Мой собственный мануал:
Как собрать 3D-принтер самому
Что потребуется купить:
1) Мозг принтера Arduino MEGA 2560:
2) Драйвера:
3) Концевики, 5 штук:
4) Моторы NEMA-17:
5) Пластик для принтера (самый дешёвый у этого продавца):
6) Печатный стол:
7) Подшипники, 10 штук:
8) Линейные подшипники, 12 штук:
9) Муфты, 2 штуки:
10) Шкивы с ремнями, 2 штуки:
11) Экструдер WADE:
Сегодняшняя тема будет сильно отличаться от всех моих предыдущих обзоров, здесь будет собрано более десятка мало кому интересных лотов, из которых собран один из наиболее популярных сейчас девайсов. Речь пойдёт о деталях для сборки 3D принтера.
В рабочем виде всё выглядит вот так -
или картинку, откроется видео.
В самом начале сборки принтера встал вопрос, брать детали комплектом или покупать по частям. Но т.к. у готовых комплектов из Китая достаточно негативных отзывов(постоянно какая-то из деталей теряется или не работает), а единственный отличный комплект стоит около 500 евро, решил закупаться по частям.
Весь процесс от заказа деталей до первой печати занял чуть больше двух месяцев. Стоимость не считал, если кому будет интересно, можете посчитать)
После двухнедельного изучения мануалов решил собирать модель Prusa i3 Rework -
Изучив ассортимент магазинов, пришёл к выводу, что далеко не всё из необходимого лучше и дешевле закупать на алиэкспресс. Это касается любой из моделей 3D принтеров, всегда есть такие вещи, которые дешевле взять у нас, а есть товары, которые у нас найти просто невозможно.
Основная идея принтеров проекта RepRap заключается в том, что принтер может самокопироваться, другими словами один 3D принтер может напечатать самого себя и распечатывать для самого же себя различные модификации и дополнения.
1. Пластиковые детали, наиболее оптимальный способ это заказывать их других счастливых обладателей 3D принтеров, это примерно в 2 раза быстрее и в 2 раза дешевле чем из Китая. Данный комплект пластиковых деталей мне обошёлся в 1800 рублей.
2. В качестве мозгов в принтере используется известная всем любителям DIY проектов - Arduino MEGA 2560.
Стоимость 9.84 $ -
3. Но сама Arduino это всего лишь мозги и напрямую к ней ни драйвера ни датчики 3D принтера не подключаются. Чтобы всё это подключить, на ардуину необходимо установить шилд - RAMPS 1.4 Брал его сразу комплектом с драйверами для управления шаговыми двигателями DRV8825. Всего нужно 4 драйвера, один будет запасным, они бывает горят, особенно у тех кто любит покрутить моторы руками. В качестве альтернативы можно взять драйвера А4988, они чуть дешевле, но экономия незначительна, по качеству считается что DRV8825 немного лучше и могут работать в режиме микрошага 1/32, у А4988 этот показатель составляет 1/16. У меня есть и те и другие, на практике в работе различий не заметил.
Стоимость - 15.2 $ -
4. Ещё одной важной частью принтера являются концевики. Очень важно их правильно установить и проверить что они работают в позициях минимумов, т.к. перед началом каждой печати каретка принтера уходит в нули по всем осям, этот самый ноль определяется именно по нажатию концевика. Сами концевики бывают оптические и механические. Оптические точнее и незначительно дороже. Разница в цене настолько мала, что выбор вроде бы очевиден, но далеко не во все принтеры без допиливания напильником можно установить оптические.
На фото оптические концевики, хотя в принтере у меня установлены механические. Возможно когда-нибудь заменю. Как я уже сказал выше, концевиков достаточно всего трёх, но плата RAMPS и сама прошивка поддерживает от 3 до 6 концевиков. На минимумы ставить обязательно, максимумы по желанию, я лично не ставил.
Стоимость - 4 $ за 5 концевиков -
5. Очень важная и самая дорогая часть 3D принтера. Моторы NEMA 17.
К выбору моторов надо отнестись очень серьёзно. Во-первых, NEMA 17 это вовсе не какая-то конкретная модель, во-вторых, это даже не какой-то конкретный форм-фактор, в-третьих, они отличаются как по размеру, так и по силе тока. Обычно ставят моторы на 1.7-1.8А длиной 48мм.
В моем же случае установлены два таких мотора -
и 3 вот таких укороченных -
... Тут надо обязательно учитывать, что 2 мотора на ось Z должны быть обязательно длиной 48мм, иначе будет огромная проблема с вибрациями и устойчивостью корпуса.
Стоимость в среднем 15 $ за 1 мотор. (Всего 5шт)
6. Сама печать производится на специальный стол, который может быть как с подогревом, так и без него. Тут есть несколько довольно существенных заморочек, с которыми можно сильно пролететь. Во-первых, нужно сразу определиться каким пластиком будем печатать. На данный момент используется около десятка разных типов, каждый со своими особенностями, но активно используется только 2 из них:
I. - Пластик ABS.
К нему мы уже давно привыкли, все корпуса современных мониторов и большинства телефонов изготовлены именно из него. Стоимость пластика около 1 000 рублей за 1 кг. Печать происходит при температуре около 230 градусов и имеет ряд минусов. Первый главный минус заключается в необходимости устанавливать специальный нагревательный печатный стол, который потребляет около 100-130 Ватт при размере стола 20х20см и при печати должен поддерживать свою температуру на уровне не ниже 100 градусов, иначе деталь просто отвалится. Второй существенный минус заключается в том, что при печати данный вид пластика, особенно свесы, мосты и тонкие стенки подвержены деформации. Хотя в большинстве случаев это незаметно. Третий и последний из существенных минусов это то, что при печати в воздух выделяется опасный акрилонитрил и в комнате стоит довольно сильный и противный запах. По этой причине, хоть этот пластик сейчас наиболее популярный, лучше по возможности использовать PLA.
II. - Пластик PLA.
Экологически чистый и безопасный пластик, изготавливаемый из кукурузы, картофеля и других органических возобновляемых материалов. Плавится при температуре около 190 градусов и не требует нагревательной платформы, хотя иногда её всё же используют, но разогревают только до 60 градусов. В России НЕ производится и стоит около 1900 рублей за 700 грамм. При заказе из Китая стоимость в разы ниже, примерно на уровне ABS. Т.к. пластик изготавливается из кукурузы и картофеля, он полностью разлагается за 10 лет. Во время печати полностью отсутствует запах и не выделяется ничего ядовитого. Также данный вид пластик менее подвержен деформации и деламинации чем ABS. Мало распространен только по причине более высокой стоимости. Визуально оба типа пластика почти неотличимы.
Самый дешевый пластик что мне удалось найти, находится у этого продавца -
Так вот, печатный стол.
Сейчас распространены 2 модификации - MK2 и более новая MK3. Казалось бы, новая должна быть лучше. Именно так я и подумал, к тому же у МК3 есть весомый плюс. Плата МК2 имеет толщину всего 1.6мм и к ней нужно обязательно докупать жаропрочное боросиликатное стекло. Плата МК3 имеет толщину 3мм алюминия и никакие стекла ей больше не нужны. Главная проблема платформ МК3 заключается в том, что если попадётся стол, сопротивление которого будет выше 1.8 Ом, придётся долго и нудно танцевать с бубном. В общем придётся сильно колхозить. Иначе выше 80 градусов он просто не нагреется, а для ABS надо 110.
Стоимость - 22.54 $ Сильно подешевел, в свое время покупал за 27. Ссылка -
7. Последнее что необходимо из электроники это блок питания. Покупал его у нас. Цены в наших магазинах радиоэлектроники ничуть не выше того что продают на али. А если нет разницы, зачем рисковать и ждать месяц-полтора ? Брал за 1800 рублей на 12 вольт 400 Ватт. Смотрите не ошибитесь. Для печати только PLA хватит и 150 Ватт, для печати ABS брать не менее 350 Ватт, лучше 400. В принципе подойдёт и блок питания от компьютера.
8. С электроникой закончили, теперь крепеж и механика.
Болты, винты, гайки, шайбы и резьбовые шпильки 5 и 10мм, а также 8мм гладкие валы. Всё это в несколько раз дешевле покупать в наших магазинах скобяных изделий. Не на рынках, а именно в специализированных магазинах скобяных изделий. Экономия может быть даже десятикратной.
За весь крепеж я отдал около 300 рублей + 750 рублей за 3 метра гладкого 8мм вала. Список необходимого крепежа указан в спецификации -
Проблема возникла только с одним, 60мм винт, его невозможно найти даже в интернете, по крайней мере по адекватной цене.
Выходил из ситуации тупым путем, взял 80мм гвозди, отрезал по размеру в 60мм и метчиком сделал резьбу. Легко сказать, эта процедура заняла у меня целых 3 часа, не имея тисков это оказалось весьма геморным занятием.
9. Подшипники. Думаете проще всего пойти их и купить в наших магазинах ? Да, я тоже так думал. Для сборки данной модели требовалось 4 подшипника 608 и один 624 подшипник. С первыми действительно нет никаких проблем, их можно купить почти в любом спортивном магазине. Такие подшипники ставятся в роликовые коньки и скейтборды. Главное продавцам сходу не говорить "дайте 608 подшипники", они испугаются и скажут что их нет. Стоят по 20-40 рублей. Отличаются маркировками и степенью качества ABEC. Пойдут абсолютно любые. А вот с покупкой одного необходимого 624 подшипника почти наверняка возникнет проблема. Мизерная вещь, но её нигде нельзя купить, поискав недельку у нас, пришлось их заказывать на алиэкспресс. Там их продают сразу десятками.
Стоимость 6.99 $ за набор из 10 подшипников. (Нужен 1) - ссылка -
10. Опять же, подшипники, только на этот раз линейные LM8UU. Всего нужно 11 штук. Три идут на перемещение печатного стола (ось Y), 4 на перемещение каретки вверх-вниз (ось Z) и 4 на перемещение самой печатной каретки (ось X).
Стоимость 6.7 $ за набор из 12 линейных подшипников. Ссылка -
11. Муфты. Соединяют моторы с 5мм шпилькой и двигают каретку вверх-вниз (ось Z).
Стоимость 2.08 $ за штуку (надо 2) Ссылка -
12. Зубчатые шкивы и ремень. Для перемещения печатного стола по оси Y и каретки по оси X. Со шкивами важно не промахнуться. В прошлые годы использовался ремень и шкивы GT5, они значительно дороже и снижают качество печати. Сейчас же используются ТОЛЬКО шкивы и ремень GT2. Но можно нарваться и на распродажи старых, не ошибитесь.
В данном случае необходимо 2 шкива и ремни длиной 900 и 760мм, т.е. идеально подходит данный лот -
Стоимость 4 $
13. Hotend. Выражаясь простым языком, в сборе hotend состоит из сопла диаметром от 0.2 до 0.5мм, нагревающей части, и верхней части, которая должна оставаться холодной, т.к. пластик должен разогреваться непосредственно перед выходом из сопла. Поэтому на hotend обязательно ставят вентилятор, обычно это 12вольтовый 40мм. Hotend греется до 230 градусов при печати ABS и без охлаждения может разогреться и та часть, которая должна оставаться холодной, в результате пластик забьётся и возможно что разбирать придётся весь экструдер.
Три очень важных момента касательно хотендов и экструдеров. Ошибка при выборе может привести к тому, что вы просто выбросите деньги на ветер. Первый - экструдеры и хотенды могут быть рассчитаны на печать нитью диаметром 1.75мм и нить диаметром 3мм. Так вот, ни за что не берите диаметр 3мм, это уже не вчерашний, а позавчерашний день, всё равно что пойти и купить себе старый ЭЛТ монитор. Выбирайте только 1.75мм. Второй момент, напряжение хотенда может быть 12 или 24 вольт, понятное дело что это зависит от блока питания. В 90% случаев используется 12 вольтовые, в магазинах их тоже большинство. Ну и третий, но не менее важный момент. Сейчас в мире распространены 2 типа экструдеров, WADE и BOWDEN, они очень схожи, но не совместимы между собой. В системе BOWDEN мотор для подачи пластикового прутка может устанавливаться в любом месте принтера и пластик подаётся по специальной трубке. Плюс заключается в том, что печатающая каретка сразу облегчает свой вес на ~400 грамм, уменьшается давление на оси, уменьшаются вибрации, что влияет на качество, однако есть и минусы. Система подачи прутка WADE является более точной, но мотор всегда цепляется на каретку и экструдер и составляет до 60% от его веса.
В моей модели используется экструдер WADE. Покупал за 19 $ - Ссылка -
если посмотреть фотографии, то будет сразу видно чем экструдер bowden отличается от экструдера wade.
14. Рама и крепление печатного стола. Существует 3 разных варианта. Первый - фанера, дает сильные вибрации, но это наиболее дешевый вариант, стоит около 2000 рублей. Второй - акрил - 2500 рублей, те же самые вибрации, но более красивый внешний вид. Третий, наиболее оптимальный, но совсем уже дорогой - 6мм алюминиевая рама. Стоит в районе 4500 рублей. Решил этот вопрос несколько иначе, пошёл в магазин, купил за 600 рублей фанеры и сам лобзиком вырезал себе раму. Вышло коряво, зато дешевле. Как соберусь с силами, распечатаю раму на принтере.
А вот эту часть колхоза уже распечатал на собранном принтере и заменил.
Забыл ещё добавить что для сборки принтера понадобились пружинки, которые достал из обычных шариковых ручек. Главное чтобы они были более менее жесткими.
Собственно на этом всё. Далее выложу несколько фотографий того, что распечатал на принтере. Сейчас же занимаюсь сборкой второго 3D принтера и 3D сканера.
♦
♦