Dok nije došlo vrijeme kada se 3D printer može kupiti u bilo kojoj trgovini elektronike po cijeni uloška za njega, a cijene gotovih 3D printera u specijaliziranim internetskim trgovinama, blago rečeno, iznenađuju. Stoga je osobi zdrave glave lakše napraviti 3D pisač vlastitim rukama od 4 motora i nekoliko komada željeza koji se prodaju u bilo kojem građevinskom centru za nekoliko tisuća rubalja, čime se smanjuje proračun za izgradnju 3D pisača najmanje dva, ili čak svih deset jednom.

Ni mi nećemo zaostajati za ovom osobom s našim glavama, i napravit ćemo 3D printer vlastitim rukama od dostupnih materijala!

Neuvježbanog čitatelja možda će isprva zbuniti izgled domaćeg 3D pisača, ali želim vas podsjetiti da je poanta RepRap 3D pisača da može ispisivati ​​dijelove za sebe. Stoga, nakon što ste u početku sastavili 3D pisač 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 stvarati 3D printer vlastitim rukama s dizajnom koji pripada klasi Delta robota. Pokušao sam napraviti takozvani Delta 3D printer. Ima dovoljno jednostavnu konstrukciju za ručnu izradu, što ga je sasvim moguće učiniti dovoljno krutim da osigura visoku točnost pri dovoljno velikim brzinama 3D ispisa koje su tipične za Dleta 3D printere.

Kao što možete vidjeti na fotografiji, sve osi Delta 3D printera smještene su paralelno na tri ukrućenja, koja istovremeno mogu biti vodilice za osovinske lamele. Ukrućenja tvore trokut s kutovima od 120 °, tvoreći latinično slovo Δ - Delta. Otuda i naziv.

Ali za sada sam privremeno zamrznuo izradu 3D pisača vlastitim rukama zbog činjenice da su za njegovu ispisnu glavu potrebni kuglični zglobovi vrijedni najmanje 300 rubalja po komadu. A trebate ih 4 za svaku os. Ukupno izlazi 300 rubalja X 4 komada X 3 osovine = 3600 rubalja samo za jednu šarku. Ovo je već malo izvan proračuna, pa sam zaronio u pozadinski proces mozga zadatak smanjenja cijene šarki za Delta 3D printer.

U međuvremenu, ovaj proces se provodi, počeo sam izrađivati ​​3D pisač vlastitim rukama prema tradicionalnijoj shemi dizajna - u obliku kocke s ortogonalnim postavljanjem osi X i Y, kao i grijani podizni stol kao Z os. I tijekom procesa dizajna, imao sam nekoliko misli o tome kako minimizirati veličinu radnog prostora 3D pisača. Kao rezultat toga, trebao bi se pokazati ništa manje kompaktnim po površini od onog kod Delta pisača, a mnogo manje po visini. Previsoka visina je jedan od nedostataka Delta 3D printera.

Tijelo mog prvog 3D printera izrađeno je od obične laminirane iverice. Uvijek ga možete kupiti u bilo kojem građevinskom trgovačkom centru ili tvrtkama za piljenje iverice. Kada napravite DIY 3D printer u obliku kocke, dobivate dodatne pogodnosti u vidu zaštite od propuha, od čega često pate modeli tiskani ABS plastikom. Ne obraćajte pažnju na okrugle rupe u zidu - one su ostale od prethodnog nedovršenog projekta, a zapravo ne bi smjele biti tamo

Kao što vidite, u gornjem poklopcu kutije za 3D printer nalazi se prozor za uvlačenje plastike u glavu za ispis. Odlučio sam napraviti vanjski ekstruder kako bih što više olakšao težinu ispisne glave, ostavljajući na njoj samo grijač i mlaznicu (tzv. „hot end“ – HotEnd 3D printera).

Sama glava za ispis visi na vodilicama osi X i Y, koje su također pričvršćene na gornji poklopac 3D printera. Kada izrađujete 3D pisač 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 sa sigurnošću postaviti različite krajeve ove površine duž jedne vodilice, i smatrati ih paralelnim (ravnine iverice, naravno), bez potrebe za podešavanjem (točan paralelizam).

Paralelnost istih vodilica postavit ćemo u drugoj ravnini uz pomoć sastavljenog nosača osi X. Prvo pomičemo nosač X duž osi Y do jednog ekstremnog položaja i izbušimo rupe za pričvršćivače, zatim vodimo duž osi Y. Y os u drugi krajnji položaj i bušite s drugog kraja. Učvršćujemo držače vodećih vijaka također pomicanjem nosača prvo u jedan krajnji položaj, a zatim u drugi.

Gornje fotografije također vrlo jasno pokazuju grijani podizni stol. Ovo je Z os našeg 3D pisača. Također je izrađen vlastitim rukama od običnog komada iverice, u kojem su u uglovima izrezane rupe za pričvršćivanje kliznih ležajeva koji se kreću duž četiri vodilice. Klizači i klizni ležajevi su ono što ćete najvjerojatnije ionako morati kupiti.

Ako želite napraviti DIY 3D printer, minimizirajući broj kupljenih komponenti, tada se vodilice i klizni ležajevi mogu ukloniti sa starih inkjet pisača. 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 duž X i Y osi su zupčasti remeni koji se okreću koračnim motorima. Na X-osi je samo jedan koračni motor, jer dobiva najlakši posao - nositi ispisnu glavu, koja se sastoji od laganog HotEnd-a. Duž osi Y već će raditi dva koračna motora na zupčastim remenima, od kojih će svaki povući svoju stranu nosača osi X. Prilikom izrade 3D pisača vlastitim rukama, bolje je još jednom igrati na sigurno i eliminirati moguća izobličenja vagona zbog nedovoljne krutosti, a krutost će uvijek nedostajati kada su maksimalne uštede u prvom planu.

Ako stavite samo jedan motor na os Y, stavljajući ga na jednu stranu nosača osi X, 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 sinkrono pomicanje kliznih ležajeva na vodilicama, već možemo u bilo kojem trenutku lagano ispraviti okomitost osi X i Y. ručno okrećući jedan od motora, ostavljajući drugi nepomičan. Dakle, izrađujući 3D printer vlastitim rukama i stavljajući dva motora na jednu os, ostavljamo si više manevarskog prostora u smislu podešavanja točnosti 3D printera.

Jedan od najvažnijih zadataka pri postavljanju 3D pisača vlastitim rukama je podešavanje paralelizma ravnine XY i ravnine grijanog stola, krećući se duž osi Z. Na svakoj točki stola, mlaznica glave pisača moraju biti točno na istoj udaljenosti od površine za ispis. To je potrebno 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 printera, napravljena je podesiva s četiri strane vijcima, poduprta oprugama u napetosti. Podešavanje se vrši naizmjeničnim zatezanjem ili otpuštanjem vijaka za podešavanje u trenutku kada je mlaznica u neposrednoj blizini vijka koji se u ovom trenutku podešava. Morat ćete nekoliko puta namjestiti ispisnu glavu 3D pisača na svaki od vijaka kako biste ravninu poravnali dovoljno točno.

Ako baš ne vjerujete svom oku, tada možete upotrijebiti obični list papira da postavite istu udaljenost od mlaznice glave za ispis do grijaćeg stola 3D pisača. Ako se list prestane kretati na stolu, tada ga je mlaznica već pritisnula, a vijak za podešavanje može se ostaviti u tom položaju.

Sada o Z osi, duž koje će se podići grijani stol 3D pisača. Konačna kvaliteta tiskanog dijela ovisi u većoj mjeri o razlučivosti Z osi. Stoga, što je manji nagib vaše Z osi, to će završni dio biti detaljniji. No, ispis će potrajati puno dulje, to ćemo već odlučiti posebno za svaki tiskani dio. Glavna stvar je da imamo priliku ispisati što je točnije, ako već izrađujemo 3D pisač vlastitim rukama.

Za to se Z-os obično pokreće vijčanim pogonom, a ne zupčastim remenom. Ako kao vijak uzmemo konstrukcijsku iglu s korakom navoja od 1 mm i koračni motor s 200 koraka po okretaju (standardni motor s 1,8° po koraku), tada će minimalno teorijsko pomicanje Z osi našeg 3D pisača biti 1/200 mm ili 0,005 mm (5 mikrona)! U praksi je takvo pomicanje teško izvedivo uz standardne klizne staze i klizne ležajeve, pa je za naše oči dovoljno i 0,05 mm.

Odlučio sam za svoj stol za podizanje ugraditi dva spiralna zupčanika na različite strane i rotirati ih s dva paralelno povezana koračna motora. Takva mogućnost već je ugrađena u standardnu ​​ploču RAMPS 1.4, gdje bi se ispod Z osi trebala spojiti dva motora odjednom. Međutim, postoji opasnost od artefakata u završnom dijelu u obliku valovitih kapi između otisnutih slojeva. To će ukazati na asinkronu rotaciju vijaka ili neke razlike u nagibu navoja na vijcima. Uostalom, konstrukcijski klin je napravljen da povuče dvije ploče oplate pri izlivanju betona, a ne za os 3D pisača s mikro pomakom.

U svakom slučaju, ako se takvi artefakti pojave, tada će se kasnije moći ponovno izraditi dizajn stola uklanjanjem jedne osi i pomicanjem samo na dvije vodilice, istovremeno ih lagano produžujući. Što će se na kraju dogoditi, pročitajte na mom TechnoBlogu Dimanjy i ostanite s nama.

Inače, snimio sam mali video 3D printer. Prikazuje podizni stol u radu. Čini se da se kreće i ne klini, iako su motori postavljeni prilično slabo: struja namota je samo 0,4 A, a 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 upravljački programi A4988 - nakon što se koraci zaustave, uključuje se način čekanja, a njegova struja znatno premašuje nominalnu, a motori se počinju zagrijavati. Zadržavanje uopće nije potrebno na vijčanim zupčanicima, ali ne znam kako to onemogućiti na ovim drajverima. Samo ponovno zalemite svoje drajvere

A evo i videa 3D printera u kojem sam testirao os X. Pokreti su dosta energični, ali tijelo se malo njiha. Prilikom ispisa to će sigurno utjecati, pa tijelo trebate vezati trokutastim skakačima, koji će spriječiti da se olabavi u ovoj ravnini. Za ormariće obično za te svrhe služi stražnji zid od vlaknaste ploče, koji je prikovan duž cijelog perimetra i ne dopušta da tijelo tetura duž dijagonala.

Sada o ekstruderu za 3D printer. Njemu sam posvetio poseban članak, jer je on prilično odgovoran dio 3D printera. U ovom članku pokazat ću vam kako napraviti.

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 jedno proturječi drugome).

Za proračunski 3D pisač, šperploča je dobar građevinski materijal, ali izrada četvrtastih greda od šperploče i dalje je zadatak, pogotovo ako koristite besplatni softver kao što je QCad za dizajn 3D pisača. Ali, koristeći prostorno razmišljanje, još uvijek možete nagomilati nešto poput ovoga.

Zahvaljujući preciznosti mog CNC stroja, mogu izrezati sjedala za kotrljajuće ležajeve i tamo ih kruto pritisnuti bez potrebe za dodatnim pričvrsnim elementima (odjebi ih kasnije, moraš razbiti cijelu gredu i brusiti novu). Ovo je puno pouzdanije od plastičnih vezica, koje sam prvi put upotrijebio nakon što sam na internetu pogledao slike amaterskih dizajna 3D printera.

Ažuriranje od 03.12.2015

Radovi su u punom jeku. Toliko sam bio inspiriran rezultatima dizajna 3D pisača od šperploče da sam odlučio vlastitim rukama izraditi 3D printer u potpunosti od šperploče! No, za ovako odgovoran događaj više nemam dovoljno mašte za plansko 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 printer od šperploče:

Posebnost ovog dizajna 3D printera bit će da ima mogućnost rasta u doslovnom smislu riječi. Gornja glava pisača lako će se ukloniti i premjestiti u viši okvir osi Z.

Usput, kao što su mi savjetovali u komentarima, odlučio sam revidirati kinematički dijagram i isprobati CoreXY. Ukratko o glavnim prednostima kinematike CoreXY:

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

2. Ravnoteža momenata na kočiji. Nedostatak torzijskih sila koje narušavaju okomitost X i Y osi.

Ovdje su, možda, sve prednosti Ali već ih ima dovoljno da se odustane od standardne kinematike. Štoviše, kinematika CoreXY sada je vrlo dobro podržana u popularnom Marlin firmwareu. Samo od proljeća do ljeta, programeri su aktivno dovršavali ovu konkretnu kinematiku.

Da vidimo što će se dogoditi.

Ažuriranje 9.12.2015

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

Ipak, ono što trenutno radim i meni se sviđa. Ispada da pravilno dizajniran 3D printer od šperploče može biti prilično čvrst. Čak počinjem osjećati poštovanje prema materijalu poput šperploče. Morat ću pokušati napraviti nešto od nje.

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

Međutim, nisam zaboravio na mogućnosti rasta. Ako pažljivo pogledate fotografiju 3D pisača, možete vidjeti da se gornji dio može ukloniti. Dovoljno je odvrnuti nekoliko vijaka i presložiti tiskarski dio više na kutiji, a možete ispisati visoke vaze. Više detalja o izradi mog 3D printera 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 printer vlastitim rukama! Sada se okrećemo.

• Vodilice (polirane osovine Ø12 mm) 1,5 m = 1 080 rub
• Linearni ležajevi LM12UU - 6 kom x 150 rubalja = 900 rubalja
• Koračni motori Nema 17 - 4kom x 750 rubalja = 3.000 rubalja
• Remen GT2 300 cm na 300 rubalja / m = 900 rubalja
• Remenice 20 zubaca 3 kom u kompletu = 840 rubalja
• Kontroler (Arduino Mega 2560 r3 + Ramps 1.4 sa stepper drajverima) = 2.000 rubalja
• Staklo s kaptonom 200 x 200 mm = 230 rbl
• Grijač stola 220 V 200 x 200 mm = 1.000 rubalja
• HotEnd E3D v5 s mlaznicom od 0,3 mm, priključkom i PTFE cijevi = 2200 rubalja
• ATX napajanje 350 W = 650 rub
• Šperploča 8 mm = 300 rubalja
• Vijci F3 h 25, matice, podloške = 400 rbl

Ukupno: 13 500 rub

Svi dijelovi kupljeni su u specijaliziranim trgovinama u Moskvi. Oni koji vole sve naručivati ​​u Kini vjerojatno bi mogli uštedjeti još više novca.

Pisač ćemo sastaviti od čunjeva i žira dostupnih rezervnih dijelova, od kojih se neki, najvjerojatnije, 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 ujaka Liaoa, osobno još nisam našao dobavljača u Rusiji s razumnim cijenama ili kvalitetom višom od one ujaka Liaoa, pa za sada rezervne dijelove kupujem na Aliexpressu .

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

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

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

Podijelimo članak u 4 glavna dijela:

1. Kupnja svega što vam treba.
2. Mehanički sklop.
3. Montaža elektroničkog dijela.
4. Postavljanje firmvera i pisača.

• Razumna cijena. Kao što sam rekao u ovom trenutku, pisač košta oko 25.000 rubalja. Postoji mnogo kineskih pisača koji koštaju od 14 do 18 tisuća rubalja. Međutim, ovi dizajneri zahtijevaju isti iznos kako bi počeli proizvoditi ono što se može nazvati 3d-tiskom. Trošak tvorničkih pisača sastoji se od: marketinga, plaća, inženjerskih istraživanja itd. Na putu inženjerskih istraživanja potrošio sam mnogo više od 25.000 rubalja. Sada svoje znanje i stečeno iskustvo dijelim besplatno.
• Kupnja 3D pisača nije pod ili čak trećina posla, još uvijek morate naučiti kako ga koristiti! Dakle, iskustvo sastavljanja i postavljanja daje opipljiv korak u svladavanju 3D ispisa.
• Kao vlasnik i korisnik dva Ultimaker 2 printera i domaćeg Ultimakera mogu sa sigurnošću reći da su brzina i kvaliteta ispisa jednake. Oboje ispisuju sjajno, a Ultimaker 2 je raspoloženiji 3D printer.
• Članak će biti svojevrsne ilustrirane upute za sastavljanje i postavljanje vašeg osobnog stolnog 3D pisača. 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 lemilo u rukama i dalje ćete moći sastaviti 3D printer.

Zašto je Ultimaker odabran kao 3D printer za izgradnju:

• Prilično je jednostavno - sastaviti.
• Pouzdan je - poput jurišne puške Kalašnjikov.
• Svi njegovi crteži, uključujući nove modele, javno su dostupni.
• Možda je i najrašireniji u svijetu.
• Ja i drugi korisnici diljem svijeta provodimo inženjerska istraživanja o tome. Gotovo sve što se nalazi u ovom pisaču prikupljeno je s 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 dobiti šipku stabilnije kvalitete, čak i kod kuće.
• Najbolje za Bowden ekstruder.
• Kao što je ispravno u pisačima s šipkom od 3 mm, možete koristiti šipku od 1,75 mm.
• Preklapanje i žvakanje u zavojnicama rjeđe je od 1,75.
• Flex-ohm tisak bez prethodne pripreme ekstrudera.

3 mm - 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 izravni ekstruder.

1,75 mm - Nedostaci:

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

Trenutno sam 1,75 mm, ali isključivo zbog činjenice da se nakupila velika zaliha plastike. Planiram u skoroj budućnosti prijeći na 3 mm, ako nekome treba plastika od 1,75 mm, promijenim na 3 mm.

Pa, idemo!

Što trebate kupiti:

1. Tijelo - crtež tijela može se preuzeti i poslati tvrtki za lasersko rezanje, može se izraditi od bilo kojeg lima debljine 6 mm (šperploča, MDF, akril, monolitni polikarbonat, itd.), osobno preferiram, izrezan na laserski CNC stroj. U pravilu imam i slučajeve u.
   
2. Aluminijska baza stola - crtež stola može se uzeti i naručiti od tvrtki koje se bave rezanjem ili glodanjem aluminija, izrađen je od aluminija bilo koje marke debljine 4 mm. To se događa i kod mene unutra.
   
3. Staklo na stolu izrađuje se u najbližoj staklarskoj radionici, što je sada teško pronaći u eri višekomornih prozora s dvostrukim staklom, ali je moguće, izrađeno je od stakla debljine 4 mm prema crtežu.
   
4. - Preporučam ispis ABS dijelova sa 100% pokrivenosti, debljina sloja nije veća od 45% promjera mlaznice, osobno ispisujem modele u skali od 101%, uzimajući u obzir skupljanje ABS plastike. Jedna datoteka.
   
   Su dostupni . Komplet se sastoji od:
   1. Tijelo za ispisnu glavu.
   2. Poklopac kućišta ispisne glave.
   3. Puhanje tiskanog dijela.
   4. Ekstruder.
   5. Ruka ekstrudera, opcija 1 ili opcija 2
   6. Poklopac ekstrudera.
   7. Montažni nosač za motore 2 kom: 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 gumb u gornjem desnom kutu Preuzimanje datoteka.
5. LM6LUU ležaj - 2 kom.
6. LMK12LUU ležaj - 2 kom.
7. Ležajevi F688 (ZZ) - 8 kom.
8. Promjer osovine 6 mm dužine 300,5 mm
9. Osovina promjera 6 mm i duljine 320 mm (dopuštena je pogreška od 1 mm) - 1 kom.
10. Osovina promjera 8 mm duga 348 mm
11. Osovina promjera 8 mm i duljine 337 mm (dopuštena je pogreška od 1 mm) - 2 kom.
12. Osovina promjera 12 mm i duljine 339 mm (dopuštena pogreška od 1 mm) - 2 kom.
13. Pneumatska armatura - 1 kom za 1,75 mm (također pogodna za 3 mm ako koristite bowden cijev s unutarnjim promjerom od 3 mm i vanjskim promjerom od 4 mm), za 3 mm.
14. Rotacijski enkoder - 1 kom.
15. Dvostruki kalem GT2 za 20 zubaca (važno da je dugačak oko 27,5 mm) - 1 kom.
    
16. Spool GT2 20 zubaca za osovinu 8 mm (bitno da je duga cca 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 osobno preferiram NEMA17 model 4401) - 4 kom. Na Z osi, umjesto jednog od motora, možete ga koristiti, ispada malo skuplji, ali ovo rješenje mi se više sviđa.
21. Trapezni vijak - 1 kom. (Možete zamoliti prodavača da obradi kraj do promjera 6 mm i duljine 10 mm) Važno! Ako odlučite koristiti motor s integriranim trapezoidnim propelerom, tada proizvod nije potreban.
22. Spojnica za spajanje trapeznog vijka i motora - 1 kom. Važno! Ako ste naručili od prodavača da obradi kraj trapeznog vijka, tada spojnica mora biti odgovarajuće veličine. Važno! Ako odlučite koristiti motor s integriranim trapezoidnim propelerom, tada proizvod nije potreban.
23. Bakrene čahure - ležajevi, moguće sa grafitnim umetcima ili potpuno grafitne - 4 kom.
24. Kočije za X i Y osi - 8 kom.
25. Opruge za pojaseve osovina X i Y - 4 kom.
    Jedan lot p.p. 23, 24 i 25
26. GT2 remen s omčom unatrag 200 mm dužine 100 zubaca - 2 kom.
27. GT2 remen s petljama dužine 610 mm 305 zubaca - 4 kom.
28. Oprema za hranjenje - 1 kom. Važno!
29. Jedinica napajanja 12 V 30 A - 1 kom.
30. E3D v6 glava za ispis s ventilatorom za hlađenje i bowden cijevi ili E3D Volcano - 1 kom. Važno! Odaberite ispravnu veličinu za svoj promjer šipke 1,75 ili 2,85 mm.
31. Ventilator (hladnjak) 30 * 30 * 10 mm - 2 kom.
32. Mikroprekidač s dugom stopom - 3 kom.
33. Čitač kartica - 1 kom.
34. elektronički mozgovi, uglavnom, svi bazirani na arduino mega 2560, ali implementacija je drugačija, pa svatko 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 integrirani su u ploču.
    4. TriGorilla dolazi s drajverima koračnih motora.

DOK TEKST IZ STARIH ČLANKA:

Sastavljamo 3D printer vlastitim rukama. Korak po korak upute. 1. dio.

Sastavljamo 3D printer vlastitim rukama. Korak po korak upute. 2. dio.

Prijatelji, zdravo!

Dva tjedna su prošla kao četiri dana!

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

Ugrađujemo prekidač u kućište dok se ne zaustavi.

5. Ugradnja konektora kabela za napajanje s osiguračem i prekidačem.

Mi ćemo trebati:
- Tijelo pisača.
- Priključak za kabel za napajanje s osiguračem i prekidačem.
- Vijci M3 * 10 - 2 kom.
- Matica M3 - 2 kom.

- Ugrađujemo konektor za spajanje kabela za napajanje s osiguračem i prekidačem na tijelo pisača.
- Bušilicom od 2,5-3 mm izrađujemo rupe u kućištu, odnosno nasuprot rupama u konektoru za spajanje kabela za napajanje s osiguračem i prekidačem.
- Ugradite vijke M2,5 * 10 i zategnite matice.

Kratak video o tome kako sam napravio ovih 5 koraka:

6. Ugradnja LED rasvjete.

Postupak instalacije je sljedeći:
- Prvo stavljamo dalju osovinu, na njoj slijeva nadesno treba biti između ležajeva:

- Drugi postavite os ispred, na njoj s lijeva na desno:
- podloška 10 mm,
- kalem sa vijcima lijevo, na kalemu se nalazi remen od kolica koji je stavljen na dalju osovinu,
- kočija
- kalem sa vijcima desno, na kalemu se nalazi remen od kolica koji je stavljen na dalju osovinu,
- podloška 10 mm.
- Treću os stavljamo desno, ako okrenete lijevi zid prema sebi, slijed je s lijeva na desno
- kalem sa vijcima desno, na kalemu je kratka traka
- podloška 10 mm.
- Kalem, sa vijcima lijevo, na kalemu je remen za zapregu, koji se stavlja na dalju osovinu,
- kočiju koja se nosi s pojasom na krajnjoj i prednjoj osovini,
- kalem, sa vijcima desno, na kalem remen od kolica koji se stavlja na prednju osovinu.
- podloška 5 mm.
- i posljednju os lijevo, okrećemo pisač desnom stranom prema sebi, i redoslijedom s lijeva na desno:
- podloška 5 mm
- kalem sa vijcima lijevo, na kalemu se nalazi remen od kolica koji se stavlja na prednju osovinu,
- kolica, nošena s pojasevima na prednjoj i stražnjoj osovini,
- Kalem je zašrafljen udesno, na kalemu se nalazi remen od kolica pričvršćen na stražnju osovinu
- podloška 25 mm.

Širimo kalemove s podloškama na stranama do graničnika do ležajeva, poravnavamo kolica jedan prema drugom, pritegnemo vijke na kalemima.

Drugi dio videa:

10 motora osi X i Y.

Kalumi se postavljaju vijcima gotovo blizu motora.

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

11. Ugradnja ležajeva u nosače ispisne glave:

Ugrađujemo ležajeve u rupe.

12. Ugradnja nosača ispisne glave na os.

Utikače postavljamo s dna kućišta.
S gornje strane kućišta ubacujemo osovine u rupe, stavljamo ih na njihov stol i stavljamo ih do kraja u čepove.

Još jedan video:

15. Ugradnja zaklopke na motor osi Z.

Sva 3 dijela uvijamo na isti način kao na fotografiji.

17. Ugradnja motora u kućište pisača.

Mi ćemo trebati:
- Motor s ugrađenim prigušivačem i trapezoidnim propelerom.
- Vijci M3 * 8 - 2 kom.

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

18. Ugradnja graničnog prekidača osi Z.

Mi ćemo trebati:
- vijak M3 * 40 (što je više moguće manje, gledamo mjesto).
- matica M3
- mikroprekidač.
- Vijci M2,5 * 20 -2 kom.
- Matica M2.5 - 2 kom.

Postavite vijak u rupu na stolu i pričvrstite ga maticom.

spustite stol 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 prijenosnika za napajanje na motor ekstrudera.

Mi ćemo trebati:
- Motor ekstrudera.
- Oprema za hranjenje.

Instaliramo nešto ovako, kao na fotografiji:

Moramo ga čvrsto popraviti, 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:

Mi ćemo trebati:
- Ekstruder 3. dio
- Ležaj 623ZZ
- vijak M3 * 10.

Prikupljamo i primamo.

Povremeno mi se postavljaju pitanja o "malinama", "narančama" i gdje se to uopće nalazi i zašto. I onda počinjem shvaćati da bi prije nego što napišem "uske" upute 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 pozornosti 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 govoriti o njegovoj povijesti i ideologiji – ono što nam je sada bitno je da se upravo u okviru RepRapa formirao stanoviti “džentlmenski set” hardvera i softvera.

Da se ne bih ponavljao, jednom ću reći: u okviru ovog materijala smatram samo "obične" FDM 3D pisače, ne obraćajući pažnju na industrijska vlasnička čudovišta, ovo je potpuno odvojen svemir sa svojim zakonima. Kućanski uređaji sa "vlastitim" hardverom i softverom također će ostati izvan okvira ovog članka. Nadalje, pod "3D printerom" mislim na potpuno ili djelomično otvoren uređaj s "ušima" koji vire iz RepRapa.

Prvi dio - 8 bitova je dovoljno za sve.

Razgovarajmo o Atmelovim osmobitnim AVR mikrokontrolerima u odnosu na 3D ispis. Povijesno gledano, "mozak" većine pisača je osmobitni mikrokontroler iz Atmela s AVR arhitekturom, posebno ATmega 2560. A za to je kriv još jedan monumentalni projekt ^ njegovo ime - Arduino. Njegova softverska komponenta u ovom slučaju nije zanimljiva - Arduino kod je lakši za razumijevanje početnicima (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). Istodobno, usput, apsolutno nije potrebno odbaciti Arduino hardver - on je (u obliku kineskih klonova) jeftin i prikladan, samo se počinje smatrati ne kao Arduino, već kao mikrokontroler s minimalno potreban pojas.

Zapravo, Arduino IDE se koristi kao skup kompajlera i programatora koji se lako instalira i ne miriše na Arduino "jezik" u firmwareu.

Ali malo sam odstupio. Zadaća mikrokontrolera je izdavanje upravljačkih radnji (provođenje tzv. "odskakanja") u skladu s primljenim uputama i očitanjima senzora. Vrlo važna točka: ovi mikrokontroleri male snage imaju sve tipične značajke računala - mali čip ima procesor, RAM, memoriju samo za čitanje (FLASH i EEPROM). No, ako PC radi pod kontrolom operativnog sustava (a on već "razrješava" interakciju hardvera i brojnih programa), onda na "mega" imamo točno jedan program koji izravno radi s hardverom. U osnovi je.

Često se može čuti pitanje zašto ne prave kontrolere za 3D printer na bazi mikroračunala poput istog Raspberry Pia. Čini se da procesorska snaga automobila, možete odmah napraviti web sučelje i hrpu praktičnih peciva ... Ali! Ovdje ulazimo u zastrašujuće područje sustava u stvarnom vremenu.

Wikipedia daje sljedeću definiciju: "Sustav koji mora odgovoriti na događaje u okruženju izvan sustava ili utjecati na okruženje unutar potrebnih vremenskih ograničenja." Ako je potpuno na prstima: kada program radi izravno "na hardveru", programer u potpunosti kontrolira proces i može biti siguran da će se inherentne radnje odvijati u željenom slijedu, te da se pri desetom ponavljanju neki drugi neće uglaviti između njih. A kada imamo posla s operativnim sustavom, on odlučuje kada će izvršiti korisnički program, a kada će ga omesti rad s mrežnim adapterom ili zaslonom. Naravno, možete utjecati na rad OS-a. Ali predvidljiv rad s potrebnom točnošću može se postići ne u Windowsima, niti u Debian Linuxu (na čijim varijacijama uglavnom rade mikro-računala), već u takozvanom RTOS-u (operativni sustav u stvarnom vremenu, RTOS), izvorno razvijen (ili modificiran) za zadane zadatke. Korištenje RTOS-a u RepRapu danas je jeziva egzotika. Ali ako pogledate programere CNC alatnih strojeva, tamo je već normalno.

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

Poanta je da je u ovoj fazi razvoja RepRapa "8 bita dovoljno za sve." Da, 8 bita, 16 MHz, 256 kilobajta flash memorije i 8 kilobajta RAM-a. Ako ne svi, onda jako mnogi. A za one kojima nije dovoljno (to se događa npr. pri radu s microstep 1/32 i s grafičkim zaslonom, kao i s delta pisačima, koji imaju relativno složenu matematiku za izračunavanje pomaka), nude se napredniji mikrokontroleri kao rješenje. Drugačija arhitektura, više memorije, veća procesorska snaga. A softver još uvijek uglavnom radi na hardveru, iako se na horizontu nazire neki RTOS flert.

Marlin i Mega: frekvencija STEP signala

Prije nego što prijeđemo na drugi dio i započnemo razgovor o RepRap elektronici. Želim se pokušati pozabaviti jednom kontroverznom točkom - potencijalnim problemima s mikrokorakom 1/32. Ako teoretski procijenimo, tada, na temelju tehničkih mogućnosti platforme, njezina izvedba ne bi trebala biti dovoljna za kretanje brzinom većom od 125 mm / s.

Kako bih provjerio ovu pretpostavku, napravio sam "test bench", spojio logički analizator i počeo eksperimentirati. "Stand" je klasični "Mega + RAMPS" sendvič s konvertiranim napajanjem od 5 volti, instaliran jedan drajver DRV8825 (1/32). Nema smisla spominjati motor i struju - rezultati su potpuno identični s "punom" vezom, s 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 konfiguriran 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-osi 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 što imamo sa STEP impulsima.

Ukupni rezultati

Odnosno, počevši od frekvencije prekida od 10 KHz, dobivamo efektivnu frekvenciju do 40 KHz. Primjenjujući malo aritmetike na ovo, dobivamo 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 što 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 gotovo 40 kHz (250 mm/s). Logično je.

Iznad 10 000 mm / min (166,6 (6) mm / s) dobivam dosljedne padove vremena. Na oba motora sinkrono (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 stalno 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 s bilo kakvim vanjskim utjecajima - ne podudara se s komunikacijom preko serijskog porta, firmware je sastavljen bez podrške ikakvih zaslona i SD kartica.

Misli

1. Ako ne pokušate nešto učiniti s Marlinom, gornja granica brzine (1,8 ", 1/32, 20 zuba, GT2) je 250 mm / s.
2. Pri brzinama iznad 125 mm/s (hipotetički) postoji greška s kvarom vremena. Gdje će se i kako manifestirati u stvarnom radu – ne mogu predvidjeti.
3. U težim uvjetima (kada procesor nešto naporno izračunava) sigurno neće biti bolje, nego gore. Koliko je pitanje za puno monumentalniju studiju, jer moram uspoređivati ​​pokrete planirane programom sa stvarno izdanim (i uhvaćenim) impulsima – za to nemam dovoljno baruta.

Dio 2. Korak kvartet.

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

Premjestiti ga!

U "pravokutnim" pisačima morate osigurati kretanje duž tri osi. Recimo da ispisnu glavu pomičete duž X i Z, a stol s modelom - duž Y. Ovo je, na primjer, uobičajena Prusa i3, koju obožavaju kineski prodavači i naši kupci. Ili Mendela. Možete pomicati glavu samo duž X, a stol - duž Y i Z. Ovo, na primjer, Felix. Gotovo sam odmah ušao u 3D printanje (s MC5 koji ima XY stol i Z glavu), pa sam postao ljubitelj pomicanja glave u X i Y, te stola u Z. To su Ultimaker, H-Bot , kinematika CoreXY.

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 kartezijanskom koordinatnom sustavu. U "pruši" dva motora su odgovorna za okomito kretanje, to ne mijenja bit fenomena. Dakle, tri motora. Zašto je u naslovu kvartet? Jer plastiku još moramo služiti.

U nozi

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

U najjednostavnijem slučaju, rotacija koračnog motora se provodi uzastopnim aktiviranjem namota. Aktivacija se odnosi na primjenu napona napajanja izravnog ili obrnutog polariteta na namot. U tom slučaju upravljački krug (vozač) ne samo da mora moći prebaciti "plus" i "minus", već i ograničiti struju koju troše namoti. Način preklapanja punom strujom naziva se full-step, a ima značajan nedostatak - pri malim brzinama motor užasno trza, pri malo većim brzinama počinje zveckati. Općenito, ništa dobro. Da bi se povećala glatkoća kretanja (točnost se ne povećava, diskretnost punih koraka nigdje ne nestaje!), koristi se način kontrole mikrokoraka. Sastoji se od činjenice da se ograničenje struje dovedene u namote mijenja sinusoidno. Odnosno, za jedan pravi korak postoji određeni broj međustanja – mikrokoraka.

Za provedbu upravljanja mikrokoračnim motorom koriste se specijalizirani mikro krugovi. Unutar RepRapa postoje dva od njih - A4988 i DRV8825 (moduli bazirani na tim mikrosklopovima obično se nazivaju isto). Osim toga, genijalni TMC2100 počinju se uvlačiti ovdje. Pogoni za koračne motore tradicionalno se izrađuju u obliku modula s 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 s normalnim ožičenjem, zalemljeni drajveri se hlade kroz "trbuh" čipa do sloja hladnjaka na ploči.

Ali, opet, govoreći o najčešćoj opciji - mikrokrug vozača na vlastitoj tiskanoj ploči s nogama. Ima tri signala na ulazu - STEP, DIR, ENABLE. Za konfiguraciju mikrokoraka zaslužna su još tri pina. Isporučujemo ili ne isporučujemo im logičku jedinicu ugradnjom ili uklanjanjem kratkospojnika (jumpera). Logika mikrokoraka je skrivena unutar čipa, ne moramo ulaziti tamo. Treba zapamtiti samo jednu stvar - ENABLE omogućuje vozaču rad, DIR određuje smjer rotacije, a impuls poslan u STEP govori vozaču da napravi jedan mikrokorak (u skladu s 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 s ovim čipovima umetnuti su u utičnice upravljačke 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 istodobno se povećava opterećenje na "skoku" - uostalom, morate češće izdavati STEP. Ja osobno ne znam za probleme pri radu na 1/16, ali kada postoji želja da se u potpunosti prebaci na 1/32, možda već nedostaje mega performanse. TMC2100 se ovdje izdvaja. To su vozači 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 osobno (na domaćem CoreXY zvanom Kubocore) imam problema s ovim drajverima u vidu preskakanja koraka (odnosno, neuspjeha u pozicioniranju) pri ubrzanjima iznad 2000 - to nije slučaj s DRV8825.

Ukratko u tri riječi: svakom vozaču su potrebne dvije noge mikrokontrolera za postavljanje smjera i izdavanje mikrokoračnog impulsa. Ulaz za omogućavanje pokretača obično je uobičajen na svim osovinama - postoji samo jedan gumb za gašenje motora u Repetier-Hostu. Microstepping je dobar u smislu glatkoće pokreta i borbe protiv rezonancija i vibracija. Maksimalno ograničenje struje motora mora se postaviti pomoću reznih otpornika na upravljačkim modulima. Ako je struja prekoračena, dobit ćemo prekomjerno zagrijavanje drajvera i motora, a ako je struja nedovoljna, doći će do preskakanja koraka.

Spotykach

RepRap ne daje povratnu informaciju o položaju. Odnosno, program kontrolera ne zna gdje se trenutno nalaze pokretni dijelovi pisača. Čudno je, naravno. Ali s jednostavnom mehanikom i normalnim postavkama, funkcionira. Prije ispisa, pisač pomiče sve što može u početni položaj, a od njega se već odbija u svim pokretima. Dakle, suprotan fenomen preskakanja koraka. Kontroler daje impulse vozaču, vozač pokušava okrenuti 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 osi X ili Y, dobivamo pomak sloja. Na Z-osi - printer počinje "razmazati" sljedeći sloj u prethodni, također ništa dobro. Često dolazi do preskakanja na ekstruderu (zbog začepljenja mlaznice, prekomjernog uvlačenja, nedovoljne temperature, premale udaljenosti do stola na početku tiska), tada imamo djelomično ili potpuno neispisane slojeve.

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

1. Teret je pretežak. Na primjer, prekomjerno 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. Netočna postavka struje vozača.

Posljednja točka općenito je 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 ne, onda su motori preopterećeni. Ako nema preskakanja koraka s donjom granicom, u redu. Kada se struja smanji u odnosu na nominalnu, smanjuje se zagrijavanje drajvera (i mogu se pregrijati) i motora (ne preporučuje se više od 80 stupnjeva), plus, smanjuje se glasnoća "pjesme" koraka.

Dio 3. Groznica.

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

Bit FDM-a (fused deposition modeling, zaštitni znak Stratasys-a, svi obično brinu, ali su oprezni ljudi smislili FFF - fuzion 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, gurnuta čvrstim dijelom šipke, istiskuje se kroz mlaznicu. Kada se glava za ispis pomiče, filament se istiskuje i zaglađuje na prethodni sloj 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. Potrebno je održavati temperaturu vrućeg kraja s pristojnom točnošću kako bi mogao hodati samo u malim granicama. Inače ćemo dobiti neugodan efekt – neki od slojeva se tiskaju na nižoj temperaturi (filament je viskozniji), neki na višoj (više tekućine), a rezultat izgleda kao Z-kolebanje. I tako, imamo u punom porastu pitanje stabilizacije temperature grijača s vrlo malo inercije - zbog niskog toplinskog kapaciteta, bilo kakvog vanjskog "kihanja" (promaja, ventilatora, nikad se ne zna što još) ili upravljačke greške odmah dovodi do zamjetne promjene temperatura.

Ovdje napadamo palače discipline zvane TAU (Teorija automatske kontrole). Nije baš moja specijalnost (informatičar, već diplomski odjel ACS-a), ali smo imali takav kolegij, s profesoricom koja je pokazivala slajdove na projektoru i povremeno ih palila komentarima: “Ma, povjerio sam ovim studentima da prevode predavanja na elektronička forma, ovdje su zaglavili takve dovratnike, dobro, ništa, shvatit ćete." Dobro, 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 preporučam da pročitate članak, tamo je vrlo lako napisano o PID kontroli. Da potpuno pojednostavimo, slika izgleda ovako: imamo određenu ciljnu vrijednost temperature. I s određenom frekvencijom, primamo trenutnu vrijednost temperature i moramo izdati kontrolnu akciju kako bismo smanjili pogrešku - razliku između trenutne i ciljne vrijednosti. Upravljačko djelovanje u ovom slučaju je PWM signal na kapiju tranzistora s efektom polja (mosfet) grijača. Od 0 do 255 "papige", gdje je 255 maksimalna snaga. Za one koji ne znaju što je PWM, ovo je najjednostavniji opis fenomena.

Tako. Svaki "sat" rada s grijačem, trebamo donijeti odluku o izdavanju od 0 do 255. Da, možemo jednostavno uključiti ili isključiti grijač bez da se mučimo s PWM-om. Recimo da je temperatura iznad 210 stupnjeva – nemojte ga paliti. Ispod 200 - uključite. Samo u slučaju hot-end grijača takvo širenje nam neće odgovarati, morat ćemo povisiti učestalost "takta takta" rada, a to su dodatni prekidi, rad ADC-a također nije besplatan, a imamo izrazito ograničene računalne resurse. Općenito, trebate točnije kontrolirati. Stoga PID upravljanje. P - proporcionalno, I - integralno, D - diferencijalno. Proporcionalna komponenta je odgovorna za “izravni” odgovor na odstupanje, integralna komponenta je odgovorna za akumuliranu pogrešku, 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 PID regulatora "marlin", ali postoji takva funkcija, kao rezultat dobivamo tri koeficijenta (proporcionalni, integralni, diferencijalni) koji nam omogućuju da najtočnije kontroliramo svoj grijač, a ne sferni u vakuumu. Zainteresirani mogu pročitati o šifri M303.

Grafikon temperature Hotend (Repetier-Host, Marlin)

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

Dobro, ovdje se radi o vrućem kraju. Svatko ga ima kada je u pitanju FDM / FFF. Ali neki vole vruće, tako nastaje veliki i strašni, gorući mosfeti i rampe, grijaći stol. S elektroničke točke gledišta, s njim je sve kompliciranije nego s hot-endom - snaga je relativno velika. Ali sa stajališta automatskog upravljanja, lakše je - sustav je inertniji, a dopuštena amplituda odstupanja je veća. Stoga, kako bi se uštedjeli računalni resursi, tablica se obično kontrolira prema bang-bang principu ("bang-bang"), ovaj pristup sam opisao gore. Dok temperatura ne dosegne svoj maksimum, zagrijavamo je do 100%. Zatim pustite da se ohladi na prihvatljiv minimum, a zatim ga ponovno zagrijte. Također napominjem da je pri spajanju vrućeg stola putem elektromehaničkog releja (a to se često radi kako bi se "rastovario" mosfet), prihvatljiva opcija samo bang-bang, nema potrebe za PWM releja.

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 s termistora u temperaturu. Termopar je rijedak gost u RepRapu, ali naiđe. Princip rada je drugačiji, termoelement je izvor EMF-a. Pa, to jest, daje određeni napon, čija vrijednost ovisi o temperaturi. Nije izravno spojen na RAMPS i slične kartice, ali aktivni adapteri postoje. Zanimljivo je da "marlin" također nudi tablice za metalne (platinaste) otporne termometre. Nije tako rijetka stvar u industrijskoj automatizaciji, ali ne znam nalazi li se "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.

Općenito, već sam rekao kako svaki od ovih dijelova radi, a sada ću pokušati spekulirati na temu "kako se sastavlja u jedan uređaj". Važno: opisat ću puno sa stajališta domaćeg majstora koji nije opremljen strojevima za obradu drva ili metala i radi s čekićem, bušilicom i pilom. Pa ipak, kako ne bi prskali, uglavnom o "tipičnom" RepRapu - jednom ekstruderu, površina ispisa u području od 200x200 mm.

Najmanja varijabla

Originalni E3D V6 i njegova vrlo neugodna cijena.

Počet ću s grijačima, ovdje nema puno popularnih opcija. E3D hot-end je danas najrašireniji među DIYers.

Točnije, njegovi kineski klonovi su vrlo plutajuće kvalitete. Neću govoriti o mučenju poliranja potpuno metalne barijere ili korištenja bowden cijevi "do mlaznice" - to je zasebna disciplina. Iz malog osobnog iskustva - dobra metalna barijera izvrsno funkcionira s ABS i PLA, bez ijednog prekida. Loša metalna barijera dobro funkcionira s ABS-om i odvratno (do "nema šanse" - s PLA), a u ovom slučaju lakše je staviti jednako lošu toplinsku barijeru, ali s teflonskim umetkom.

Općenito, E3D su vrlo praktični - možete eksperimentirati i s toplinskim barijerama i grijačima - dostupni su i "mali" i Volcano (za debele mlaznice i brzi brutalni ispis). Usput, također konvencionalna podjela. Trenutno se koristi Volcano s mlaznicom 0,4. A neki izmisle razmaknu čahuru i mirno rade za sebe s kratkim mlaznicama iz uobičajenog E3D.

Minimalni program - kupujemo tipičan kineski komplet "E3D v6 + grijač + set mlaznica + hladnjak". Pa, preporučam odmah paket različitih termalnih barijera, tako da kad je ovo u pitanju, ne morate čekati sljedeće pakiranje.

Drugi grijač nije drugi hot end (iako također nije loš, ali da ne ronimo), nego stol. Možete se svrstati među vitezove hladnog stola i općenito ne postavljati pitanje donjeg grijanja - da, tada se izbor niti sužava, morate malo razmisliti o sigurnom fiksiranju modela na stolu, ali nikada nećete znati o pougljenim terminalima RAMPS, dubokim vezama s tankim žicama i nedostatku otiska slonove noge. U redu, neka grijač bude tamo. Dvije popularne opcije su stakloplastika obložena folijom i aluminij.

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

Zapravo, ista tiskana ploča, samo kao podloga - aluminij. Dobra unutarnja krutost, ujednačeno 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 tračnice aluminijske ploče napredan je zadatak, s obzirom na izvrsnu toplinsku vodljivost ovog metala. Koristio sam snažno lemilo (koje ima drvenu ručku i vrh u prstu), a da mu pomognem morao sam nazvati stanicu za lemljenje vrućim zrakom.

Najinteresantnije

3D printer s kinematikom robotske ruke.

Najukusniji dio je izbor kinematike. U prvom odlomku maglovito sam spomenuo mehaniku kao sredstvo "pomicanja nečega u prostoru". Evo, sad samo o tome što i kamo kretati. Općenito, moramo dobiti tri stupnja slobode. I možete pomicati ispisnu glavu i stol s dijelom, otuda sva raznolikost. Postoje radikalni dizajni s fiksnim stolom (delta pisači), postoje pokušaji korištenja shema strojeva za glodanje (XY-stol i Z-glava), općenito postoje perverzije (polarni pisači ili SCARA-mehanika posuđena iz robotike). O svom tom kaosu možete dugo pričati. Dakle, ograničit ću se na dvije sheme.

"Pryusha"

XZ portal i Y stol. Bilo bi politički korektno ovu shemu nazvati “zasluženom”. Sve je manje-više jasno, sto puta implementirano, dovršeno, modificirano, nasađeno na tračnice, skalairano po veličini.

Opća ideja je sljedeća: nalazi se slovo "P", na čijim se nogama vozi prečka koju pokreću dva sinkronizirana motora pomoću prijenosa "vijak-matica" (rijetka modifikacija - s remenima). Na prečki visi motor koji za pojas vuče kočiju lijevo-desno. Treći stupanj slobode je stol koji se kreće naprijed-natrag. Prednosti dizajna su npr. poznavanje dužine i širine ili iznimna jednostavnost u izradi rukotvorina od otpadnog materijala. Nedostaci su također poznati - problem sinkronizacije Z motora, ovisnost kvalitete ispisa koliko o dva pina, koji bi trebali biti manje-više isti, teško je ubrzati do velikih brzina (s obzirom da je relativno težak inertan stol se pomiče).

Z-stol

Prilikom ispisa, Z koordinata se najsporije mijenja, pa čak i samo u jednom smjeru. Dakle, pomaknut ćemo stol okomito. Sada moramo shvatiti kako pomaknuti ispisnu glavu u jednoj ravnini. Postoji rješenje problema "u čelo" - zapravo. uzmemo portal "pryushi", stavimo ga na bok, zamijenimo klinove remenom (i odstranimo dodatni motor, zamjenjujući ga zupčanikom), zakrenemo vrući kraj za 90 stupnjeva, voila, dobijemo nešto poput MakerBot Replicatora (ne najnovija generacija).

Kako se ova shema može dodatno poboljšati? Potrebno je postići minimalnu masu pokretnih dijelova. Ako odustanemo od izravnog ekstrudera i ubacimo filament kroz cijev, i dalje ostaje motor X, kojeg treba zalutati po tračnicama. I tu dolazi prava inženjerska pamet. Na nizozemskom to izgleda kao hrpa osovina i remena u kutiji koja se zove Ultimaker. Dizajn je doveden na takvu razinu da Ultimaker mnogi smatraju najboljim stolnim 3D printerom.

Ali postoje jednostavnija inženjerska rješenja. Na primjer, H-Bot. Dva fiksna motora, jedan dugačak remen, pregršt valjaka. A ovaj slučaj vam omogućuje pomicanje kočije 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, osobito kada se koriste drveni ležajevi.

Klasični CoreXY s križnim remenima.

Složenija shema, s dva remena i velikom hrpom valjaka - CoreXY. Mislim da je najbolja opcija za provedbu, kada ste već prikupili svoj ili kineski "pryushu", a kreativni svrbež se nije smirio. Može se izraditi od šperploče, aluminijskih profila, taburea i ostalih nepotrebnih komada namještaja. U principu, rezultat je sličan H-Botu, ali 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 pet-voltne kolektivne farme preko stabilizatora na Arduino ploči. Ako govorimo o potpuno alternativnim opcijama, onda čekam priliku kupiti ploču baziranu na LPC1768, na primjer, istu MKS SBase, i zabaviti se s 32-bitnim ARM i Smoothieware firmwareom. I paralelno, polako proučavam firmware Teacup u odnosu na Arduino Nano i Nanoheart.

Domaće

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

Općenito, morate krenuti od financijskih mogućnosti i od onoga što se može naći u garaži ili podrumu. I također zbog prisutnosti ili odsutnosti pristupa strojevima i radijusa zakrivljenosti ruku. Grubo govoreći, postoji prilika da potrošite 5 tisuća rubalja - dobro, snalazimo se s minimalnim. Za prvih deset već možete malo lutati, a približavanje proračuna na 20 tisuća poprilično razvezuje ruke. Naravno, prilika za kupnju kineskog dizajnera "pryushi" uvelike olakšava život - možete razumjeti osnove 3D ispisa i dobiti izvrstan alat za razvoj samoljepila.

Štoviše, većina dijelova (motori, elektronika, dio mehanike) će mirno migrirati na sljedeći dizajn. Ukratko, kupujemo akrilno smeće, dorađujemo ga do zdravog stanja, ispisujemo dijelove za sljedeći printer, pokrećemo prethodni za rezervne dijelove, sapunimo, peremo, ponavljamo.

Počnite graditi Kubocore 2.

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

3D printanje i 3D printeri odavno su ušli u upotrebu, iz godine u godinu cijena samih printera, komponenti i potrošnog materijala pada sve niže. Čitajući brojne forume, na kojima se vlasnici pisača poznatih marki koji koštaju od 50.000 do 250.000 rubalja, žale na iste probleme kao i jeftini samomontažni sklopovi, pomislio sam. Ako nema razlike, zašto plaćati više? Već sam u praksi isprobao 2 gotova seta 3D printera iz Kine i jako sam zadovoljan kvalitetom. Postoji jedna zanimljiva točka, što je jeftinije? Napravite sami od komponenti ili kupite jedan od setova?

Na fotografiji je moj printer iz prethodne recenzije odjeven u čelični okvir. Uglavnom, promijenio sam samo okvir i to je to, ali printer izgleda puno bolje. Nije se puno bolje snašao u tipkanju, prije toga je sve bilo u redu, ali mi je dalo na razmišljanje. Zašto je imperativ uzeti setove s markom poput kineske ili europske 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 tražiti najjeftiniji na poznatoj stranici i našao prikladan za 8700 rubalja. oko. Cijena je već s dostavom.

Pogledajmo pobliže ovaj set.

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

Unaprijediti. Vidim da se u ovom kompletu nalazi LCD2004 ekran s četiri reda s čitačem kartica. Ovo je jako zgodan dodatak, godinu dana nisam koristio kombinaciju 3D printer + računalo. Ubacim G-kod za ispis na memorijsku karticu i pisač ispisuje autonomno.

Crvena kutija je adapter za Rampe sa vodovima za ovaj ekran, uključen je u komplet, kao i žice za ekran.

Vozači, žice, krajnji prekidači. Ovo je sve što postoji. Uobičajeni upravljački programi - DRV8825, krajnji prekidači na pločama, žice bez pletenice. Jeftino i veselo, ali učinkovito. U upravljačke programe dodani su i hladnjaki. Motori su također standardni za većinu 3D printera, to su NEMA17 koračni motori.

U setu se nalazi i grijaći element za stol - MK2A ploča na bazi teksta. Za mene je ovo uspješniji grijač od verzije MK3 koja je integrirana na aluminijskoj ploči. Činjenica je da tiskam na staklo i ne treba mi dodatni sloj između stakla i grijača. MK2 će se brže zagrijati.


A kruna ovog seta je glava za ispis u obliku klona E3D verzija 5. Glava dolazi u kompletu s grijaćim elementom i termistorom. Nedostaje samo potisni mehanizam za plastiku – ekstruder. A budući da ima 5 motora, potreban je samo mali dio ekstrudera. Za ovaj element potreban je ekstruder tipa bowden, što znači da će se plastika dovoditi kroz PTFE cijev do zagrijane mlaznice. Ne vidim PTFE cijev na slici, iako prodavač piše da je uključena, možda misli na malu teflonsku cijev unutar termalne barijere.

Sada ono što nedostaje u setu.

Pa, glavni dio koji nedostaje je okvir. Kupio sam 2 vrste čeličnih okvira od Nioza i Soberistanoka. Nioz se lakše sastavlja i ne zahtijeva nikakve elemente za ispis, ali nema uključenih vijaka. Kolekcionar stavlja vijke u komplet, ali sam okvir koristi nekoliko tiskanih elemenata, nema printer, koji nije tako lako nabaviti. Oba okvira su izrezana u Čeljabinsku i po cijeni od oko 3000-3500r. bez bojenja i težine 3-5 kg. isporučuje prijevozna tvrtka. Za dostavu iz Čeljabinska u Moskvu platio sam nešto manje od 600 rubalja za okvir.

Motor je već pričvršćen na okvir i koristi se zupčanik od dobrog kaljenog čelika s finim zupcima.

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

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

Usporedimo ga s gornjim skupom. Već postoje trapezni vijci, pa čak i s aluminijskim prigušivačima. Ugrađen je skuplji ekstruder tipa Direct i već s puhanjem, što ima pozitivan učinak kod tiska s plastikom kao što su PLA ili HIPS.
Stol za grijanje je skuplji - MK3, iako mi je MK2 privlačniji. Upravljačka ploča nije sendvič od Mega+Ramps, već nešto impresivnije, nema naziva ploče u opisu, ali izgleda sve u redu, izgleda kao nešto iz MKS linije.

Tu je i ekran iz 2004. s čitačem kartica i dodatni stalak za kolut s plastikom.

Cijena za ovo je oko 14200r.

To jest, ispada razlika od oko 4000r. Što točno odgovara čeličnom okviru. A pisači s čeličnim okvirom već se prodaju za 25.000 rubalja, na primjer, u istom Čeljabinsku.

U principu, sumnjao sam da je uzimanje kompleta 3D printera od Kineza otprilike isto kao da ga sami sastavite u dijelove, samo što je u setu sve već bilo prilagođeno i usklađeno jedno s drugim, a u samostalnom printeru bi također morate shvatiti na što se spojiti i petljati s firmwareom.

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