Плата 3d принтера своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

3D-принтер – это устройство, воссоздающее физические объекты из пластиковых и металлических слоев. Формирование деталей происходит, путем наложения экструдером, расплавленных материалов друг на друга со связывающим клеем. Будущий объект сначала создают в графическом редакторе на компьютере, а затем печатающая головка по контуру обрисовывает 3D-модель. Проще говоря, принтер, распечатывает в реале виртуально-нарисованный макет.

Многим пользователям хочется иметь интересные приборы, но они им не по карману. 3D – принтеры, как раз из этой категории. Они открывают много возможностей для хобби, работы и бизнеса.

Справка! Сделать трехмерное устройство можно и своими руками, но это трудоемкий процесс, под силу людям, хорошо разбирающимся в электронике, имеющим опыт работы со станками и механизмами.

Преимущества самодельного 3D принтера перед покупным

Сборка самодельного 3D принтера теперь доступна каждому. Для этих целей нужно иметь немного инженерного образования, навыков программиста, затраченное время и некоторую сумму денег, примерно в 25000 руб. Для многих легче потратить 15-20 тысяч на готовую модель. Но из-за дешевого качества китайской сборки прибор прослужит недолго. Такая причина вполне оправдана.

Основным отличием покупного 3D принтера является то, что корпус сделан из акрила и фанеры. Это ведет за собой ряд неприятных последствий:

прибор нуждается в постоянной калибровке цветов;
положение неустойчивое, и качество печати ухудшается;
жесткая печать комплектующих.

Главное преимущество самодельных 3D-принтеров над покупными заключается в качестве рамы. Можно использовать стальной материал. Это придаст лучшей фиксации аппарату и увеличит срок его службы.

Использование в домашних условиях позволит самостоятельно изготавливать детали, которые можно делать только на станках. Например, создать корпус авто.

Справка! С помощью трехмерного принтера можно распечатать протез. А с учетом использования его дома, это будет стоить намного дешевле, чем в медицинских учреждениях.

Зачем собирать 3д принтер своими руками, и в чем его преимущество перед покупным, узнаете из этого видео:

Как собрать и сделать 3D принтер своими руками

Существует много разновидностей самодельных 3D принтеров. Одни формируют фигурки из гипса, другие печатают детали при помощи головки слоями. Есть варианты, формирующие предметы лазером или на полимере. Такие модели сложные в сборке и дорогие по цене. Да и предметы, изготовленные по этим технологиями, хрупки для того, чтобы их использовать в качестве запчасти для какого-либо прибора.

Для сборки трехмерного принтера своими руками понадобится набор следующих инструментов и навыков:

паяльник;
набор отверток;
шестигранники;
инструкция по сборке;
знания в электронике и инженерии.

Соблюдая простые правила, человек, обладающий вышеперечисленными инструментами и знаниями, сможет собрать прибор за короткое время.

Приобретение необходимых деталей и инструментов

В процессе сборки 3D-принтера понадобятся необходимые комплектующие:

Рама – главная часть прибора. От ее тяжести, качества и устойчивости зависит дальнейшая работа аппарата. Постоянная борьба с некачественной печатью, а также повышенные скорости в работе уйдут на второй план. Идеальным выбором станет стальная рама Российского производства, которая стоит примерно – 5000 руб. В эту стоимость входят необходимые элементы крепежа.
Направляющий вал. Он продается отдельно. Для сборки 3D принтера своими руками подойдет 1 комплект вала, который состоит из 6 деталей и стоит от 3000 руб. Для процесса необходимы полированные модели. От этого напрямую зависит качество печатаемых деталей.
Шпильки М5. Для сборки понадобится 2 штуки, цена одной – 200 руб. Их можно приобрести в любом строительном магазине. Они должны быть идеально ровными. Для проверки можно расположить деталь на стеклянной поверхности и катать ее. Ровное изделие гарантирует беспрепятственную прокатку.
Комплект подшипников, муфт и ремней. Это обязательные детали для сборки 3D принтера своими руками. Стоимость набора от 800 руб.
Механический ограничитель. Важная деталь, без которой не реализуется процесс эксплуатации. Стоимость 1 штуки – от 25 руб. Для процесса понадобится 3 экземпляра. Опытные мастера приобретают четвертый вариант – на запас.
Дисплей. Для сборки трехмерного принтера требуется монитор с картридером. Это необязательная деталь. Она нужна лишь при печати с компьютера.

В этом видео дается обзор комплектующих для самодельного 3D принтера:

Сборка механической части

Самостоятельная сборка – это трудоемкий процесс. Для его проведения не достаточно просто желания. На сборку 3D принтера уходит до 2 лет работы профессиональной команды. Для того, чтобы все действительно заработало, нужно быть предельно внимательным и соблюдать правила при сборке.

В сборке трехмерного принтера своими руками нет ничего сложного, если все запчасти будут приобретены и правильно установлены. Это касается деталей с электронным направлением.

Для процесса понадобится следующее:

RAMPS 1.4 – это основная плата 3D принтера, работающая на расширении Arduino. Именно к ней подключаются работающие модели, система и драйвера.
Arduino Mega 2560 R3 – это микроконтроллер, отвечающий за интегральные схемы и модули. Устройство достаточно просто подключать. Работает бесперебойно при правильной установке системы.
Драйверы А4988 – электронные компоненты, популярные драйвера шагового двигателя, работают от напряжения от 1 до 35 Вт.

Три эти детали обойдутся покупателю от 1100 руб. Важно иметь в виду то, что платы не подвержены горению, и не стоит покупать лишних деталей на запас.

В этом видео показана механическая часть самодельного 3д принтера:

Сборка радиоэлектронной части

Для подключения электроники понадобится стандартная схема, она будет приложена в инструкции по эксплуатации программного обеспечения – Arduino IDE. Затем настройки проводят в зависимости от возможностей прибора.

Загрузка и установка программного обеспечения

Установка программного обеспечения не менее важна, чем предыдущие процессы. За работу моторов отвечают шаговые драйверы. Они имеют построечный резистор, который выставлен на нужный ток и не нуждается в накрутке. В качестве запасной платы лучше использовать Arduino MEGA R3. Понижающий регулятор необходим для защиты напряжения платы. К примеру, понижение проходит с 12 до 5 Вт. Электроника, используемая при сборке 3D принтера своими руками, очень капризная и часто выходит из строя.

Довольно сложный механизм принтера нуждается в программном обеспечении. Необходимо провести подготовительные работы. Для этого понадобится официальная прошивка от 3D—diy. Заливка программы осуществляется IDE Arduino 1.0.6. На дисплее отображается кнопка Auto Home, которую следует нажать после.

В гибкой и точной настройке печати применяют программу Cura Software. Она позволяет настроить степень заполнения объекта и другие параметры печати:

диаметр сопла;
температуру плавления пластика;
толщину слоев.

Все эти параметры влияют на качество печати и результат. Проект Marlin лежит в основе прошивки и находится в открытом доступе для пользователей. Прошивка распространена и подходит для разных устройств, и настройки производятся по-разному. Коррективы вносятся в зависимости от особенностей трехмерного принтера.

Тестирование и настройка трехмерного принтера

Важно убедиться в правильном подключении концевиков и полярности для шаговиков. В случае, если движения каретки проходят в противоположную сторону от нужной, необходимо повернуть клемму на 180 градусов. Если после всех правильно проделанных процедур остался неприятный свист, то возможно дело в шаговиках. Для этого подкручивают подстроечные резисторы.

Для первой тестовой печати понадобится не менее 50 минут. Далее будет происходить диагностирование проблем тестовой детали в сравнении с другими результатами идентичных моделей. Таким образом, можно будет определить, с чем связана проблема печати. К примеру, это из-за неправильной конфигурации компьютера или технических характеристик.

Печать

Первая печать считается самой важной, так как от ее показателей зависит качество подключения, сборки и подсоединения контактов своими руками. Рекомендовано печатать первые модели из PLA-пластика. Также можно использовать любой вид гибкого прута. Это наиболее простая модель для сборки, обслуживания и ремонта. Обладает высоким качеством в сравнении с другими изделиями. Из-за своей распространенности по этому материалу можно найти кучу информации, отвечающей на интересующие вопросы.

В печатном аппарате можно устанавливать сразу 2 экструдера или один с двумя головками. После проведения процесса калибровки необходимо распечатать образец 1x1x1 см. Если слои сильно сдвинулись, значит, есть проблема перегрева двигателей. Для решения используют двигатели A4988 с микрошагом 1/16, силу тока настраивают на наименьшей позиции. Для того, чтобы добиться большего качества, проводят прошивку принтера.

В этом видео показан первый пуск самодельного 3д принтера:

Полезные советы

Для правильной сборки важно соблюдать инструкцию по применению и советы опытных мастеров, которые были выявлены путем проб и ошибок:

В сборке 3D принтеров своими руками не используют подшипников типа 625z, которые отвечают за крепление торцевых опор.
Ходовые винты помогут избавить от колебаний при высокой скорости работающей головки.
При сборке каретки используют стальную проставку черного цвета, но ее нет в комплекте с рамой. На замену приходят пластиковые втулки, которые подойдут для этих целей.
Монтирование креплений концевика должно происходить к передней стенке. В случае ошибки модели будут пропечатываться зеркальным образом. Новая прошивка не исправит проблемы. Единственный выход – перепаять клемму.
Соединяя части RAMPS и Arduino не стоит забывать и бесперебойной работе принтера. Для этого ардуино отвязывают от питания с платы RAMPS. Диод, отвечающий за эту функцию, выпаивают или отрезают. Регулятор припаивается на входе питания и выставляется на отметке 5 Вт.

Совсем недавно мало кто задумывался о сборке 3D принтера своими руками. На данное время эта тема очень востребована. Специалисты научились изготавливать детали для аппарата самостоятельно. Преимущество самодельных моделей в сравнении с заводскими заключается в цене и лучшем качестве. Наиболее большую разницу можно разглядеть у китайских устройств.

Полезное видео

Как сделать 3д принтер своими руками на базе ардуино, узнаете из этого видео:

Принцип сборки 3D принтера на других платах управления, таких как Creality 4.2.7, MKS Gen L, Lerged и других, аналогичен описанному т.к. основные узлы остаются неизменными. Схема подключения обычно указана в спецификации.

Для окончательной сборки 3D принтера, по мимо подключения всей электроники и заливки прошивки Вам понадобиться собрать корпус имеющий разные конструкции, сейчас продаются уже готовые комплекты нарезанные и подогнанные на заводе, схема сборки указана в инструкции. Корпус в свою очередь имеет основные узлы: рама, стол 3D принтера и направляющие для него, рельсы для экструдера, ремни и шкивы для обеспечения движения экструдера, либо экструдера и стола 3D принтера.

Сборка рамы, электроники и экструдера описана в ролике:

Содержание:

1.1. Необходимые комплектующие

1.2.1 Установка радиаторов на чипы драйвера шагового двигателя

1.2.2 Подключение перемычек в соответствующие места

1.3 Подключение части платы управления

1.3.1 Подключение драйвера шагового двигателя (A4988 ) к Ramp1.4

1.3.2 Подключение двигателей и концевых выключателей

1.3.3 Подключение Ramps1.4 к основной плате

1.4 Подключение двигателей и концевых выключателей

1.4.1 Подключение шаговых двигателей

1.4.2 Подключение экструдера

1.4.3 Подключение концевых выключателей

1.5 Подключите кабели питания

1.1. Необходимые комплектующие для сборки электроники.

Плата Ramps 1 .4 х 1 шт.
Arduino МЕ GA 2560 (можно использовать китайский аналог) – 1 шт.
Драйвер шагового двигателя (А4988 ) — 4 шт.
LCD дисплей — 1 шт.
шлейфы и адаптера для подключения LCD дисплея
радиаторы для драйверов шаговых двигателей — 4 шт.
Экструдер в сборе. Список комплектующих можно посмотреть выше.

Arduino МЕ GA 2560 (можно использовать китайский аналог). Главным образом будет эксплуатироваться, как микроконтроллерная плата вашего 3 D -принтера.

LCD дисплей с ручным управлением. К Ramps 1.4 подключается с помощью специального адаптера.

Более подробная информация на RepRap Wiki

Адаптер для подключения LCD дисплея

Драйвер для шагового двигателя

Радиатор для шагового двигателя

1.2 Подготовка

1.2.1 Устанавливаем радиаторы на чипы драйвера шагового двигателя

Отрезаем ленту по размеру, идентичному размеру радиатора
Клеим ленту на радиатор
Хорошо крепим радиатор на чип А 4988

Подключаем перемычки к своим местам

Подключаем составляющие платы управления

1.3.1 Подключаем драйверы шагового двигателя А4988 к R а mp 1.4

Действие 1. Подключаем модуль драйвера двигателя А4988 на Ram р 1.4, как указано ниже

(ВНИМАНИЕ противоположное действие приведет к короткому замыканию)

1.3.2. Подключение двигателей и концевых выключателей

Требуемые детали см. на нижней картинке

Действие 1. Подключаем умный адаптер.

Действие 2. Подключаем другой конец к L С D -модулю.

Действие 3. Подключаем L С D -адаптер к Ram р 1.4

Действие 4. Еще раз проверяем к своим ли портам присоединены модули

1.3.3 Подключение основных модулей к Ram рs1.4

Действие 2. Перепроверяем надежность и правильность соединений.

Сборка основной платы завершена. Теперь необходимо произвести присоединение проводов двигателя, концевого выключателя и силовых кабелей.

1.4 Подключение двигателей и концевых выключателей

Кабели двигателей подключаются в определенном порядке: красный, синий, зеленый, черный.

Запомните расположение X, Y, Z двигателей и каждый концевой выключатель. Проявляйте внимательность, чтобы не перепутать ограничитель.

1.4.1 Подключение 4 шаговых двигателей

Действие 1. Подсоединяем Х-двигатель к разъему с маркировкой Х. Убеждаемся в том, что красный кабель находится ближе остальных клеммам на Ramps -плате (очередность проводов слева на право: красный, синий, зеленый, черный).

Действие 2. Подсоединяем двигатель Y на Ramps разъем с маркировкой Y . Убеждаемся в том, что красный кабель находится ближе всего к зеленым винтовым клеткам на R а mps плате (очередность проводов слева направо: красный, синий, зеленый, черный)

Действие 3. Проверяем 2-х рядную область заголовка вокруг Z -драйвера двигателя на Ra mps плате. У него может быть соединения с двумя Z -двигателями.

Действие 4. Соединяем 2 Z -двигателя с разъемами, значащимися в предыдущем действии. Убеждаемся в том, что красный кабель находится ближе всего к зеленым винтовым клеткам на R а mps -плате (очередность проводов слева направо: красный, синий, зеленый, черный).

1.4.2. Подключение экструдера

Проверяем все компоненты экструдера.

Действие 1. Соединяем двигатель экструдера и разъем с маркировкой Е0. Убеждаемся в том, что красный кабель ближе к зеленым винтовым клеткам на R а mps -плате (очередность проводов слева направо: красный, синий, зеленый, черный).

Действие 2. Красные провода, от трубки нагрева экструдера (их 2) не имеют полюсов. Необходимо присоединить провод к D 10 и убедиться в том, что провод зажат винтом, иначе будет полностью отсутствовать нагревание трубки.

Действие 3. У питающих проводов экструдера тоже отсутствуют полюса.

1.4.3 Подключение концевых выключателей

Действие 2. Присоединяем Y Е ndstop к разъему с маркировкой Y

Действие 3. Присоединяем Z Е ndstop micr о-переключатель к разъему с маркировкой Z -.

Действие 4. С особым вниманием проконтролируйте очередность подсоединения ограничителя Х/У/ Z к Х+/У-/ Z -.

Если очередность соединения будет нарушена, аппарат не сможет остановить движение, возвращаясь к нулевой отметке ( Z Е RO ). Если же такое произойдет, следует проверить правильность подключения.

1.5 Подключаем кабели питания

Перед подключением стоит обратить внимание на положительный и отрицательный полюса.

Действие 1. Подключаем оба провода питания 12 В в нужные разъемы (положительным у нас будет красный провод, а черный – отрицательным).

Действие 2. Вторая группа проводов 12 В подключается, как показано на картинке снизу. Это производиться во избежание выгорания платы, соблюдая строгий порядок в отношении полюсов.

Действие 3. Подключаем вентилятор экструдера в положении, указанном на картинке снизу (положительным у нас будет красный провод, а черный – отрицательным).

Детали для сборки

Естественно, что для сборки принтера понадобятся разные детали и инструменты.
Первая и наиболее важная часть — это рама. Чем тяжелее и устойчивее будет этот элемент, тем лучше. Это избавит владельца от постоянной борьбы с плохим качеством деталей, изготовленных на повышенных скоростях. Здесь отлично подойдет стальная рама от любого российского производителя. Стоимость детали — примерно 4 900 рублей. Тут стоит добавить, что рама будет идти в комплекте со всеми необходимыми элементами крепежа.
Отдельно стоит озаботиться покупкой направляющих валов, а также шпилек М5. Хотя на картинках и показано, что они идут в наборе с рамой, на самом деле их там нет. Комплект валов состоит из 6 деталей. Для сборки 3D-принтера своими руками понадобится всего 1 такой набор стоимостью 2 850 рублей. Можно найти и дешевле, однако искать нужно обязательно полированные модели. В противном случае все косяки элементов будут отражаться на качестве печатаемых деталей.
Что касается шпилек М5, то приобретать их нужно парой. Цена одной штуки составляет 200 рублей. На самом деле, это самые обыкновенные шпильки, которые можно купить в строительном магазине. Самое важное, это то, что они должны быть максимально ровными. Для того чтобы проверить этот параметр, можно положить деталь на стекло и катать его. Чем лучше будет кататься изделие, тем оно ровнее. Направляющие валы проверяются таким же образом. Эти детали являются вторым шагом, который нужно сделать, чтобы собрать 3D-принтер своими руками.

Электронные части и механика для них

Механические части

Для сборки 3D-принтера своими руками обязательно потребуется комплект подшипников, муфт и ремней. Стоимость одного набора 769 рублей. Покупать что-либо дополнительной или запасные части не имеет смысла. Здесь есть все необходимое для сборки.
Механические ограничители. Детальки довольно маленькие, однако очень важные, так как без них эксплуатировать устройство не получится. Цена за 1 штуку 23 рубля. Для успешной сборки понадобится всего 3 экземпляра. Однако стоит купить четыре, чтобы один был запасным, на всякий случай.
Дисплей со встроенным картридером. Чтобы собрать 3D-принтер своими руками эта вещь является необязательной. Однако это лишь в том случае, если все оборудование будет подключено к компьютеру и печать моделей будет производиться с него.
Хотя, как показывает практика, приобретать такой дисплей лучше в любом случае. У него сзади имеется картридер, в который вставляется SD-карта с моделями для печати. Во-первых, это поможет сделать устройство более мобильным, его можно будет перенести в любую комнату. Во-вторых, печать не прервется, если, к примеру, посреди работы компьютер отключится или зависнет. Также возможность работы с оборудованием останется, даже если ПК выйдет из строя.
Конечно же, понадобится блок питания. Брать нужно на 12 В. Он будет несколько больше по габаритам, но без проблем установится внутрь корпуса. А его мощности будет даже с запасом. Стоит он примерно 1 493 рубля.
Понадобится и горячий стол. Цена на эту деталь — 448 рублей. Тут стоит отметить, что горячий стол для 3D-принтера, своими руками изготавливаемого, нужен только при печати ABS-пластиком. Если используется PLA или любой другой вид, который не дает усадки при остывании, то нагревать платформу вовсе не обязательно. Сам стол обязателен, так как на него будет укладываться стекло.

Внутренние детали и охлаждение

Понадобятся кнопки и клеммы на 220 В. Стоимость компонентов по 99 рублей за штуку.
Важная часть при сборке 3D-принтера своими руками — экструдер. Для этого устройства лучше всего использовать директ-экструдер. Другими словами, этот элемент будет выступать в качестве механизма, который подает пластик. Находиться он будет непосредственно под нагревательным элементом. Брать лучше всего именно директ-модель, так как она позволит работать со всеми видами пластика без каких-либо проблем. В комплекте есть все необходимо для монтажа. Стоимость приспособления 2 795 рублей.
При работе с PLA и другими типами, медленно затвердевающих видов пластика, потребуется кулер для обдува детали. Стоит он всего 124 рубля. При сборке большого 3D-принтера своими руками понадобится еще и большой кулер для обдува драйверов. Он является необходимым, так как он значительно уменьшит количество, издаваемого шума, принтером.
Еще одним важным элементом станет сопло. Стоит оно всего по 17 рублей за штуку, потому лучше брать несколько штук сразу. Кроме того, заменить их, когда они засоряются гораздо проще, чем почистить. Здесь важно заметить, что диаметр сопла влияет на скорость и качество 3D-модели. Чем больше диаметр, тем заметнее слои, но быстрее печать и, наоборот, чем меньше диаметр, тем лучше качество, но снижается скорость. Достаточного диаметра для хорошего качества будет 0,3 мм.
Также понадобится и сверло для чистки. Однако такие тонкие расходники довольно часто ломаются, потому нужно быть аккуратным.
Потребуется приобрести небольшой комплект пружин для стола. В наборе 5 штук, а для стола понадобится всего 4. Пятая используется для ограничения движения оси Х. Стоимость 56 рублей за комплект.
Понадобится купить два комплекта для регулировки стола, каждый из которых стоит 36 рублей. Из этих наборов потребуются только длинные болты, при помощи которых, будет крепиться экструдер. Для того чтобы подключить шаговые двигатели, потребуется комплект проводов — 128 рублей.
Последний элемент — это кусок обычного стекла на стол. Здесь можно на заказ купить боросиликатное стекло, которое отличается стойкостью к повышенным температурам.
Данный перечень является полным. Имея все детали в наличии, можно сделать 3D-принтер своими руками так, что качество изготовленных деталей на нем практически ничем не будет отличаться от тех, что изготавливаются на заводских моделях. Общая стоимость всех деталей составит примерно 20 000 рублей.

Сборка 3D-принтера своими руками: пошаговая инструкция

В качестве примера сборки будет использоваться модель Prusa I3 STEEL.
1. Естественно, что первый шаг — это сборка каркаса. Для начала необходимо вставить в стальную раму боковые косынки. В качестве фиксирующих элементов используются болты М3х12. Тут стоит отметить, что на корпусе имеется отверстие под кнопку управления. После сборки она должна находиться в верхней части справа (если смотреть на раму спереди).
2. Далее осуществляется сборка задней панели с кронштейном для двигателя. Здесь также есть небольшой нюанс. Резьбовые заклепки для фиксирующих элементов должны быть обращены внутрь рамы. Для начала необходимо вставить две детали, использующиеся для крепления двигателя, в пазы по центру. В качестве фиксации также используются болты М3х12. Между креплениями вставляется пластиковая проставка.
3. После того, как задняя панель будет собрана, ее можно крепить на основную раму. Крепим все теми же болтами. Прежде чем перейти к монтажу передней стенки, стоит установить ребра жесткости.
4. Далее идет монтаж передней панели. Резьбовое соединение также должно быть обращено внутрь рамы. Во время сборки нужно использовать болты М3х12 и один М3х35. Также используется подшипник модели 608zz, который дистанцируется шайбами М8. Сюда же вставляется болт М8х25, который фиксируется при помощи колпачковой гайки.
5. После этого крепится натяжитель к передней стенки рамы. Готовая конструкция фиксируется на корпусе при помощи болтов.

6. Следующий шаг — это сборка каретки для нагревательной формы. Для монтажа необходимо установить подшипник модели LM8uu в пазы. Фиксируются они при помощи прижимных пластин. Они, в свою очередь, затягиваются болтами М3х12. Чтобы соблюсти такой важный параметр, как соосность подшипников, рекомендуется сначала установить вал, а только потом затягивать фиксирующие винты. Для того чтобы закрепить фиксирующий ремень нужно использоваться винты М3х20, а также шестигранные стойки. Сначала вставляются винты, а только потом монтируются стойки. Далее крепится пластина, которая фиксирует ремень и закручиваются гайки типа М3.
7. Следующий пункт — это установка валов L=395 в переднюю стенку рамы. На них одевается каретка для стола и просовывается до конца в заднюю стенку. Спереди и сзади фиксируются валы прижимными пластинами. Используются винты типа М3х16. Если необходимо дистанцировать прижимную пластину, то можно использовать шайбы.
8. Далее нужно перейти к сборке правой каретки для оси Х. Для сборки по инструкции 3D-принтера своими руками, нужно сделать следующее. Используются винты М3х12. Нужно установить подшипники LM8uu в пазы. Фиксируются они при помощи пластиковых стяжек, по 2 штуки на каждую деталь. Для фиксации такой модели подшипника, как 608zz, нужно использовать болт М8х25 и гайку колпачкового типа.
9. Левая каретка для этой же оси, как и каретка для экструдера собирается таким же образом. Тут стоит обратить внимание, что подшипники у каретки экструдера должны быть обращены вовнутрь, а не наружу, как у кареток для оси Х.

Использование прибора

Модели из DvD и с H-bot системой

3D-печать — это построение реального объекта по созданному на компьютере образцу 3D-модели. В дальнейшем она сохраняется в формате Gcode-файла, после чего 3D-принтер, на который выводится файл для печати, формирует реальное изделие. Такой принтер работает по принципу послойного создания твёрдого изделия — оно как бы выращивается из определённого материала.

Увлекаясь созданием самодельных электронных устройств, я решил собрать собственный 3D-принтер, по основным характеристикам не уступающий серийным. Чтобы он был удобным для начинки электроникой, выбрал конструкцию Graber I3 и уложился в бюджет $200.

Детали и чертежи

Данила Елисеев, учащийся 9 класса гимназии № 6 г. Минска.

Самыми сложными и трудоёмкими этапами работы оказались настройка электроники и калибровка шаговых двигателей. Также потребовался обдув сопла — он предотвращает растекание расплавленного пластика, позволяя повысить качество и скорость печати.

Для автономной работы 3D-принтера, вывода и настройки печати служит специальный экран, в котором есть вход для SD-карты. Это позволяет следить за процессом, настраивать подачу материала, скорость печати, мощность обдува и т. д.

Корпус и электроника

Теперь предстояло настроить электронную систему. Что в неё вошло?

Механическая часть

Я использовал шпильки для оси Z и ремни для осей X и Y, а также комплект валов разной длины. Хорошие шпильки обеспечивают до 70 % качества такого 3D-принтера.

Технология НРМ (FFF)

Эта технология позволяет создавать не только модели, но и высококачественные детали из термопластиков — сложные многоуровневые формы, полости и отверстия, которые трудно получить обычными методами. Она выгодно отличается чистотой, простотой в использовании и пригодна для применения в офисах.

Для печати используют два различных материала. Из основного будет состоять готовая деталь, а вспомогательный нужен для поддержки. Нити обоих подаются в печатающую головку. Она передвигается в зависимости от изменения координат X и Y и наплавляет материал, пока основание не переместится вниз и не начнётся следующий слой. Когда принтер завершит работу, остаётся отделить вспомогательный материал механически или растворить его моющим средством. После этого изделие готово к использованию.

Программы

Для настройки и прошивки микроконтроллера применена стандартная среда Arduino IDE. Она позволяет программировать, в частности, на языке С++ и адаптирована для работы с микроконтроллерами.

Для калибровки использована среда Pronterface. Она даёт возможность преобразовать 3D-модель из формата .stl в формат .gcode, провести полное тестирование всех систем, настроить датчики и в режиме реального времени проконтролировать процесс печати.

Для более гибкой и точной настройки печати применена Cura Software. С помощью этой программы я смог настраивать степень заполнения объекта, а также способ печати и параметры: диаметр сопла, температуру плавления пластика, толщину начального и конечного его слоёв. Все они влияют на продолжительность печати и качество изделия.

В основу прошивки положен проект Marlin (находится в открытом доступе). Это наиболее распространённая прошивка, но для разных принтеров она настраивается по-разному. С учётом особенностей конструкции данного принтера были внесены коррективы.

На финише

Как измерить шаг винта? Необходимо длину участка в миллиметрах разделить на количество витков на нём (у меня 20/16 = 1,25 мм). Для более точного результата замеряют участок максимальной длины.

Чтобы залить прошивку в контроллер, надо в Arduino IDE правильно выставить тип платы и номер COM-порта. Внизу окна отобразятся и тип, и номер. Главное — не забывать сохранять изменения (Ctrl + S).

В целом на сборку принтера я потратил 2 месяца. Стекло, на котором можно вести печать, было заказано на стеклорезной фирме.

Читайте также: