca 3 kom u setu = 840 rub
• Kontroler (Arduino Mega 2560 r3 + Ramps 1.4 sa steper drajverima) = 2.000 rubalja
• Staklo sa kaptonom 200 x 200 mm = 230 rub
• Stolni grijač 220 V 200 x 200 mm = 1.000 rubalja
• HotEnd E3D v5 sa mlaznicom od 0,3 mm, fitingom i PTFE cijevi = 2 200 rubalja
• ATX napajanje 350 W = 650 rub
• Šperploča 8 mm = 300 RUB
• Vijci F3 h 25, navrtke, podloške = 400 rub

Ukupno: 13 500 rub

Svi dijelovi su kupljeni u specijalizovanim prodavnicama u Moskvi. Oni koji vole da naručuju sve u Kini verovatno bi mogli da uštede još više novca.

Štampač ćemo sastaviti od čunjeva i žira dostupnih rezervnih dijelova, od kojih se neki, najvjerovatnije, mogu kupiti ili naručiti u vašem rodnom gradu ili negdje u blizini. A neke od rezervnih dijelova kupujemo u radio dijelovima, auto dijelovima ili od čika Liaoa, ja lično još nisam našao dobavljača u Rusiji sa razumnim cijenama ili kvalitetom višim od onog od čika Liaoa, tako da za sada rezervne dijelove kupujem na Aliexpress.

Štampač ćemo praviti na bazi Ultimakera, teško je reći da je ovo više od Ultimaker Original Plus ili Ultimaker 2 (2+), još ne dostiže Ultimaker 3, ali radim na tome, i ja nadam se vašoj pomoći. I tako ga ja zovem

Članak će biti napisan u IKEA stilu - svima dostupan i razumljiv. U trenutku pisanja ovog pisača, ovaj štampač, kada se samostalno sastavi, košta oko 25.000 rubalja, bit će to pouzdan i kvalitetan uređaj, koji po kvaliteti štampe nije lošiji od 3D štampača kupljenog za mnogo više novca u prodavnica.

Rado ću odgovoriti na vaša pitanja u komentarima ili na društvenim mrežama.

Podijelimo članak u 4 glavna dijela:

1. Kupovina svega što vam treba.
2. Mehanička montaža.
3. Montaža elektronskog dijela.
4. Podešavanje firmvera i štampača.

• Razuman trošak. Kao što sam rekao trenutno, štampač košta oko 25.000 rubalja. Postoji mnogo kineskih štampača koji koštaju od 14 do 18 hiljada rubalja. Međutim, ovim dizajnerima je potrebna ista količina kako bi počeli proizvoditi ono što se može nazvati 3d printom. Troškovi fabričkih štampača se sastoje od: marketinga, plata, inženjerskih istraživanja itd. Na putu inženjerskih istraživanja potrošio sam mnogo više od 25.000 rubalja. Sada besplatno dijelim svoje znanje i stečeno iskustvo.
• Kupovina 3D štampača nije pod ili čak trećina posla, još uvijek morate naučiti kako ga koristiti! Dakle, iskustvo sastavljanja i postavljanja daje opipljiv korak u savladavanju 3D štampe.
• Kao vlasnik i korisnik dva Ultimaker 2 štampača i domaćeg Ultimakera sa sigurnošću mogu reći da su brzina i kvalitet štampe isti. Oboje štampaju odlično, a Ultimaker 2 je raspoloženiji 3D štampač.
• Članak će biti svojevrsna ilustrovana uputstva za sastavljanje i podešavanje vašeg ličnog desktop 3D štampača. Pokušat ću što detaljnije obraditi cijeli proces i voditi dijalog s vama u komentarima. I vjerujte mi, čak i ako nikada niste držali čekić, odvijač ili lemilicu u rukama i dalje ćete moći sastaviti 3D štampač.

Zašto je Ultimaker izabran kao 3D štampač za izgradnju:

• Prilično je jednostavno - sastaviti.
• Pouzdan je - poput jurišne puške Kalašnjikov.
• Svi njegovi crteži, uključujući nove modele, su u javnom vlasništvu.
• Možda je i najrašireniji u svijetu.
• Ja i drugi korisnici širom svijeta vršimo inženjerska istraživanja o tome. Gotovo sve što se nalazi u ovom štampaču prikupljeno je sa različitih mjesta i dostupno je otvoreno.

Što je bolje 1,75 mm ili 2,85 (3,00) mm?

Filozofsko pitanje u vezi s promjerom šipke može biti 3 mm ili 1,75 mm - svatko odlučuje za sebe što će koristiti, ja ću iznijeti samo svoje mišljenje o prednostima i nedostacima.

3 mm - Pros:

• Lakše je nabaviti šipku stabilnijeg kvaliteta, čak i kod kuće.
• Najbolje za Bowden ekstruder.
• Kao što je ispravno u štampačima sa šipkom od 3 mm, možete koristiti šipku od 1,75 mm.
• Preklapanje i žvakanje u zavojnicama je manje uobičajeno od 1,75.
• Flex-om print bez prethodne pripreme ekstrudera.

3mm - Nedostaci:

• Trenutno ga proizvodi nekoliko proizvođača.
• Nekoliko različitih vrsta plastike.

1,75 mm - Prednosti:

• Postoji mnogo različitih vrsta plastike.
• Postoji mnogo više proizvođača.
• Savršeno za direktni ekstruder.

1,75 mm - Nedostaci:

• Nije baš dobro za bowden ekstruder (neki stručnjaci će prigovoriti, ali mogu odgovoriti samo na jednu stvar - probajte, pa ćemo onda razgovarati).

Trenutno sam 1,75 mm, ali isključivo zbog činjenice da se nakupila velika zaliha plastike. Planiram da pređem na 3 mm u bliskoj budućnosti, ako nekom zatreba plastika od 1,75 mm, promenim je na 3 mm.

Pa idemo!

Šta je potrebno za kupovinu:

1. Tijelo - crtež tijela se može preuzeti i poslati kompaniji za lasersko sečenje, može se napraviti od bilo kojeg lima debljine 6 mm (šperploča, MDF, akril, monolitni polikarbonat, itd.), Ja lično preferiram, izrezan na laserska CNC mašina. Po pravilu imam i slučajeve u.
   
2. Aluminijska baza stola - crtež stola se može uzeti i naručiti od kompanija koje se bave rezanjem ili glodanjem aluminija, izrađen je od aluminija bilo koje marke debljine 4 mm. To se dešava i sa mnom unutra.
   
3. Staklo na stolu se izrađuje u najbližoj staklarskoj radionici, što je teško naći sada u eri višekomornih dvoslojnih prozora, ali je moguće, napravljeno je od stakla debljine 4 mm prema crtežu.
   
4. - Preporučujem štampanje ABS delova sa 100% pokrivenosti, debljina sloja nije veća od 45% prečnika mlaznice, ja lično štampam modele sa skalom od 101%, uzimajući u obzir skupljanje ABS plastike. Jedan fajl.
   
   Je dostupno . Komplet se sastoji od:
   1. Telo za glavu štampača.
   2. Poklopac kućišta glave štampača.
   3. Duvanje štampanog dela.
   4. Ekstruder.
   5. Ruka ekstrudera, opcija 1 ili opcija 2
   6. Poklopac ekstrudera.
   7. Montažni nosač za motore 2kom: Opcija 1, Opcija 2, Opcija 3.
   8. Podloška 20 mm.
   9. Podloška 10 mm - 4 kom.
   10. Podloška 5 mm - 2 kom.
       Možete preuzeti u bilo kojem prikladnom formatu otvaranjem detalja i klikom na dugme u gornjem desnom uglu Skinuti.
5. LM6LUU ležaj - 2 kom.
6. LMK12LUU ležaj - 2 kom.
7. Ležajevi F688 (ZZ) - 8 kom.
8. Prečnik osovine 6mm dužine 300.5mm
9. Osovina prečnika 6 mm i dužine 320 mm (dozvoljena greška od 1 mm) - 1 kom.
10. Osovina prečnika 8 mm dužine 348 mm
11. Osovina promjera 8 mm i dužine 337 mm (dozvoljena greška od 1 mm) - 2 kom.
12. Osovina prečnika 12 mm i dužine 339 mm (dozvoljena greška od 1 mm) - 2 kom.
13. Pneumatska armatura - 1 kom za 1,75 mm (također pogodna za 3 mm ako se koristi Bouden cev sa unutrašnjim prečnikom 3 mm i spoljašnjim prečnikom 4 mm), za 3 mm.
14. Rotacioni enkoder - 1 kom.
15. Dvostruki kalem GT2 za 20 zubaca (važno da je dužine oko 27,5 mm) - 1 kom.
    
16. Spool GT2 20 zubaca za osovinu od 8 mm (bitno je da je dužine oko 16 mm) - 8 kom.
    
17. Spool GT2 20 zubaca za osovinu 5 mm - 2 kom.
18. Grejni krevet tip MK2B - 1 kom.
19. Stolni termistor - 1 kom.
20. Motori (ja lično preferiram NEMA17 model 4401) - 4 kom. Na Z osi, umjesto jednog od motora, možete ga koristiti, ispada malo skuplje, ali ovo rješenje mi se više sviđa.
21. Trapezni vijak - 1 kom. (Možete tražiti od prodavca da obradi kraj do prečnika 6 mm i dužine 10 mm) Bitan! Ako se odlučite za korištenje motora s integriranim trapezoidnim propelerom, onda proizvod nije potreban.
22. Spojnica za spajanje trapeznog vijka i motora - 1 kom. Bitan! Ako ste naručili od prodavca da obradi kraj trapeznog vijka, onda spojnica mora biti odgovarajuće veličine. Bitan! Ako se odlučite za korištenje motora s integriranim trapezoidnim propelerom, onda proizvod nije potreban.
23. Bakarne čaure - ležajevi, moguće sa grafitnim umetcima ili potpuno grafitne - 4 kom.
24. Kola za X i Y osovine - 8 kom.
25. Opruge za pojaseve X i Y osovine - 4 kom.
    Jedan lot p.p. 23, 24 i 25
26. GT2 remen sa petljom dužine 200 mm sa 100 zubaca - 2 kom.
27. GT2 remen dužine 610 mm sa 305 zubaca - 4 kom.
28. Oprema za hranu - 1 kom. Bitan!
29. Jedinica za napajanje 12 V 30 A - 1 kom.
30. E3D v6 glava za štampanje sa ventilatorom za hlađenje i Bouden cijevi ili E3D Volcano - 1 kom. Bitan! Odaberite odgovarajuću veličinu za svoj prečnik šipke 1,75 ili 2,85 mm.
31. Ventilator (hladnjak) 30 * 30 * 10 mm - 2 kom.
32. Mikroprekidač sa dugom stopom - 3 kom.
33. Čitač kartica - 1 kom.
34. elektronski mozgovi, uglavnom, svi bazirani na arduino mega 2560, ali implementacija je drugačija, tako da svako bira jednu od opcija po svom ukusu:
    1. Arduino Mega 2560 (1 kom) + RAMPS 1.4 (1 kom) + drajveri koračnog motora ili A4988 (4 kom).
    2. MKS Gen
    3. MKS Base drajveri koračnog motora su integrisani u ploču.
    4. TriGorilla dolazi sa drajverima koračnih motora.

DOK TEKST IZ STARIH ČLANAKA:

Sastavljamo 3D štampač vlastitim rukama. Korak po korak instrukcije. Dio 1.

Sastavljamo 3D štampač vlastitim rukama. Korak po korak instrukcije. Dio 2.

Prijatelji, zdravo!

Dvije sedmice su prošle kao četiri dana!

Nastavljamo pisati upute za sastavljanje 3D pisača vlastitim rukama, drugi dio od navedenih pet:

Prekidač ugrađujemo u kućište dok se ne zaustavi.

5. Instaliranje konektora kabla za napajanje sa osiguračem i prekidačem.

trebat će nam:
- Telo štampača.
- Konektor kabla za napajanje sa osiguračem i prekidačem.
- Vijak M3 * 10 - 2 kom.
- Matica M3 - 2 kom.

- Ugrađujemo konektor za povezivanje kabla za napajanje sa osiguračem i prekidačem na kućište štampača.
- Bušilicom od 2,5-3 mm pravimo rupe u kućištu, odnosno nasuprot rupama u konektoru za spajanje kabela za napajanje s osiguračem i prekidačem.
- Ugradite zavrtnje M2,5 * 10 i zategnite matice.

Kratak video o tome kako sam uradio ovih 5 koraka:

6. Ugradnja LED rasvjete.

Postupak instalacije je sljedeći:
- Prvo stavljamo dalju osovinu, na njoj s lijeva na desno treba biti između ležajeva:

- Drugi postavite osu ispred, na njoj s lijeva na desno:
- podloška 10 mm,
- kalem sa vijcima lijevo, na kalemu se nalazi kaiš od kolica koji je stavljen na dalju osovinu,
- kočija
- kalem sa zavrtnjima desno, na kalemu se nalazi kaiš od kolica koji je stavljen na dalju osovinu,
- podloška 10 mm.
- Treću osu stavljamo desno, ako okrenete lijevi zid prema sebi, redoslijed je s lijeva na desno
- kalem sa zavrtnjima desno, na kalemu se nalazi kratka traka
- podloška 10 mm.
- kalem, sa zavrtnjima levo, na kalemu je kaiš koji se stavlja na dalju osovinu,
- kočiju koja se nosi sa pojasom na prednjoj i prednjoj osovini,
- kalem, sa zavrtnjima desno, na kalem remen od kolica koji se stavlja na prednju osovinu.
- podloška 5 mm.
- i posljednja osovina lijevo, okrećemo štampač desnom stranom prema nama, i redoslijedom s lijeva na desno:
- podloška 5 mm
- kalem sa vijcima lijevo, na kalemu se nalazi kaiš od kolica koji se stavlja na prednju osovinu,
- kolica, nošena sa pojasevima na prednjoj i zadnjoj osovini,
- Kalem je zašrafljen na desno, na kalemu se nalazi kaiš od kolica na zadnju osovinu
- podloška 25 mm.

Širimo kalemove sa podloškama sa strane do graničnika do ležajeva, poravnavamo kolica jedan prema drugom, pritegnemo zavrtnje na kalemovima.

Drugi dio videa:

10 motora osi X i Y.

Kalumi se postavljaju vijcima skoro blizu motora.

Motore pričvršćujemo pomoću podložaka i nosača, mali remen se stavlja na kalem i zateže.

11. Ugradnja ležajeva u nosače glave štampača:

Ugrađujemo ležajeve u rupe.

12. Instalacija nosača glave štampača na osovinu.

Utikače postavljamo sa dna kućišta.
Sa vrha kućišta ubacujemo osovine u rupe, stavljamo ih na sto i stavljamo ih do kraja u čepove.

Još jedan video:

15. Ugradnja amortizera na motor osi Z.

Sva 3 dijela uvijamo na isti način kao na fotografiji.

17. Ugradnja motora u kućište štampača.

trebat će nam:
- Motor sa ugrađenim amortizerom i trapezoidnim propelerom.
- Vijak M3 * 8 - 2 kom.

Uvrtamo trapezni vijak u maticu postavljenu na stolu i pričvršćujemo motor na tijelo vijcima:

18. Instaliranje graničnog prekidača Z-ose.

trebat će nam:
- vijak M3 * 40 (što je više moguće manje, gledamo na mjesto).
- matica M3
- mikroprekidač.
- Vijak M2.5 * 20 -2 kom.
- Matica M2.5 - 2 kom.

Postavite vijak u rupu na stolu i pričvrstite ga maticom.

spustite sto što je više moguće i označite položaj mikroprekidača na mjestu na kojem će ga ovaj vijak pritisnuti,

bušimo rupe i pričvršćujemo ih vijcima i maticama - mikroprekidačem.

19. Instaliranje dovodnog zupčanika na motor ekstrudera.

trebat će nam:
- Motor ekstrudera.
- Opremu za hranu.

Instaliramo nešto ovako, kao na fotografiji:

Obavezno ga čvrsto pričvrstite, ovaj zupčanik ima samo jedan vijak za pričvršćivanje i bilo je slučajeva da se olabavio i tražio sam razlog zašto dugo nije bilo plastike.

20. Sastavljanje stezaljke ekstrudera:

trebat će nam:
- Ekstruder 3. dio
- Ležaj 623ZZ
- vijak M3 * 10.

Prikupljamo i primamo.

Povremeno mi se postavljaju pitanja o "malinama", "narandžama" i gdje se to uopće nalazi i zašto. I onda počinjem shvaćati da bi prije nego što napišem "uska" uputstva za postavljanje bilo lijepo ukratko porazgovarati o tome kako ova kuhinja općenito funkcionira, odozdo prema gore i s lijeva na desno. Bolje ikad nego nikad, pa se vašoj pažnji nudi svojevrsni edukativni program o arduinima, rampama i ostalim strašnim riječima.

RepRap pokret dugujemo činjenici da sada imamo priliku kupiti ili sastaviti vlastiti FDM 3D printer po razumnoj cijeni. Sada neću pričati o njegovoj istoriji i ideologiji – ono što je za nas sada važno je da je upravo u okviru RepRapa formiran određeni „džentlmenski set“ hardvera i softvera.

Da se ne bih ponavljao, jednom ću reći: u okviru ovog materijala razmatram samo "obične" FDM 3D štampače, ne obraćajući pažnju na industrijska vlasnička čudovišta, ovo je potpuno odvojen svemir sa svojim zakonima. Kućni uređaji sa "svojim" hardverom i softverom također će ostati izvan okvira ovog članka. Dalje, pod "3D štampačem" mislim na potpuno ili delimično otvoren uređaj sa "ušima" koji vire iz RepRap-a.

Prvi dio - 8 bitova je dovoljno za sve.

Hajde da pričamo o Atmelovim osmobitnim AVR mikrokontrolerima u odnosu na 3D štampanje. Istorijski gledano, "mozak" većine štampača je osmobitni mikrokontroler iz Atmela sa AVR arhitekturom, posebno ATmega 2560. A za to je kriv još jedan monumentalni projekat ^ njegovo ime - Arduino. Njegova softverska komponenta u ovom slučaju nije od interesa - Arduino kod je lakši za razumijevanje za početnike (u usporedbi s običnim C / C ++), ali radi sporo, a resursi se jedu kao besplatni.

Stoga, kada arduino programeri naiđu na nedostatak performansi, ili odustaju od ideje, ili se polako pretvaraju u embeddere („klasične“ programere mikrokontrolerskih uređaja). U isto vrijeme, usput, apsolutno nije potrebno odbaciti Arduino hardver - on (u obliku kineskih klonova) je jeftin i zgodan, samo se počinje smatrati ne kao Arduino, već kao mikrokontroler sa minimalno potreban pojas.

U stvari, Arduino IDE se koristi kao set kompajlera i programatora koji se lako instalira, i ne miriše na Arduino "jezik" u firmveru.

Ali malo sam skrenuo pažnju. Zadatak mikrokontrolera je da izda kontrolne radnje (da izvrši tzv. "odskakanje") u skladu sa primljenim uputstvima i očitanjima senzora. Vrlo važna stvar: ovi mikrokontroleri male snage imaju sve tipične karakteristike računara - mali čip ima procesor, RAM, memoriju samo za čitanje (FLASH i EEPROM). Ali ako PC radi pod kontrolom operativnog sistema (a on već "razrješava" interakciju hardvera i brojnih programa), onda na "mega" imamo tačno jedan program koji direktno radi sa hardverom. U osnovi jeste.

Često možete čuti pitanje zašto ne prave kontrolere za 3D štampače bazirane na mikrokompjuteru kao što je isti Raspberry Pi. Čini se da procesorska snaga automobila, možete odmah napraviti web sučelje, i gomilu zgodnih lepinja ... Ali! Ovo je mjesto gdje ulazimo u zastrašujuću sferu sistema u realnom vremenu.

Wikipedia daje sljedeću definiciju: "Sistem koji mora odgovoriti na događaje u okruženju izvan sistema ili uticati na okruženje unutar potrebnih vremenskih ograničenja." Ako potpuno na prstima: kada program radi direktno "na hardveru", programer u potpunosti kontroliše proces i može biti siguran da će se inherentne radnje odvijati u željenom redoslijedu, te da se pri desetom ponavljanju neka druga neće uglaviti. između njih. A kada imamo posla sa operativnim sistemom, on odlučuje kada će izvršiti korisnički program, a kada da ga ometa rad sa mrežnim adapterom ili ekranom. Naravno, možete uticati na rad OS-a. Ali predvidljiv rad sa potrebnom preciznošću može se postići ne u Windows-u, niti u Debian Linux-u (na čijim varijacijama uglavnom rade mikro-računari), već u takozvanom RTOS-u (operativni sistem u realnom vremenu, RTOS), izvorno razvijen (ili modifikovan) za date zadatke. Upotreba RTOS-a u RepRap-u je danas jeziva egzotika. Ali ako pogledate programere CNC alatnih mašina, tamo je to već normalno.

Na primjer, ploča nije bazirana na AVR-u, već na 32-bitnom NXP LPC1768. Smoothieboard se zove. Ima puno relikvija, funkcija također.

Poenta je da je u ovoj fazi razvoja RepRap-a "8 bita dovoljno za sve." Da, 8 bita, 16 MHz, 256 kilobajta fleš memorije i 8 kilobajta RAM-a. Ako ne svi, onda vrlo mnogi. A za one kojima to nije dovoljno (to se dešava, na primjer, pri radu sa microstep 1/32 i sa grafičkim displejom, kao i sa delta štampačima, koji imaju relativno složenu matematiku za izračunavanje pomaka), nude se napredniji mikrokontroleri kao rešenje. Drugačija arhitektura, više memorije, više procesorske snage. A softver i dalje uglavnom radi na hardveru, iako se na horizontu nazire neki RTOS flert.

Marlin i Mega: STEP frekvencija signala

Prije nego pređemo na drugi dio i započnemo razgovor o RepRap elektronici. Želim da pokušam da se pozabavim jednom kontroverznom tačkom - potencijalnim problemima sa mikrokorakom 1/32. Ako teoretski procijenimo, onda, na osnovu tehničkih mogućnosti platforme, njene performanse ne bi trebale biti dovoljne za kretanje brzinom većom od 125 mm / s.

Da bih provjerio ovu pretpostavku, napravio sam "test bench", spojio logički analizator i počeo eksperimentirati. "Stand" je klasičan "Mega + RAMPS" sendvič sa konvertovanim napajanjem od 5 volti, jednim instaliranim drajverom DRV8825 (1/32). Nema smisla spominjati motor i struju - rezultati su potpuno identični sa "punom" vezom, sa drajverom i bez motora, u nedostatku i drajvera i motora.

Analizator je kineski klon Saleae Logic, spojen na STEP pin drajvera. Firmware Marlin 1.0.2 je konfigurisan na sljedeći način: maksimalna brzina 1000 mm/s po osovini, CoreXY, 160 koraka po mm (ovo je za motor od 1,8 inča, remenicu s 20 zuba, GT2 remen i 1/32 drobljenje).

Eksperimentalna tehnika

Postavljamo malo ubrzanje (100 mm/s) i započinjemo kretanje duž X-ose od 1000 mm s različitim ciljnim brzinama. Na primjer, G-kod G1 X1000 F20000. 20.000 je brzina u mm/min, 333,3 (3) mm/s. I da vidimo šta imamo sa STEP impulsima.

Ukupni rezultati

Odnosno, počevši od frekvencije prekida od 10 KHz, dobijamo efektivnu frekvenciju do 40 KHz. Primjenjujući malo aritmetike na ovo, dobijamo ovo:

do 62,5 mm / s - jedan korak po prekidu;
do 125 mm / s - dva koraka po prekidu;
do 250 mm/s - četiri koraka po prekidu.

Ovo je teorija. A šta je u praksi? A ako postavite više od 250 mm/s? Pa, dobro, dajem G1 X1000 F20000 (333,3 (3) mm/s) i analiziram rezultat. Izmjerena frekvencija impulsa je skoro 40 kHz (250 mm/s). To je logično.

Iznad 10.000 mm/min (166,6 (6) mm/s) dobijam stalne padove vremena. Na oba motora sinhrono (zapamtite, CoreXY). Traju 33 ms i otprilike su 0,1 s prije početka smanjenja brzine. Ponekad je isti razmak na početku pokreta - 0,1 nakon završetka povećanja brzine. Općenito, postoji sumnja da postepeno nestaje pri brzini do 125 mm / s - odnosno kada se ne primjenjuju 4 koraka za prekid, ali to je samo sumnja.

Kako protumačiti ovaj rezultat - ne znam. Ne korelira ni sa kakvim vanjskim utjecajima - ne poklapa se s komunikacijom preko serijskog porta, firmver se sklapa bez podrške bilo kakvih displeja i SD kartica.

Misli

1. Ako ne pokušate nešto da uradite sa Marlinom, maksimalna brzina (1.8", 1/32, 20 zuba, GT2) je 250 mm/s.
2. Pri brzinama iznad 125 mm/s (hipotetički) dolazi do kvara sa kvarom vremena. Gdje i kako će se to manifestirati u stvarnom radu - ne mogu predvidjeti.
3. U težim uslovima (kada procesor nešto naporno računa) sigurno neće biti bolje, već gore. Koliko je pitanje za mnogo monumentalniju studiju, jer moram da uporedim pokrete planirane programom sa stvarno izdatim (i uhvaćenim) impulsima - za to nemam dovoljno baruta.

Dio 2. Step kvartet.

U drugom dijelu ćemo govoriti o tome kako prethodno opisani mikrokontroler upravlja koračnim motorima.

Pokret!

U "pravougaonim" štampačima morate obezbediti kretanje duž tri ose. Recimo da glavu za štampanje pomerate duž X i Z, a sto sa modelom - duž Y. Ovo je, na primer, uobičajena Prusa i3, koju vole kineski prodavci i naši kupci. Ili Mendel. Možete pomicati glavu samo duž X, a stol - duž Y i Z. Ovo, na primjer, Felix. Skoro odmah sam ušao u 3D štampanje (sa MC5, koji ima XY sto i Z glavu), pa sam postao ljubitelj pomeranja glave u X i Y, i stola u Z. To su Ultimaker, H-Bot , CoreXY kinematika.

Ukratko, postoji mnogo opcija. Pretpostavimo radi jednostavnosti da imamo tri motora, od kojih je svaki odgovoran za kretanje nečega duž jedne od osi u prostoru, prema Dekartovom koordinatnom sistemu. U "pruši" dva motora su odgovorna za vertikalno kretanje, to ne mijenja suštinu fenomena. Dakle, tri motora. Zašto je u naslovu kvartet? Jer plastiku i dalje moramo služiti.

U nogu

Koračni motori se tradicionalno koriste. Njihov trik je lukav dizajn namotaja statora, u rotoru se koristi trajni magnet (odnosno, nema kontakata koji dodiruju rotor - ništa se ne briše ili iskre). Koračni motor, kao što mu ime govori, kreće se diskretno. Uzorak najčešći u RepRap-u ima standardnu ​​veličinu NEMA17 (u stvari, sjedište je regulirano - četiri montažne rupe i izbočina sa osovinom, plus dvije dimenzije, dužina može varirati), opremljen je sa dva namotaja (4 žice), a njegova puna revolucija se sastoji od 200 koraka (1,8 stepeni po koraku).

U najjednostavnijem slučaju, rotacija koračnog motora se vrši uzastopnim aktiviranjem namotaja. Aktivacija se odnosi na primenu napona napajanja direktnog ili obrnutog polariteta na namotaj. U tom slučaju upravljački krug (pokretač) ne samo da mora moći prebaciti "plus" i "minus", već i ograničiti struju koju troše namoti. Način rada pune struje naziva se full-step, a ima značajan nedostatak - pri malim brzinama motor užasno trza, pri malo većim brzinama počinje da zvecka. Generalno, ništa dobro. Da bi se povećala glatkoća kretanja (preciznost se ne povećava, diskretnost punih koraka nigdje ne nestaje!), koristi se način kontrole mikrokoraka. Sastoji se u činjenici da se ograničenje struje koja se dovodi do namotaja mijenja na sinusoidan način. Odnosno, za jedan pravi korak postoji određeni broj međustanja - mikrokoraka.

Za implementaciju kontrole mikrokoračnog motora koriste se specijalizirani mikro krugovi. Unutar RepRap-a postoje dva od njih - A4988 i DRV8825 (moduli bazirani na ovim mikro krugovima se obično nazivaju isto). Plus, genijalni TMC2100 počinju da se prikradaju ovde. Koračni motori se tradicionalno izrađuju u obliku modula sa nogama, ali se mogu i zalemiti na ploču. Druga opcija je na prvi pogled manje zgodna (ne postoji način da se promijeni tip drajvera, a ako ne uspije, dolazi do iznenadnih hemoroida), ali ima i prednosti - na naprednim pločama softverska kontrola struje motora je obično implementirano, a na višeslojnim pločama sa normalnim ožičenjem, zalemljeni drajveri se hlade kroz "trbuh" čipa do sloja hladnjaka na ploči.

Ali, opet, govoreći o najčešćoj opciji - mikrokolo vozača na vlastitoj štampanoj ploči s nogama. Ima tri signala na ulazu - STEP, DIR, ENABLE. Za mikrostepping konfiguraciju su odgovorna još tri pina. Mi im isporučujemo ili ne isporučujemo logičku jedinicu ugradnjom ili uklanjanjem kratkospojnika (džampera). Logika mikrokoraka je skrivena unutar čipa, ne moramo ulaziti tamo. Treba zapamtiti samo jednu stvar - ENABLE omogućava vozaču da radi, DIR određuje smjer rotacije, a impuls koji se šalje u STEP govori vozaču da napravi jedan mikrokorak (u skladu sa konfiguracijom koju su postavili skakači).

Glavna razlika između DRV8825 i A4988 je podrška za drobljenje od 1/32 koraka. Ima i drugih suptilnosti, ali ovo je dovoljno za početak. Da, moduli sa ovim čipovima se ubacuju u utičnice kontrolne ploče na različite načine. Pa, to se dogodilo u smislu optimalnog rasporeda ploča modula. I neiskusni korisnici spaljuju.

Općenito, što je veća vrijednost drobljenja, to će motori raditi glatko i tiše. Ali istovremeno se povećava opterećenje na "skoku" - na kraju krajeva, morate češće izdavati STEP. Ja lično ne znam za probleme pri radu na 1/16, ali kada postoji želja da se potpuno prebaci na 1/32, možda već nedostaje mega performanse. TMC2100 se ovdje izdvaja. To su drajveri koji primaju STEP signal frekvencije 1/16, a sami "smisle" na 1/256. Rezultat je uglađen, tih rad, ali ne i bez nedostataka. Prvo, moduli bazirani na TMC2100 su skupi. Drugo, ja lično (na domaćem CoreXY zvanom Kubocore) imam problema sa ovim drajverima u vidu preskakanja koraka (odnosno, neuspjeha u pozicioniranju) pri ubrzanjima iznad 2000 - to nije slučaj sa DRV8825.

Da rezimiramo u tri riječi: svakom vozaču su potrebne dvije noge mikrokontrolera za postavljanje smjera i izdavanje mikrokoračnog impulsa. Unos za omogućavanje drajvera je obično uobičajen na svim osovinama - postoji samo jedno dugme za gašenje motora u Repetier-Host-u. Mikrostepping je dobar u smislu glatkoće pokreta i borbe protiv rezonancija i vibracija. Maksimalno ograničenje struje motora mora se podesiti korištenjem otpornika za podešavanje na modulima pogona. Ako je struja prekoračena, doći će do prekomjernog zagrijavanja drajvera i motora; ako je struja nedovoljna, doći će do preskakanja koraka.

Spotykach

RepRap ne daje povratnu informaciju o poziciji. Odnosno, program kontrolera ne zna gdje se trenutno nalaze pokretni dijelovi štampača. Čudno je, naravno. Ali s jednostavnom mehanikom i normalnim postavkama, funkcionira. Štampač pre štampanja pomera sve što može u početnu poziciju i već se odbija od nje u svim pokretima. Dakle, suprotan fenomen preskakanja koraka. Kontroler daje impulse vozaču, vozač pokušava da okrene rotor. Ali s prekomjernim opterećenjem (ili nedovoljnom strujom), dolazi do "odskoka" - rotor se počinje okretati, a zatim se vraća u prvobitni položaj. Ako se to dogodi na X ili Y osi, dobijamo pomak sloja. Na Z-osi - štampač počinje da "razmazuje" sledeći sloj u prethodni, takođe ništa dobro. Često dolazi do preskakanja na ekstruderu (zbog začepljenja mlaznice, prevelikog uvlačenja, nedovoljne temperature, premale udaljenosti od stola na početku štampe), tada imamo djelomično ili potpuno neispisane slojeve.

Kako se manifestuje preskakanje koraka, sve je relativno jasno. Zašto se ovo dešava? Evo glavnih razloga:

1. Teret je pretežak. Na primjer, previše zategnuti pojas. Ili iskrivljene vodilice. Ili "ubijeni" ležajevi.

2. Inercija. Da biste brzo ubrzali ili usporili teški predmet, morate uložiti više napora nego s glatkom promjenom brzine. Stoga, kombinacija velikog ubrzanja s teškim kolicima (ili stolom) može uzrokovati preskakanje koraka tijekom oštrog starta.

3. Neispravna trenutna postavka drajvera.

Posljednja tačka je općenito tema za poseban članak. Ukratko, svaki koračni motor ima parametar kao što je nazivna struja. Za uobičajene motore, to je u rasponu od 1,2 - 1,8 A. Dakle, s takvim ograničenjem struje, sve bi vam trebalo dobro funkcionirati. Ako nije, onda su motori preopterećeni. Ako nema preskakanja koraka s donjom granicom, u redu. Kada se struja smanji u odnosu na nominalnu, smanjuje se grijanje drajvera (i mogu se pregrijati) i motora (više od 80 stupnjeva se ne preporučuje), plus, smanjuje se glasnoća "pjesme" koraka.

Dio 3. Groznica.

U prvom dijelu serijala govorio sam o malim slabim 8-bitnim mikrokontrolerima Atmel AVR arhitekture, konkretno - o Mega 2560, koji "vlada" većinom amaterskih 3D štampača. Drugi dio je posvećen upravljanju koračnim motorima. Sada - o uređajima za grijanje.

Suština FDM-a (fused deposition modeling, zaštitni znak Stratasys-a, svi obično brinu, ali su oprezni ljudi smislili FFF - fuzionisana filament fabrication) u fuziji filamenta sloj po sloj. Fuzija se događa na sljedeći način: filament se mora otopiti na određenom području vrućeg kraja, a talina, potisnuta čvrstim dijelom šipke, istiskuje se kroz mlaznicu. Kada se glava štampača pomeri, filament se istiskuje i zaglađuje do prethodnog sloja do kraja mlaznice.

Čini se da je sve jednostavno. Gornji dio cijevi termo barijere ohladimo, a donji zagrijemo i sve je u redu. Ali postoji nijansa. Neophodno je održavati temperaturu vrućeg kraja sa pristojnom preciznošću tako da može hodati samo u malim granicama. U suprotnom ćemo dobiti neprijatan efekat – neki od slojeva se štampaju na nižoj temperaturi (filament je viskozniji), neki na višoj (više tečnosti), a rezultat izgleda kao Z-kolebanje. I tako, imamo u punom porastu pitanje stabilizacije temperature grijača sa vrlo malo inercije - zbog niskog toplotnog kapaciteta, bilo kakvog vanjskog "kihanja" (promaja, ventilator ventilatora, nikad se ne zna šta još) ili upravljačke greške odmah dovodi do primjetne promjene temperature.

Ovdje upadamo u palače discipline zvane TAU (Teorija automatske kontrole). Nije baš moja specijalnost (informatičar, već diplomski odsjek ACS), ali smo imali takav kurs, s profesorom koji je pokazivao slajdove na projektoru i povremeno ih zapalio komentarima: „Ma, povjerio sam ovim studentima da prevode predavanja na elektronskoj formi, tu su zaglavili takve dovratnike, pa ništa, shvatit ćete." Ok, lirska sjećanja na stranu, dobrodošli u PID kontroler.

Ne možete pisati o PID kontroli bez ove formule. Za potrebe ovog članka, ona je samo za ljepotu.

Toplo preporučujem da pročitate članak, tamo se prilično lako piše o PID kontroli. Da potpuno pojednostavimo, slika izgleda ovako: imamo određenu ciljnu vrijednost temperature. I sa određenom frekvencijom primamo trenutnu vrijednost temperature i trebamo izdati kontrolnu akciju kako bismo smanjili grešku - razliku između trenutne i ciljne vrijednosti. Kontrolno djelovanje u ovom slučaju je PWM signal na kapiji tranzistora sa efektom polja (mosfet) grijača. Od 0 do 255 "papagaja", gdje je 255 maksimalna snaga. Za one koji ne znaju šta je PWM, ovo je najjednostavniji opis fenomena.

Dakle. Svaki "sat" rada sa grejačem, treba da donesemo odluku da izdamo od 0 do 255. Da, možemo jednostavno uključiti ili isključiti grejač bez mučenja sa PWM. Recimo da je temperatura iznad 210 stepeni - nemojte ga uključivati. Ispod 200 - uključite. Samo u slučaju hot-end grijača takav rašir nam neće odgovarati, morat ćemo podići frekvenciju "taktova" rada, a to su dodatni prekidi, rad ADC-a također nije besplatan, i imamo izuzetno ograničene računarske resurse. Općenito, trebate preciznije kontrolirati. Stoga PID kontrola. P - proporcionalno, I - integralno, D - diferencijalno. Proporcionalna komponenta je odgovorna za “direktan” odgovor na devijaciju, integralna komponenta je odgovorna za akumuliranu grešku, a diferencijalna komponenta je odgovorna za obradu stope promjene greške.

Još jednostavnije rečeno, PID regulator izdaje upravljačku akciju ovisno o trenutnom odstupanju, uzimajući u obzir "povijest" i brzinu promjene odstupanja. Rijetko čujem za kalibraciju "marlin" PID regulatora, ali postoji takva funkcija, kao rezultat toga dobijamo tri koeficijenta (proporcionalni, integralni, diferencijalni) koji nam omogućavaju da najtočnije kontroliramo svoj grijač, a ne sferni jedan u vakuumu. Zainteresovani mogu pročitati o šifri M303.

Hotend temperaturni graf (Repetier-Host, Marlin)

Da bih ilustrovao izuzetno nisku inerciju vrućeg kraja, samo sam puhnuo u njega.

Ok, radi se o vrućem kraju. Svi to imaju kada je u pitanju FDM / FFF. Ali neki vole vruće, tako nastaje veliki i strašni, zapaljeni mosfeti i rampe, grijaći sto. Sa elektronske tačke gledišta, sve je s njim komplikovanije nego sa hot-endom - snaga je relativno velika. Ali sa stanovišta automatskog upravljanja, lakše je - sistem je inertniji, a dozvoljena amplituda odstupanja je veća. Stoga, da bi se uštedili računarski resursi, tabela se obično kontroliše po principu bang-bang ("bang-bang"), ovaj pristup sam opisao gore. Dok temperatura ne dostigne svoj maksimum, zagrijavamo je do 100%. Zatim ostavite da se ohladi na prihvatljiv minimum, a zatim ponovo zagrijte. Također napominjem da je pri povezivanju vrućeg stola preko elektromehaničkog releja (a to se često radi kako bi se "rastovario" mosfet), prihvatljiva opcija samo bang-bang, nema potrebe za PWM relejem.

Senzori

Na kraju - o termistorima i termoelementima. Termistor mijenja svoj otpor ovisno o temperaturi, karakterizira ga nominalni otpor na 25 stupnjeva i temperaturni koeficijent. Zapravo, uređaj je nelinearan, a u istom "marlinu" postoje tablice za pretvaranje podataka primljenih od termistora u temperaturu. Termopar je rijedak gost u RepRapu, ali nailazi. Princip rada je drugačiji, termoelement je izvor EMF-a. Pa, to jest, daje određeni napon, čija vrijednost ovisi o temperaturi. Nije direktno spojen na RAMPS i slične kartice, ali aktivni adapteri postoje. Zanimljivo je da "marlin" takođe nudi tablice za metalne (platinaste) otporne termometre. Nije tako rijetka stvar u industrijskoj automatizaciji, ali ne znam da li se nađe "živa" u RepRapu.

Dio 4. Jedinstvo.

3D printer koji radi na principu FDM/FFF sastoji se, zapravo, od tri dijela: mehanike (kretanje nečega u prostoru), uređaja za grijanje i elektronike koja svim tim upravlja.

Uopšteno govoreći, već sam rekao kako svaki od ovih dijelova funkcionira, a sada ću pokušati spekulirati na temu "kako se sklapa u jedan uređaj". Važno: opisat ću mnogo toga sa stanovišta domaće radilice koji nije opremljen mašinama za obradu drveta ili metala i radi čekićem, bušilicom i pilom. Pa ipak, da ne bi prskali, uglavnom o "tipičnom" RepRapu - jednom ekstruderu, površina za štampanje u području od 200x200 mm.

Najmanja varijabla

Originalni E3D V6 i njegova vrlo neugodna cijena.

Počeću s grijačima, ovdje nema mnogo popularnih opcija. E3D hot-end je danas najrašireniji među DIYers.

Tačnije, njeni kineski klonovi su vrlo plutajućeg kvaliteta. Neću govoriti o mučenju poliranja potpuno metalne barijere ili korištenja bowden cijevi "do mlaznice" - to je posebna disciplina. Iz malog ličnog iskustva - dobra metalna barijera odlično radi sa ABS i PLA, bez ijednog prekida. Loša metalna barijera radi dobro sa ABS-om i odvratno (do "nema šanse" - sa PLA), a u ovom slučaju je lakše postaviti jednako lošu termo barijeru, ali sa teflonskim umetkom.

Općenito, E3D-ovi su vrlo praktični - možete eksperimentirati i sa termalnim barijerama i sa grijačima - dostupni su i "mali" i Volcano (za debele mlaznice i brzu brutalnu štampu). Usput, također konvencionalna podjela. Trenutno se koristi Volcano sa mlaznicom 0,4. A neki izmisle odstojnik i mirno rade za sebe s kratkim mlaznicama iz uobičajenog E3D.

Minimalni program - kupujemo tipičan kineski komplet "E3D v6 + grijač + set mlaznica + hladnjak". Pa, preporučujem odmah pakovanje različitih termičkih barijera, tako da kada je u pitanju, ne morate čekati sljedeći paket.

Drugi grijač nije drugi hot end (mada i nije loš, ali da ne ronimo), već sto. Možete se svrstati među vitezove hladnog stola i općenito ne postavljati pitanje donjeg grijanja - da, tada se izbor filamenta sužava, morate malo razmisliti o sigurnom fiksiranju modela na stolu, ali nikada nećete znati za ugljenisane RAMPS terminale, duboke veze s tankim žicama i defekt otiska slonove noge. Ok, neka grijač bude tamo. Dvije popularne opcije su stakloplastika obložena folijom i aluminij.

Prvi je jednostavan, jeftin, ali zakrivljen i "tečan", zahtijeva normalno pričvršćivanje na krutu strukturu i glatko staklo na vrhu. Sekunda

Zapravo, ista štampana ploča, samo kao podloga - aluminijum. Dobra intrinzična krutost, ravnomjerno grijanje, ali skuplje.

Neočigledna mana aluminijskog stola je kada Kinez ne lijepi dobro tanke žice na njega. Lako je zamijeniti žice na stolu s tekstolitom, posjedujući osnovne vještine lemljenja. Ali lemljenje 2,5 kvadrata na staze aluminijske ploče je napredan zadatak, s obzirom na odličnu toplinsku provodljivost ovog metala. Koristio sam moćno lemilo (koji ima drvenu dršku i vrh u prstu), a da mu pomognem morao sam pozvati stanicu za lemljenje vrućim zrakom.

Najzanimljivije

3D štampač sa kinematikom robotske ruke.

Najukusniji dio je izbor kinematike. U prvom pasusu, maglovito sam spomenuo mehaniku kao sredstvo "pomeranja nečega u prostoru". Evo, sad samo o tome šta i gdje da se krećemo. Uopšteno govoreći, moramo dobiti tri stepena slobode. I možete pomicati glavu za štampanje i sto sa delom, otuda sva raznolikost. Postoje radikalni dizajni sa fiksnim stolom (delta štampači), postoje pokušaji korišćenja šema mašina za glodanje (XY-stol i Z-glava), generalno postoje perverzije (polarni štampači ili SCARA-mehanika posuđena iz robotike). O svom ovom haosu možete pričati dugo. Dakle, ograničiću se na dvije šeme.

"Pryusha"

XZ portal i Y stol. Bilo bi politički korektno ovu šemu nazvati "zasluženom". Sve je manje-više jasno, sto puta implementirano, dovršeno, modificirano, nasađeno na šine, skalirano po veličini.

Opća ideja je sljedeća: nalazi se slovo "P", na čijim nogama se nalazi prečka koju pokreću dva sinkronizirana motora pomoću prijenosa "navrtka" (rijetka modifikacija - s kaiševima). Na prečki visi motor koji za pojas vuče kočiju lijevo i desno. Treći stepen slobode je sto se kreće napred-nazad. Prednosti dizajna su, na primjer, poznavanje dužine i širine ili ekstremna jednostavnost u izradi rukotvorina od otpadnog materijala. Poznati su i nedostaci - problem sinhronizacije Z motora, zavisnost kvaliteta štampe koliko od dva pina, koji bi trebali biti manje-više isti, teško se ubrzava do velikih brzina (s obzirom da je relativno težak inertan sto se pomera).

Z-stol

Prilikom ispisa, Z koordinata se najsporije mijenja, pa čak i samo u jednom smjeru. Tako ćemo pomjeriti sto vertikalno. Sada treba da shvatimo kako da pomerimo glavu štampača u jednoj ravni. Postoji rješenje za problem "u čelo" - zapravo. uzimamo "pryushi" portal, stavljamo ga na stranu, zamjenjujemo klinove remenom (i uklanjamo dodatni motor, zamjenjujući ga zupčanikom), rotiramo vrući kraj za 90 stepeni, voila, dobijamo nešto kao MakerBot Replicator (ne najnovija generacija).

Kako se ova šema može dalje poboljšati? Potrebno je postići minimalnu masu pokretnih dijelova. Ako odustanemo od direktnog ekstrudera i ubacimo filament kroz cijev, i dalje ostaje motor X, koji treba zabadava kotrljati po šinama. I tu dolazi prava inženjerska pamet. Na holandskom to izgleda kao gomila osovina i pojaseva u kutiji koja se zove Ultimaker. Dizajn je doveden na takav nivo da mnogi smatraju da je Ultimaker najbolji desktop 3D štampač.

Ali postoje jednostavnija inženjerska rješenja. Na primjer, H-Bot. Dva fiksna motora, jedan dugačak kaiš, pregršt valjaka. A ovo kućište vam omogućava da pomjerate kočiju u ravnini XY rotirajući motore u jednom smjeru ili u različitim smjerovima. Lijepo. U praksi postavlja povećane zahtjeve za krutost konstrukcije, što donekle komplicira proizvodnju šibica i žira, posebno kada se koriste drveni ležajevi.

Klasični CoreXY sa ukrštenim trakama.

Složenija shema, s dva remena i velikom gomilom valjaka - CoreXY. Mislim da je najbolja opcija za implementaciju, kada ste već prikupili svoj ili kineski "pryushu", a kreativni svrab se nije smirio. Može se izraditi od šperploče, aluminijskih profila, taburea i ostalih nepotrebnih komada namještaja. U principu, rezultat je sličan H-Botu, ali je manje sklon zaglavljivanju i uvrtanju okvira u ovnujski rog.

Elektronika

Ako trebate uštedjeti novac, onda je kineska verzija Mega + RAMPS jednostavno izvan konkurencije. Ako nema posebnog znanja iz elektronike i elektronike, a živci nisu suvišni, onda je bolje pogledati skuplje, ali kompetentno izrađene ploče od Makebasea ili Geeetecha.

Tu se liječe glavne čireve sendviča u obliku "pogrešnih" izlaznih tranzistora i napajanje cijele petovoltne kolektivne farme preko stabilizatora na Arduino ploči. Ako govorimo o potpuno alternativnim opcijama, onda čekam priliku da kupim ploču baziranu na LPC1768, na primjer, istu MKS SBase, i zabavim se sa 32-bitnim ARM i Smoothieware firmverom. I paralelno, polako proučavam Teacup firmware u odnosu na Arduino Nano i Nanoheart.

Domaće

Pa, recimo da ste odlučili da ukalupite svoj bicikl. Ne vidim ništa loše u tome.

Općenito, morate krenuti od finansijskih mogućnosti i od onoga što se može naći u garaži ili podrumu. I također zbog prisutnosti ili odsustva pristupa mašinama i radijusa zakrivljenosti ruku. Grubo govoreći, postoji mogućnost da potrošite 5 hiljada rubalja - pa, snalazimo se sa minimalnim. Za prvih deset već možete malo lutati, a približavanje budžeta na 20 hiljada prilično razvezuje ruke. Naravno, mogućnost kupovine kineskog dizajnera "pryushi" znatno olakšava život - možete razumjeti osnove 3D printanja i dobiti odličan alat za razvijanje samoljepila.

Štoviše, većina dijelova (motori, elektronika, dio mehanike) će mirno migrirati na sljedeći dizajn. Ukratko, kupujemo akrilno smeće, dorađujemo ga do zdravog stanja, štampamo delove za sledeći štampač, pokrećemo prethodni za rezervne delove, sapunamo, peremo, ponavljamo.

Počnite graditi Kubocore 2.

To je vjerovatno sve. Možda je ispalo malo u galopu. Ali teško je shvatiti neizmjernost na drugačiji način u okviru opšteg preglednog materijala. Iako sam bacio korisne linkove za razmišljanje, tragač će to ipak pronaći. Pitanja i dodaci su tradicionalno dobrodošli. Pa da, u dogledno vrijeme slijedi nastavak - već o konkretnim rješenjima i grabuljama u dizajnu i konstrukciji Kubocore 2.

3D štampa i 3D štampači odavno su ušli u upotrebu, iz godine u godinu cena samih štampača, komponenti i potrošnog materijala pada sve niže. Čitajući brojne forume, na kojima se vlasnici štampača poznatih marki koji koštaju od 50.000 do 250.000 rubalja, žale na iste probleme kao i kod jeftinih samomontažnih sklopova, pomislio sam. Ako nema razlike, zašto plaćati više? Već sam u praksi isprobao 2 gotova seta 3D štampača iz Kine i veoma sam zadovoljan kvalitetom. Postoji jedna zanimljiva stvar, šta je jeftinije? Napravite sami od komponenti ili kupite jedan od kompleta?

Na fotografiji je moj štampač iz prethodne recenzije obučen u čelični okvir. Uglavnom, samo sam promijenio okvir i to je to, ali printer izgleda puno bolje. Nije se mnogo bolje snašao u kucanju, prije toga je sve bilo u redu, ali mi je dalo na razmišljanje. Zašto je imperativ uzimati setove s markom poput kineske ili evropske i preplatiti ih, doduše malo u slučaju Kine, ali ipak. A ako uzmete komponente bez okvira i kupite okvir već ovdje u Rusiji? Zar ne bi bilo jeftinije?
Počeo sam da tražim najjeftiniji na poznatom sajtu i našao odgovarajući za 8.700 rubalja. o. Cijena je već sa dostavom.

Pogledajmo izbliza ovaj set.

Osnova svakog 3D štampača je mozak. Mozak je ovdje standardni - Arduina Mega 2560 i štit za njega - Ramps 1.4.
U principu, ovo je standard i većina štampača je sastavljena na ovom dijagramu. Skuplje ploče, na primjer MKS Gen ili Base, također su bazirane na istom Arduinu.
Ovdje je glavna stvar pogledati rampe zbog prisutnosti nelemljenih mjesta ili, naprotiv, nepotrebnih priliva, zbog toga najčešće ljudi imaju problema.

Dalje. Vidim da se u ovom kompletu nalazi LCD2004 ekran sa četiri reda sa čitačem kartica. Ovo je jako zgodan dodatak, godinu dana nisam koristio kombinaciju 3D štampač + kompjuter. Ubacujem G-kod za štampanje na memorijsku karticu i štampač štampa autonomno.

Crvena kutija je adapter za rampe sa provodnicima za ovaj ekran, nalazi se u kompletu, kao i žice za ekran.

Vozači, žice, krajnji prekidači. Ovo je sve. Uobičajeni drajveri - DRV8825, krajnji prekidači na pločama, žice bez pletenice. Jeftino i veselo, ali efikasno. Hladnjaci su takođe dodani drajverima. Motori su takođe standardni za većinu 3D štampača, ovo su NEMA17 koračni motori.

U kompletu se nalazi i grijač za sto - MK2A ploča na bazi teksta. Za mene je ovo uspješniji grijač od MK3 verzije koja je integrirana na aluminijskoj ploči. Činjenica je da štampam na staklu i ne treba mi dodatni sloj između stakla i grijača. MK2 će se brže zagrijati.


A kruna ovog seta je glava za štampanje u obliku klona E3D verzije 5. Glava dolazi u kompletu sa grejnim elementom i termistorom. Nedostaje samo mehanizam za guranje plastike - ekstruder. A pošto ima 5 motora, potreban je samo mali dio ekstrudera. Za ovaj element je potreban ekstruder Boudenovog tipa, što znači da će se plastika dovoditi kroz PTFE cijev do zagrijane mlaznice. Ne vidim PTFE cijev na slici, iako prodavac piše da je uključena, možda misli na malu teflonsku cijev unutar termalne barijere.

E sad šta nedostaje u setu.

Pa, glavni dio koji nedostaje je okvir. Kupio sam 2 vrste čeličnih okvira od Nioza i Soberistanoka. Nioz je lakši za sastavljanje i ne zahtijeva nikakve elemente za štampanje, ali nema uključenih vijaka. Kolektor stavlja vijke u komplet, ali sam okvir koristi nekoliko štampanih elemenata, nema štampač, koji nije tako lako nabaviti. Oba okvira su izrezana u Čeljabinsku i po cijeni od oko 3000-3500r. bez farbanja i težine 3-5 kg. isporučuje transportna kompanija. Za dostavu iz Čeljabinska u Moskvu platio sam nešto manje od 600 rubalja za okvir.

Već postoji montaža motora na okvir i korišćen je zupčanik od dobrog čelika sa finim zupcima.

GT-2 remen se može uzeti od istog prodavca: - 200 rubalja, pogotovo jer već ima 2 kalema.

Sada pogledajmo komplet za sastavljanje, na primjer, najjeftinijeg -.
Prema linku, proizvođač je naveden kao Infitary, ali ovo je definitivno klon prilično popularnog Annet A6, moguće uz neke modifikacije.

Uporedimo to sa gornjim skupom. Već postoje trapezni vijci, pa čak i sa aluminijskim amortizerima. Ugrađen je skuplji ekstruder tipa Direct i već sa puhanjem, što ima pozitivan efekat kod štampanja plastikom kao što su PLA ili HIPS.
Stol za grijanje je skuplji - MK3, mada mi je MK2 privlačniji. Upravljačka ploča nije sendvič od Mega+Ramps, već nešto impresivnije, nema naziva ploče u opisu, ali izgleda u redu, izgleda kao nešto iz MKS linije.

Tu je i ekran iz 2004. sa čitačem kartica i dodatnim postoljem za kolut sa plastikom.

Cijena za ovo je oko 14200r.

Odnosno, ispada razlika od oko 4000r. Koja tačno odgovara čeličnom okviru. A štampači sa čeličnim okvirom već se prodaju za 25.000 rubalja, na primjer, u istom Čeljabinsku.

U principu sam sumnjao da je uzimanje kompleta 3D štampača od Kineza otprilike isto kao i da ga sami sastavite u delove, samo što je u setu sve već bilo prilagođeno i usklađeno jedno sa drugim, a u štampaču koji se sami sastavljaju takođe morate da shvatite na šta da se povežete i da popravite firmver.

Ostaje još jedna opcija da nabavite jeftin 3D štampač - kupovina na Avitu itd. putem oglasa, ali ovdje morate češće pratiti oglasne ploče u potrazi za dobrim ponudama, pa čak i tada, kao rezultat, možete dobiti problematičan primjerak .