Электрификация

Справочник домашнего мастера

3D принтеры своими руками

Содержание

Как собрать 3d-принтер своими руками? Часть первая.

В свете активной волатильности цен на рынке мы задались вопросом, из чего состоит 3D принтер? Что именно влияет на начальную цену этого аппарата и почему современные отечественные и зарубежные 3D принтеры столько стоят?
Статья будет носить скорее ознакомительный и оценочный характер, нежели представлять из себя трактат по пошаговому созданию производства 3D оборудования.
Для того, чтобы последовательно определиться со всеми этапами постройки и сформировать полное представление о процессе, давайте определим схему действий по реализации нашего проекта.

I) Идея. Для начала определимся с задачей.
II) Бюджет. Установим материальные и временные затраты на проект.
III) Характеристики и спецификации. Определим желаемые характеристики нашего 3D принтера.
IV) Чертежи и виртуальный проект. Необходимо выбрать основу 3D принтера или смоделировать его с нуля.
V) Узлы и комплектующие. Подберем комплектующие под заданные характеристики.
VI) Виды работ для сборки. Какие работы нам необходимо будет совершить, чтобы получить изделие? Например, раскрой и сварка металлических листов корпуса.
VII) Программирование и отладка устройства. Здесь нам необходимо будет определиться с программной частью нашего аппарата и подобрать нужную прошивку.
VIII) Расчёт фактических затрат. На производство и сравнение его с бюджетом.
VIV) Вывод.

В свете обширности охватываемой темы и получившегося гигантского размера текста, мы разобьем наше повествование на несколько частей. Первая часть будет посвящена предварительной подготовке к постройке нашего агрегата и затронет пункты с первого по третий нашей схемы.

Итак.

I) Идея.

Стартовым блоком нашей схемы будет «Идея», или «Задача». Тот необходимый базис, после которого в уме начинают появляться первые шестеренки и выстраиваться механизмы. Идея всегда довольно проста и лаконична. В нашем случае она звучит так: «Как построить качественный 3D принтер?».
Чтобы построить именно качественный аппарат, условимся, что будем выбирать наиболее хорошо зарекомендовавших себя производителей комплектующих и не экономить на дополнительных работах. Также наш аппарат должен соответствовать критериям безопасности бытовой техники, хотя бы в самых основных чертах. То есть дерево в качестве материала для корпуса и китайские провода с Ali отпадают. Однако и раздувать бюджет до бесконечности, равно как и сроки разработки, мы не будем.
Как правило, многие энтузиасты 3D печати, мейкеры и даже некоторые покупатели не достаточно хорошо представляют себе процесс создания и производства подобной техники на промышленном уровне и часто задают один и тот же вопрос — «Почему так дорого?» Косвенно мы постараемся ответить на него в процессе повествования и в конце сформулируем вывод с четким определением — «Почему?».
II) Бюджет.

Чтобы было, от чего отталкиваться, мы должны определить для себя финансовые и временные границы проекта. Понятно, что в процессе создания суммы финансовых и временных затрат будут варьироваться, но в этом и будет заключаться наша основная задача — сравнить предполагаемый бюджет с тем, что получится в итоге.
Сколько времени нам потребуется на создание 3D принтера? Чтобы ответить на этот вопрос, неплохо было бы определиться с его конструкцией и характеристиками. Для этого сформулируем задачи, которые он должен решать:
1) Печать твердыми, гибкими и тугоплавкими материалами. (более 300 градусов)
2) Размер рабочей области 20х20х20 см и средние внешние габариты, чтобы принтер помещался и дома и на работе.
3) Быстрая и точная механика.
4) Закрытая камера с системой конвекции.
5) Надежная электрика и электроника.
6) Наличие интуитивно понятного интерфейса, красочный дисплей.
Как видите, мы задумали машину, находящуюся примерно на уровне современных решений , и , то есть — флагманов отрасли. Бюджет таких аппаратов находится в диапазоне от 100 до 400 тысяч рублей, в зависимости от размера рабочей области и наличия или отсутствия дополнительных опций. Попробуем разобраться, можно ли построить 3D принтер подобного уровня с меньшими затратами. Заложим в наш бюджет 100 000 рублей и 12 месяцев на производство. Посмотрим, что из этого получится.
В него должны будут входить все затраты на разработку, закупку и доставку комплектующих, подрядные работы, которые сложно выполнить самостоятельно, и прочие прямые расходы. Косвенные расходы мы постараемся рассчитать в финальной части нашей статьи.

III) Характеристики и спецификация.

1) Печатающий блок: по сформулированным условиям печатающий блок должен быть с прямым приводом (direct), чтобы иметь возможность печати большинством доступных на рынке филаментов в самом распространенном формате — 1.75. Значит нам понадобится ось, способная выдержать вес довольно тяжелого шагового мотора, самого протягивающего механизма, проводов, электроники и корпуса. В этом случае необходимо будет использовать рельсы или сдвоенные линейные направляющие. От второго экструдера, пожалуй, откажемся, добавить его в будущем будет не сложно, а разработка адекватного решения с автосменой активного сопла может съесть половину бюджета по финансам и времени.

2) Размер рабочей области и внешние габариты: чем больше будет размер нашего аппарата, тем сложнее будет его отладка, подбор комплектующих и затраты на сборку, но, поскольку бюджет ограничен, мы не можем себе позволить гиганта вроде Raise3D Pro2 с областью в 400мм по ребру куба. Остановимся на самом распространенном формате — 200мм. Этот типоформат отлично представлен в плане комплектующих, доступных к покупке, и мы сможем сэкономить время на поиске чего-то нестандартного. Внешние габариты не должны превышать размера кухонного стола, прикинем их примерно в 40 — 50 см по высоте и 35 — 40 см по глубине и ширине. Вес мы ограничивать не станем, т.к. делать чересчур тяжелый аппарат нет никакого смысла.

3) Механика и кинематика. Для надежности выберем классический «кубик» с перемещением печатающего блока по XY и стола по Z. Такой тип принтеров хорошо изучен, и можно будет избежать многих проблем, связанных с разработкой чего-то нестандартного. Как правило, большинство из производителей потихоньку переходит на вариации схем Cor XY или H-bot. Также популярна схема «скрещивающихся» направляющих, как на Ultimaker и Zortrax. Однако, эта схема с использованием директ экструдера становится слишком дорогой, т.к. придется использовать аж 8 линейных направляющих. Для компенсации веса нашего печатающего блока остановимся на варианте рельс по XY, валах и ШВП по Z и кинематической схеме Core XY. Будем использовать стандартные шаговые моторы формата Nema 17 и GT2 ремень.

4) Корпус принтера: необходимо проработать закрытую камеру. Если мы планируем печатать тугоплавкими материалами, нам также будет нужен мощный нагревательный стол. Наличие вентиляторов, обеспечивающих конвекцию прогретого воздуха, желательно. Чтобы минимизировать количество дорогого металла в конструкции корпуса, используем дибонд или оргстекло в качестве створок нашей камеры. Катушку с материалом разместим внутри корпуса, чтобы максимально избежать пыли и влаги во время процесса печати. Предусмотрим наличие фильтров для выходящего воздуха.

5) Электрика и электроника: относительно этого пункта маститые мейкеры и инженеры спорят уже довольно долго. Многим хватает и стандартного бутерброда RAMPS + Arduino Mega. Однако, глядя на флагманов производителей 3D принтеров, наш принтер должен обладать «умными» системами помощи, иметь возможность подключаться к компьютеру через USB или ethernet/WiFi, а также обладать возможностью чтения данных с SD-карты или USB-флешки. То есть быть максимально удобным и автономным. Добавим в спецификацию помощника калибровки стола через специальный датчик и контроль наличия филамента в печатающем блоке, дабы принтер вставал на паузу, если что-то пойдет не так. Блок питания и разводка проводов — классическая. Плоские шлейфы — вещь хорошая, но для нашего проекта излишняя.

6) Дисплей и интерфейс управления: какой конкретно подобрать дисплей, зависит от выбранной нами материнской платы и возможности ее подключения к тому или иному дисплейному модулю, так что для начала обрисуем «хотелки». Управляемый джойстиком, или тач-скрином дисплей, цветной, или монохромный, с возможностью отображения иконок, текстовой информации и не очень большим размером. 4,5 дюйма вполне подойдут.

.
Итак, мы разобрались с идеей, описали основные характеристики нашего принтера, прикинули бюджет по деньгам и времени. В следующей части прикинем более приземленные и конкретные вещи и определимся с комплектующими и ценами на них.
Конечно же, мы так же хотели бы услышать ваше мнение и советы относительно подборки тех или иных комплектующих, советами по выбору параметров и задач. Пишите их в комментариях! Так что не переключайтесь и ждите следующей статьи!

С Вами был 3DTool, до новых встреч!

Приобрести 3D оборудование и ЧПУ станки, вы всегда можете на нашем сайте в разделах —
3D принтеры:
ЧПУ станки:

Любые интересующие вас вопросы относительно аддитивной техники и ЧПУ станков, вы можете задать нашим менеджерам.
По почте: Sales@3dtool.ru
Или по телефону: +7(800) 775-86-69
Не забывайте подписываться на наш

И подписываться на наши группы в соц.сетях:

Сравнение моделей 3d принтеров Arduino

3D принтер нашел применение во многих областях. Его используют как в промышленности, так и в домашних условиях. Но приобрести готовое оборудование иногда не по карману, поэтому тем, кто желают его получить, остается решиться на самостоятельное изготовление 3D принтера.

В связи с этим возникла необходимость в наборах для 3d принтера Arduino. Их популярность обуславливается низкими ценами на электронику и приемлемым уровнем производительности собранного процессора. Arduino — это марка аппаратно-программных инструментов для изготовления автоматических систем роботизированной техники. Продукция этого бренда предназначена для непрофессионалов.

3D printer

Стандартный набор состоит из IDE (программной оболочки) и аппаратной части. Последняя представляет собой комплекс смонтированных печатных плат, причем реализовывать их может как сторонний, так и официальный производитель. Отмечают открытость архитектуры системы, что предопределяет постоянное дополнение и беспроблемное копирование разработанной продукции.

Составляющие части

Платы Arduino сконструированы из:

  • микроконтроллера – он представляет собой микросхему, предназначенную для микропроцессора и периферийных устройств;
  • электрических выводов – они распределены по плате и классифицируются на аналоговые (характеризуются наличием диапазона между 1 и 0) и цифровые (имеют только два значения 1 и 0).

Подобное устройство делает платы универсальным ядром системы, в которую они включены. IDE – это язык программирования, разработанный специально для Arduino.

Как собрать 3D принтер Arduino своими руками

Изготовить 3d принтер своими руками вполне реально, для этого необходимо следовать инструкции, прилагаемой к набору Arduino. Также можно руководствоваться рекомендациями профессионалов и методическими пособиями.

Конструкция платы Arduino

Принтер для 3D печати состоит из таких частей:

  • корпус;
  • контроллеры;
  • направляющие;
  • блок питания;
  • шаговые двигатели;
  • экструдер.

Первым шагом является постройка осей координат. Для этого понадобятся приводы, например, от CD/DVD, которые находились на компьютере. Также надо приобрести Floppy-дисковод, проверка его работоспособности при этом обязательна. Ее показателем является пошаговый режим работы, осуществляющийся без постоянного тока. Далее нужно подобрать шаговые двигатели. Процесс перемещения расходного материала требует определенной мощности.

Arduino 3D printer

Следующий этап заключаются в выборе электроники. Вам понадобится непосредственно плата Arduino, кабель, драйвера (5 штук), радиаторы, блок питания (подойдет от компьютера), вентилятор, концевики (оптические или магнитные), стол для подогрева, термистор, транзистор, провода, штекера, устройство нагрева для хотенда, сопла и боуден. Их реально купить в наборе, это сэкономит время и усилия, не повредив качеству. Схему сборки деталей найдете в интернете.

На последнем этапе скачиваем Arduino IDE, устанавливаем прошивку (чаще используют Marlin) и подключаемся к ЧПУ-контроллеру. Проверив подобным образом сборку электроники, нужно определиться с ПО, которое будет отвечать за управление 3D принтером. Пример на фото.

К его функциям относят приемлемость выбранных параметров печати: заполнение, высоту секции и скорость послойного нанесения расходного материала. Остается только оценить состояние электропроводки, собрать последние элементы (раму, корпус, крепления) в соответствии с инструкцией и подключить собранный своими руками принтер к ПК.

Калибровка 3D принтера осуществляется с учетом диаметра шкива, количества шагов на оборот мотора и микро-шагов в системе электроники. Результатом операции становится окончательная настройка прошивки.

Плата Arduino UNO

Плата Arduino UNO работает в комплекте с микроконтроллером ATmega328, характеризующимся наличием:

  • 14 цифровых и 6 аналоговых порта;
  • USB порта;
  • функции сброса;
  • разъемов внутрисхемного программирования и питания.

Плата расширения обеспечивает питание вышеуказанных компонентов, например, с помощью USB. Расположение микроконтроллера облегчает его замену и проведение ремонта.

Arduino UNO имеет несколько отличий от других модификаций плат расширения этой компании:

  • Во-первых, для его присоединения к ПК не нужен мост USB-UART FTDI.
  • Во-вторых, электроэнергию она получает через USB порт и с посредством приспособлений извне. Для этого предопределено несколько выводов (Vin, IOREF, 5 V, GND).
  • В-третьих, микроконтроллер платы Arduino UNO обладает тремя типами памяти: FLASH, EEPROM и SRAM.
  • В-четвертых, присутствует последовательность в SPI. Это касается с 10 по 13 выход (вход).
  • В-пятых, имеется функция сброса в автоматическом режиме.
  • В-шестых, существует защита от последствий нагрева проводов.

Arduino UNO

ЗD принтер Arduino Uno считается самым востребованным в своей ценовой категории.

Arduino Mega 2560 для 3D принтера

Она разработана на основе Arduino Mega. Arduino Mega 2560 потребовала усовершенствованного ATmega2560. Устройство имеет:

  • 54 цифровых и 16 аналоговых входа;
  • UART, USB;
  • резонатор;
  • ISCP;
  • функцию сброса.

Плата Mega 2560

Подключения Arduino Mega 2560 проводится путем присоединения к ПК или к внешнему источнику тока. Главные отличия нововведения:

  1. Отсутствие необходимости в USB-to-serial.
  2. Наличие резистора.
  3. Добавление пинов SCL и SDA на Arduino Mega 2560.
  4. Усиление рабочей последовательности RESET.

3d принтер Arduino Mega 2560 является популярным среди имеющихся аналогов. Это обуславливается производительностью его работы.

Плата Arduino CNC Shield v3.02

Плата расширения CNC Shield v3.02 создана для Arduino UNO 3D принтеров и подобного им оборудования. Данная база входов/выходов обеспечивает работу устройств в автоматическом режиме или посредством подключения к USB-порту.

Плата Arduino CNC Shield v3.02

Arduino CNC Shield v3.02 имеет 4 оси, интерфейс двух разновидностей (UART, I2C). Требуемое напряжение для силовой и логической частей соответственно равно 36 В и 5 В. Тип прошивки этой платы называется Arduino GRBL. База характеризуется четырьмя слотами (по числу осей) и перемычками для их дублирования. Драйверы Arduino CNC Shield v3.02 подключаются разными путями.

Плата Arduino Due

Arduino Due представляет собой плату, созданную на базе процессора Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3. На устройстве присутствуют:

  • 54 цифровых и 12 аналоговых пинов;
  • UART;
  • ЦАП;
  • TWI;
  • ГТЧ;
  • JTAG, SPI;
  • функции стирания и сброса.

Дешевый 3D принтер на Arduino

В статье описана конструкция 3D принтера, стоимость которого составляет около 60-70 долларов (возможно, самый дешевый концепт в мире).

Этот 3D принтер работает с использованием самых дешевых моторов на рынке — 28Byj-48, Электроника — Ramps 1.4 с управлением от Arduino.

Автором проекта является 16-ти летний парень из Германии.

Технические характеристики 3D принтера:

Рабочее пространство: 10x10x10 см;

Скорость: 20 мм/с;

Разрешающая способность (точность): 0.2 мм.

P.S. Под каждым разделом в соответствии с оглавлением статьи в качестве наглядной инструкции выложены фотографии

Механическая часть

Плиты МДФ:

-1x 30×34 см (Основание).

-2x 6×4 см.

-1x 34×6 см.

-1x 15×4 см.

Заказываем с Aliexpress:

-12 линейных подшипников в круглом корпусе LM8UU.

-2 шкива GT2 + 1 м зубчатый ремень GT2.

-10 подшипников 624.

-1 шкив Mk8 для привода.

-1 PTFE трубку.

Гладкие стержни для направляющих диаметром 8 мм:

— 2 длиной 22см.

— 4 длиной 17,5 см.

В местном хозяйственном магазине:

-1 вал с резьбой M5, который вы разрежете на 2 части.

-2 шестигранные гайки M5.

-8 винтов M3x16 мм.

-6 винтов M3x 25 мм.

-4 винтаx M4x45 мм.

-2 винта M4x60 мм.

-4 винта M4x20 мм.

-20 шестигранных гаек M4.

-10 шестигранных гаек M3.

-12 маленьких шурупов.

Электроника

-1плата Arduino Mega 2560 + Ramps 1.4 + 4 драйвера шаговых двигателей A4988.

-4 шаговых двигателя 28byj-48.

-3 оптических концевых выключателя.

-1 шаговый двигатель Nema 17 (тоже заказываем с Ali или Ebay. Такие привода стоят около 10 долларов).

Наконечник экструдера:

-1экструдер E3D-V5 Aliexpress

или более дорогой, но с охлажднием

-1экструдер E3D-V6 Aliexpress.

Узлы, которые надо напечатать на 3D принтере

Скачать последние версии 3D моделей узлов, которые надо напечатать можно по ссылке: Thingiverse

.

2 детали «Z-Motor»

2 детали «Y-End»

2 детали «X-End»

1 деталь «X-Carriage»

1 деталь «Motor»

1 деталь «Hotend»

1 деталь «Hotend Clamp»

Механизм для экструдера скачать можно здесь: Thingiverse.

Модификация шагового двигателя 28BYJ-48

Для того, чтобы переделать шаговый двигатель 28BYJ-48 из униполярного в биполярный, вам надо открыть пластиковую крышку.

После этого удалите красный кабель и разомкните контактную дорожку от него как это показано на рисунке.

Теперь на другом конце – выход, который вы будете подключать к Ramps, расположите контакты следующим образом:

голубой—желтый—оранжевый—розовый

После такой небольшой модификации вы можете подключать эти моторы непосредственно к контактам, которые предусмотрены на шилде для Arduino Ramps 1.4

Ось Y

Для начала вам надо склеить две деревянные плиты.

После этого установите напечатанные детали » Motor «, «Z-Motor» на деревянные плиты.

Потом закрепите напечатанные детали с помощью винтов.

Следующий шаг: установите в пазы моторы, а потом — подшипники LM8UU.

Установите на двигателе шкив, а рядом с ним — подшипники 624zz.

Для фиксации подшипников LM8UU используйте пластиковые стяжки.

Дальше – установите две направляющие длиной 17.5 см диаметром 8 мм.

Ну и в конце – натяните ремень через «Y-ends» и установите концевой выключатель.

Ось Х

Для оси Х вам надо:

Установить два болта M4x45 мм в деталь «X-End».

Подключить двигатель, как это показано на рисунках.

Натянуть ремень и установить концевой выключатель.

Установить экструдер с помощью двух болтов M3x25 и затянуть гайками.

Ось Z

Для того, чтобы собрать ось Z, вам надо:

Установить подшипники LM8UU в «X-Carriage» + » X-Ends».

Постом установить «X-Ends» + «X-carriage» на направляющих 17.5 см (Ось X) и 21см (Ось Z).

После этого надо соединить резьбовой вал с мотором

Стол для печати

Сверлим в деревянной плите 20х13 см четыре отверстия диаметром 3 мм.

После этого закручиваем 4 болта M3x25.

Собираем весь 3D принтер

Сборку проводим в соответствии с рисунками ниже. Дополнительные пояснений давать нет смысла. Главное, чтобы предыдущие шаги были корректно реализованы. В таком случае проблем возникнуть не должно.

Подключаем электронику к 3D принтеру

Электронику (в том числе Arduino) подключаем в соответствии с рисунком, который представлен ниже.

Программное обеспечение для Arduino

Загрузить файл конфигурации для Arduino IDE можно по ссылке: www.repetier.com.

Этого должно быть достаточно. Непосредственную наладку вы можете проводить под вашу полученную конструкцию, габариты и т.п.

Фото процесса печати и результаты

После некоторой калибровки, были напечатаны неплохие образцы куба с размерами 1x1x1 см.

Разрешающая способность: 0.2 мм

Скорость: 10 мм/с

Одна из проблем, которая появляется – перегрев двигателей. В результате происходит значительное смещение слоев.

Так что рекомендую устанавливать A4988 на микрошаг 1/16 и настраивать силу тока на минимальное значение.

Кроме того, можно поиграться с прошивкой Arduino для получения более качественного результата.

Подключение электроники для 3д принтера rapms 1.4 и arduino mega 2560 Graber i3 принтер из фанеры

Схема выводов. Цвета могут быть перепутаны, но пары легко прозвонить мультиметром. Шаговый двигатель работает через драйвер. Ещё их называют StepStick. Для RAMPS 1.4 выпускают два вида драйверов A4988 и DVR8825. Они отличаются током, выдаваемым на шаговый двигатель и минимальным микрошагом. Обязательно использовать радиатор. Обдув желателен. А если стол запитан не через реле, то обдув обязателен.
Ток на драйвере подстраивается опытным путём, гоняя 3D принтер на высокой скорости по всем координатам. Оптимальным считается, когда шаговые двигатели уже не гудят и ещё не пропускают шаги.

A4988
Максимальный ток 2 А
Минимальный микрошаг 1/16 шага
Ток регулируется подстроечным резистором. По часовой стрелке — повышение тока. Установка микрошага перемычками на RAMPS 1.4 DVR8825
Максимальный ток 2,2 А
Минимальный микрошаг 1/32 шага. Теоретически даёт большую точность перемещения.
Ток регулируется подстроечным резистором. По часовой стрелке — понижение тока. Установка микрошага перемычками на RAMPS 1.4 Перемычки установки микрошага на RAMPS 1.4 находятся под драйверами шаговых двигателей. Обычно используются A4988 с микрошагом 1/16 — все перемычки установлены. Двигатели оси Z можно подключать:

  • параллельно — каждый штекер в своё гнездо. Это стандартное подключение к RAMPS 1.4. Могут быть проблемы с рассинхронизацией двигателей, если есть разница в сопротивлении обмоток двигателей.
  • последовательно по схеме, одним штекером. При последовательном подключении проблем не должно быть.
  • Концевые выключатели (концевики, endstop, limit switch).

    Наиболее часто используются оптические и механические концевые выключатели. Узнать состояние концевиков можно командой M119. Обычно ставят 3 концевика в положении HOME и софтовое ограничение перемещений в прошивке. Остальные концевики рассчитаны на сбой, но шаговики слабые и повреждений не наносят, просто пропускают шаги при достижении препятствия. А по оси Z у Mendel90 должны гайки выкручиваться из кареток при давлении хотэнда на стол. Расположение концевых выключателей Подключение концевых выключателейКонцевой выключатель оси X Правильное подключение механических концевых выключателей в положении MAX. У оптических концевых выключателей используется дополнительно плюсовой контакт. Подключение термисторов.

    Термистор можно проверить мультиметром как резистор. (Подсоединил к мультиметру — 87 кОм. Зажал пальцами — сопротивление стало падать, оно вообще не стоит на месте.)

    Термистор стола и термистор горячего конца (хотэнда). Подключение нагреваемого стола через реле.

    Температура столика зависит от тока подаваемого на него. Сила тока зависит от сопротивления столика, сечения проводовдо столика и мощности блока питания. А также от качества теплоизоляции внутренней полости столика.
    Реле ставится для разгрузки силового транзистора и снижения нагрева платы электроники, в общем для надёжности. Или для разделения на два блока питания — электроника плюс хотэнд и отдельно для нагрева столика (можно повысить напряжение и ускорить нагрев).

    Схема подключения автомобильного реле (12В 40А) Подключение нагрева хотэнда. Подключение вентилятора для регулируемого программно обдува детали. Подключение вентилятора охлаждения хотэнда, освещения и других потребителей напряжения 12 вольт.
    Подключаем в разъём питания RAMPS. Подключение LCD панели управления (экранчика).

    На задней стороне мы видим два гнезда для подключения шлейфов, слот SD карты и регулятор яркости.Подключение к RAMPS 1.4 происходит через переходник. Гнёзда так-же подписаны EXP1 и EXP2 для правильного подключения.Переходник уже подключается к RAMPS 1.4При правильном подключении и настройке в прошивке экран будет работать уже при питании от USB кабеля.
  • Так же видеоматериалы :
  • Первая часть сборки
  • Сборка печатного экструдера
  • Часть 2 механика :
  • Схема по сборке зд принтера + ссылки на запчасти Алиэкспресса
  • Двигатели нема 17 (нужно либо 3 штуки +2 28 х , либо 5 штук )
  • Нема 17 http://ali.pub/1qr6jk (по штучно )
  • Двигатели для оси Z 28BYJ-48 http://ali.pub/1qr6qd
  • Дисплей http://ali.pub/1bhi2m
  • Ардуино мега 2560 http://ali.pub/1bhigt
  • Горячий стол http://ali.pub/1fkj3y
  • Сопло http://ali.pub/1bhiyp
  • Термисторы http://ali.pub/1bhj5i
  • Направляющая трубка для пластика http://ali.pub/1bhj90
  • Еструдер http://ali.pub/1bhjfm
  • Концевики 4 шт http://ali.pub/1bhjlu
  • Ремень + 2 шкива http://ali.pub/1bhjpq
  • Двигатели нема17 (4 штк ) http://ali.pub/1bhjuz
  • Шпилька с гайкой http://ali.pub/1bhk0f
  • Блок питания 12 в 29 А http://ali.pub/1bhk87
  • Пластик — расходники http://ali.pub/1bhkhc
  • Файлы скачивал здесь для нарезки на лазере https://github.com/sgraber/Graber
  • Переходник на двигатель для оси Z 28BYJ-48 https://www.thingiverse.com/thing:150896
  • Подписывайся на Geek каналы :
  • ➤ VK — https://vk.com/denis_geek
  • ➤ VK — https://vk.com/club_arduino
  • ➤ VK — https://vk.com/chinagreat
  • ➤ VK — https://vk.com/solar_pover
  • ➤ VK — https://vk.com/my_vedroid
  • ➤ Facebook — https://www.facebook.com/Danterayne
  • ➤ Youtube — http://www.youtube.com/c/Danterayne
  • ★ Моя партнёрка с Aliexpress ★
  • http://ali.pub/1j9ks1
  • ★ Получай 10.5% скидку с любой покупки на Aliexpress! ★
  • ★ Полезное браузерное приложение для кэшбэка ★

3D принтер своими руками

Добавлено в закладки: 1

Год назад я созрел для приобретения 3D принтера и начал просматривать информацию на предмет – что лучше и почему. Уже подумывал взять набор для сборки, но попалась на глаза статья про самодельный 3D принтер. Ну в общем развел сам себя на “слабо”. Решил собирать 3D принтер своими руками с максимальным использованием подручных материалов, понимая, что получится не идеальная машина, а эдакий стартовый вариант. Замахнулся на Н-бот. Собрал раму из уголков (пусть и медленный, зато Н-бот, а потом усилю раму). Остановило осознание того, что на подручных материалах сложно обеспечить параллельность осей. Даже если заказывать готовые крепления, просверлить нормально раму очень сложно, надо изобретать кондуктор и т.д и т. п…

Паралельно предложил старшему сыну собрать свой 3D принтер, нашли интересный вариант – Prinbot https://en.wikipedia.org/wiki/Printrbot

После обсуждения с сыном изменений в конструкции, он принялся лепить детали для своего принтера из полиморфуса – https://ru.wikipedia.org/wiki/Поликапролактон (прикольная штука для прототипов).

Увы, для 12 летнего ребенка это тяжелая задача. Да и школу никто не отменял. Проект сына заглох, как и мой.

В начале сентября принял решение доделать принтер, взвесив все за и против. Выбор пал на проект сына. Его быстрое завершение было более реальным.

Сам процесс меня очень увлек. Масса вариантов и материалов. Сначала не фотографировал. Но потом понял, что захочу об этом рассказать.

Ну что ж, теперь по порядку

Мой принтер состоит из:

  • Рама. Штанга резьбовая 8мм, гайки, шайбы, паркетная доска, алюминиевый уголок 30х30х2мм и 50х50х2мм.
  • Направляющие. Пробовал от старых принтеров (мягкие, продавил креплением когда примерял), но у нас 110 рублей метр стоит круг из нержавейки (круг нержавеющий калиброванный – так его в прайс листе называют). Остановился на нем.
  • Подшипники. Изготовлены из обжимного тройника для водопровода. Линейные подшипники заказывать не решился, много написано как они прогрызают не закаленные валы. Наверное можно было заказать втулки с тефлоновым покрытием – SF-1 “Self Lubricating Bearing Bushing 8mm x 10mm x 12mm” . Все же лучше чем мои самосверленные латунные из водопроводного тройника .
  • Движки – nema17 – это название габарита. Мне достались от фискальных регистраторов ПРИМ 07К . Рабочий ток не самый хороший, но для начинающих хватит. В движках так же важно получить нужное количество шагов на миллиметр, а это зависит от количества шагов на оборот, с этим мне повезло.
  • Экструдер можно сделать самому, а можно и купить. Я заказал MK8 директ, Hotend V6 боуден, сопла про запас от 0,3 мм до 0,5мм. Пришлось позже дозаказывать термобарьер чтоб скрестить МК8 и хотэнд от V6 и тефлоновую трубку 2мм внутренний диаметр и 4 мм внешний.
    И в общем-то угадал, попробовал оба варианта подачи прутка. Дозаказывал датчики температуры и нагреватель хотэнда.
  • Электроника – ramps, arduino, stepper drivers. Заказал комплект на https://www.aliexpress.com. Ключевое слово в поиске”3D Printer Arduino Mega 2560 R3 RAMPS 1.4“. Выбрал комплект с дисплеем lcd12864, подогревом стола MK2B и концевиками. Не мог определится с драйверами A4988 или DRV8825. В итоге заказал оба варианта, как потом оказалось – не зря.
  • Смекалка, руки и терпение… семьи

Строительство принтера

Сам процесс постройки был бы намного сложнее без универсального состава Супер-клей + сода. И похоже он будет популярнее “синей изоленты”.

Если в тексте увидите слово – клей или клеить, то речь идет об использовании именно этого состава. Данное упрощение пришлось ввести ради разгрузки текста.

Рама это основа принтера. От неё и начал плясать. Полностью деревянный вариант смутил: влажность, температура и время – влияют на размеры деревянных деталей. Рама собрана из резьбовой штанги и паркетной доски (ламинат показался менее жестким). После сборки рамы заметил склонность к прогибу и кручению. Пришлось добавить третью штангу и два куска доски внутрь конструкции. Ламинированная сторона доски не продавливается шайбами, поэтому мягкую сторону расположил к уголку. Верхние штанги сразу планировал использовать под крепление двигателей. Нижнюю ставил так , чтобы двигателям не мешала. Для оси Х поставил уголок 50х50х2мм. Для моторов использовал 30х30х2мм, не лучший вариант, но работает. Хотел поменять уголок на 50Х50, чтобы закрепиться в трех точках, но увы. В процессе доработки пришлось моторы опустить, что бы не потерять высоту по оси Z (на фото видно уже перевернутое крепление) и 50х50 не подошли уже.

Так же была склеена подставка – что бы не беспокоиться о ровности столов и подоконников где гипотетически может стоять принтер. Клеил на жидкие гвозди “момент“, держит хорошо. Предварительно клеил куски и проверял на прочность.

Так же в процессе доработок заметил, что низ не параллелен. Приклеил брусок с внутренней стороны.

Направляющие. Все направляющие закреплены при помощи “зажим проволочного троса“.

Не идеальный вариант, но напильник и тиски помогли доработать их (на этом этапе задумался – а не вернуться ли к H-bot своему с такими креплениями :-)).

Ставил кусок уголка в тиски, прикручивал два крепления с осями и подтачивал крепления по необходимости для обеспечения паралельности в горизонтальной и вертикальной плоскости.

При установке на места крепления осей отверстия в уголке делал больше чем надо, чтоб иметь возможность регулировки.

Для оси Z использовал непонятно от чего 8мм ось, стальная и оцинкованная (правда цинк пришлось наждачкой снимать – не налазили мои втулки). Хотел было поменять на нержавейку, но прижилась уже. При относительно небольшой длине направляющих, верх можно не фиксировать. Задумал я их сначала вместе с мотором на одном креплении поставить, но хвосты скобы крепления мешали мотору, поэтому перенес их на уголок оси Y. Как потом оказалось, не очень удобный вариант при тонкой настройке. Пришлось сводить параллели по двум осям одновременно.

Ось Y . Долго придумывал как и на что крепить направляющие, остановился на варианте с уголком. Вроде как ровный (относительно конечно) и жесткость есть. Отверстия под крепления сверлил большим диаметром чем надо было. Это позволило смещать направляющие в горизонтальной плоскости. Интересной находкой было использование суперклея с содой для фиксации оснований креплений после регулировки. Такой вариант дает возможность снять направляющую и вернуть на место без потери настроек.

Горизонтальную параллельность вымерял штангенциркулем, вернее не вымерял, а выставлял. Прикладывал с одной стороны, фиксировал размер винтом и подгонял вторую сторону под этот размер. Понятное дело, что “губок” не хватало для этих размеров, приходилось подбирать варианты, чтобы точно зафиксировать размер. Например, так можно отмерить 215мм:

Вертикальную паралельность выставлял по строительному уровню. Просто сравнивал положение уровня на концах направляющих и не важно в уровне стоит конструкция или нет. Важна разница.

Стол получился из композитной алюминиевой панели. Рядом есть цех по раскройке этих панелей, и ребята подарили обрезок на эксперимент. Пока меня устраивает этот вариант. Втулки крепил к панели клеем, при работе над ошибками (об этом немного позже), армировал проволокой и закрепил клеем. На тиски клал столик, на столик гайки, а на гайки направляющие с рамой. После того как всё выставил, по капле подливал клей и подсыпал соду между втулкой и столиком.

ОсьХ. Здесь я застопорился немного. Фиксацию крепления суперклеем я еще не придумал, а снимать направляющие нужно будет. Ведь каретку экструдера придется дорабатывать и переделывать. Каждый раз настраивать параллели не улыбалось. Начал с того, что выставил оси на гайках на столе, гайки сравнивал перед этим, выбрал примерно одинаковые, те что сильно отличались – на крепеж..

С предварительно засверленным под двигатель уголком закрепил сначала одну втулку.

Потом, после проверки ровного прилегания к гайкам направляющих, осторожно закрепил вторую втулку. После фиксации положения снял направляющие и хорошенько проклеил втулки.

Далее хотел сделать неподвижное крепление направляющих с одной стороны, чтобы избежать частых настроек. Пробовал спаять проволоку, намотанную на направляющие:

пробовал приклеить к пластине:

Увы, при затягивании, направляющие раздвигало в стороны, и каретку клинило.

Вернулся в конце концов к тросовым зажимам, и в процессе подгонки появилась идея зафиксировать их положение клеем . Разобрал и собрал узел несколько раз, всё на месте – каретку не клинит!

Дело пошло!

Собрав таким образом ось Х закрепил её на оси Z клеем, предварительно выставив на гайки для более ровного положения.

К этому моменту я уже догадался армировать соединение втулки с уголком проволокой, так как клей отваливается от уголка при определенной нагрузке. Так даже удобнее – выставил на проволоке деталь и фиксируешь клеем.

Подшипники сделаны из обжимного водопроводного тройника.

Его распилил на три части и рассверлил обычным сверлом на 8мм. Сделал так, рассчитывая на то, что смогу напечатать подшипники до появления больших проблем с втулками.

Как временный вариант может подойти проволока, намотанная вокруг направляющей и пропаянная хорошенько. Когда пытался крепить направляющие, удивился тому, что эта конструкция ходит по оси более менее ровно. Навивать сначала лучше на меньший диаметр, а потом навинчивать на место.

Позже узнал, что есть втулки SF1. Наверное можно было их поставить как времянку, да и дешевле выйдет…

Как крепил – выше уже всё показал, добавить особо нечего. Способ вполне мне понравился.

Двигатель

Достались мне вот такие движки – 1.8 градуса шаг, с напресованными шкивами под ремень. На просторах интернета нашел инфу, что ток у них не самый большой, но мне достаточно для относительно небольших скоростей.

На экструдер решил ставить двигатель от матричного принтера.

Увы, это была ошибка. Слишком мало шагов на 1мм вышло в итоге, и нормальная печать не получалась на этом двигателе. Как ни странно, многое удалось напечатать и с ним, но заменил пластик – и пошли непонятки – жуткие пропуски в слоях. Позже заменил этот двигатель.

Привод Z. Двигатели закреплены на уголках. Резьбовая штанга изначально крепилась к родному шкиву двигателя термоусадкой в два слоя и фиксацией стяжками.

Сам привод оси состоит из трех гаек, склеенных в блок и приклеенных через шайбы к уголку оси Х . Заметил, что 3 гайки дают меньший люфт. Надо блок прогнать по резьбе несколько проходов, чтоб витки встали на место. Сначала немного заедает, потом всё нормально.

Привод оси Y. Расположен посередине, под столом. Концы ремня закрепил с помощью обрезков уголка.

Сначала решил схитрить и поставить один подшипник.

Увы, стол клинило в крайнем положении.

Привод оси Х ремнем. Двигатель закреплен на раме оси с помощью уголка.

Натяжитель – подшипник с болтом и увеличенным отверстием в креплении:

На каретке закрепил винт (опять клей) и гайкой притянул ремень

Экструдер. Изначально использовал “директ” на слабом движке от матричного принтера.

Это было ошибкой. Под этот габарит я делал каретку, и без кардинальных переделок замена движка невозможна. Тем не менее этот вариант позволил напечатать много деталей, в том числе и детали для модернизации самого принтера. Экструдер MK8, хотэнд от V6 (позже он появится на фото) через термобарьер, который пришлось заказывать отдельно, так как резьба на МК8 меньше чем на V6. Сопло стояло изначально 0.4, но быстро забилось, заменил его на 0.5 (сопло меняется после прогрева хотэнда, горячо но зато откручивается). Для приобретения опыта так менее хлопотно.

Электроника. Здесь масса вариантов. Всё зависит от ваших потребностей и что удастся купить. Повторяться не имеет смысла, большую часть знаний я подчерпнул отсюда (спасибо автору за труд) https://3deshnik.ru/blogs/akdzg/podklyuchaem-elektroniku-ramps-1-4-k-3d-printeru-na-primere-mendel90

Основные моменты:

  • Настройка количества шагов и тока индивидуальны для каждого вида драйверов.
  • К полевикам лучше привинтить радиатор, пусть и маленький. Обдув RAMPS 1.4 уменьшит перегревы.
  • Перестал работать на ровном месте драйвер A4988. Переставил на ось – крутит, а экструдер нет. В интернете нашел, что такое поведение бывает у этих драйверов, не стал разбираться почему так. Пригодился дублирующий комплект DRV8825. Поставил, настроил и работает до сих пор.
  • Концевики приклеивал где было удобно.

Опять же, смысл клонировать отлично написанный материал. Тем более, что настройка зависит от “железа” использованного в конструкции.

Что запомнилось:

Распечатал нужную часть кода и на листах подписывал, что и где поменял. Очень удобно включить нумерацию в IDE и подписывать номер строки на бумажке. Стало намного легче находить нужные строки при настройке.

Заметил, что ось Z почему-то перемещается минимально на 0.04мм. Поэтому не стал на драйвере ставить микрошаг для Z. С шагами, может и заблуждаюсь, но решил так – если один шаг не больше 0.01, мне этого достаточно и использовать микрошаг не обязательно. Тем более, подозреваю , что марлин дает шаг 0.04мм для использования.

Ну вот, после настроек зачесались руки попробовать печать. Оси перемещаются, экструдер греется и что-то выдавливает…

Пластик для проб взял у сына от 3D ручки. Белый и зеленый оказались ПЛА, красный – АБС, и всё это знатно отсыревшее, так как валялось на полках не один год.

В тайне я надеялся, что всё сразу заработает идеально, как же я заблуждался

Работа над ошибками

Выявились несколько моментов:

  • стол надо делать большего размера с полями под зажимы;
  • стол клинит в крайних положениях из за диагонального крепления ремня;
  • оси настроены не очень хорошо, ось Z клинит на максимальном подъеме.

Пришлось разобрать стол и переделать привод стола.

Крепления ремня установил по центрам сторон. Понял, что идеальный вариант – таскать груз за центр масс. Так меньше нагрузка на подшипники и даже втулки клинить от перекоса не будет. В будущем буду стараться так и делать.

Тщательно выставил оси. Именно на этом этапе я использовал строительный уровень.

Стол вырезал побольше и приклеил к втулкам, уже армируя проволокой.

И та-да-ам! Мой первый тестовый кубик!

Распаковав катушку “переходного” пластика (хороший жалко тратить просто так) от FDplast (заказанный ещё зимой), начал пробы. После подбора шагов экструдера стали получатся вполне вменяемые вещи, не идеал, но всё же. Переживал по поводу отсутствия подогрева стола. Но как оказалось, если сильно хочется, то можно пробовать и без него. Маленькие детали можно печатать. Тренировался на модели гибкого кабель канала. И опыт, и кабель канал “в подарок”.

Напечатав энное количество предметов, решил попробовать другой цвет, не переходной и… Вот это номер!

Ну теперь-то я уже знаю, что виноват двигатель экструдера и стечение обстоятельств. Желтый пластик гуще, и при малом количестве шагов на 1мм он более-менее ровно ложился в слой. Синий – более жидкий и выдавливался порциями, это хорошо видно на “юбке”.

Осознав проблему, начал готовиться к модернизации. Попутно осваивая FreeCAD, так как готовые модели на просторах интернета не всегда подходят под мои задумки. Научился дорабатывать чужие модели и создавать простые свои.

Модернизация

Пока печатались детали для посудомоечной машины, я подбирал варианты моделей для переделки. Из за моей невнимательности два раза ломало узел привода оси Z. Клей позволял быстро восстановить узел, но надо было что-то делать. Ещё думал, как увеличить количество шагов экструдера, замахнулся на полностью печатный редуктор. И вот настал момент – детали напечатаны и готовы к установке.

Чтобы объединить гайки в блок без клея, сделал втулку с гранями внутри, и гайки с небольшим натягом туда устанавливаются.

Модель блока гаек была объединена с моделью кардана. Также доработал модель переходной муфты под шкив двигателя. Волевым решением был отказ от “директа” в пользу короткого “боудена”. Редуктор остался на память, а каретка оси Х стала намного легче. Так же повесил лампу, разобрал готовую лампу на 12 вольт и прикрутил к каретке.

И вот каким получился в итоге “3D принтер своими руками”

“Тестовое” звено кабель канала выглядит теперь вот так:

Выводы и рекомендации

Агрегат получился вполне жизнеспособным. Это можно смело заявить после месяца эксплуатации и напечатанного комплекта роликов для посудомойки. Купил пластик ПЛА и напечатал за 3 часа такую штуку:

Ради интереса поставил печать тестового кубика на скорости 120мм/сек, так крышка кубика просто не закрылась, без обдува детали пластик не успевал застывать и получилась дырка-каша :

Печатаю в среднем на 40мм/сек. Понимаю, что втулки может клинить, но теперь хочется проверить ресурс машинки без доработок. Облагородить наверное надо. Может быть поставлю на втулки сальники клапанов от ВАЗ. Напрягает, что в смазку попадает грязь.

Без подогрева стола с АБС пластиком сложно очень. Орг стекло выгибает просто, если модель прилипла хорошо, а на холодное, обычное стекло не прилипает модель.

Но всё же, можно печатать интересные вещи, а небольшая “деламинация” “лечится” ацетоном.

Области печати 120 – 150мм вполне достаточно для многих задач. Даже хватит для печати деталей будущего большого принтера.

Доступная область печати по оси = доступная для перемещения длина направляющей, минус длина подшипника.

Повторюсь про “центр масс”. Очень мало кто на это обращает внимание. Если перемещать узел за “центр массы”, то нагрузка на подшипники уменьшается в разы и становится доступной большая скорость.

Гонка за большими скоростями возможна только после освоения низких.

Меня смущает открытая для пыли рабочая зона подшипников. Думаю сделать на обычных круглых подшипниках, в интернете есть такие варианты.

Механика принтера – это одно, а программные настройки – это другое. Но дефекты печати иногда схожи и надо учиться их разделять (как пример – мой экструдер).

Я хотел показать, как можно решить задачи, возникающие при постройке принтера. Не стоит рассматривать мой принтер как образец для повторения. Некоторые узлы сегодня я бы делал уже по-другому. И этот опыт я перенесу в другой принтер, который уже в планах – сын хочет свой принтер. Собирать его мы будем уже вместе.

3D принтер своими руками? Да, легко!

Делаем самодельный 3D принтер из CD-ROM и FLOPPY — диска

Данная статья взята с зарубежного сайта и переведена мною лично. Предоставил эту статью mikelllc.

Этот проект описывает конструкцию 3D принтера очень низкой бюджетной стоимости, который в основном построен из переработанных электронных компонентов.

Результатом является небольшой формат принтера менее чем за 100 $.

Прежде всего, мы узнаем, как работает общая система ЧПУ (по сборке и калибровке, подшипники, направляющие), а затем научим машину отвечать на инструкции G-кода. После этого, мы добавляем небольшой пластиковый экструдер и даем команды на пластиковую экструзию калибровки, настройки питания драйвера и других операций, которые дадут жизнь принтеру. После данной инструкции вы получите небольшой 3D принтер, который построен с приблизительно 80% переработанных компонентов, что дает его большой потенциал и помогает значительно снизить стоимость.

С одной стороны, вы получаете представление о машиностроении и цифровом изготовлении, а с другой стороны, вы получаете небольшой 3D принтер, построенный из повторно используемых электронных компонентов. Это должно помочь вам стать более опытным в решении проблем, связанных с утилизацией электронных отходов.

Читать про код.

Шаг 1: X, Y и Z.

Необходимые компоненты:

  • 2 стандартных CD / DVD дисковода от старого компьютера.
  • 1 Floppy дисковод.

Мы можем получить эти компоненты даром, обратившись в сервисный центр ремонта. Мы хотим убедиться, что двигатели, которые мы используем от дисководов флоппи, являются шаговыми двигателями, а не двигатели постоянного тока.

Шаг 2: Подготовка моторчика

Компоненты:

3 шаговых двигателя от CD / DVD дисков.

1 NEMA 17 шаговый двигатель, что мы должны купить. Мы используем этот тип двигателя для пластикового экструдера, где нужны большие усилия, необходимые для работы с пластиковой нитью.

CNC электроника: ПЛАТФОРМЫ или RepRap Gen 6/7. Важно, мы можем использовать Sprinter / Marlin Open Firmware. В данном примере мы используем RepRap Gen6 электронику, но вы можете выбрать в зависимости от цены и доступности.

PC питания.

Кабели, розетка, термоусадочные трубки.

Первое, что мы хотим сделать, это как только у нас есть упомянутые шаговые двигатели, мы сможем припаять к ним провода. В этом случае у нас имеется 4 кабеля, для которых мы должны поддерживать соответствующую последовательность цветов (описано в паспорте).

Спецификация для шаговых двигателей CD / DVD: . .

Спецификация для NEMA 17 шагового двигателя: . .

Шаг 3: Подготовка источника питания

Следующий шаг заключается в подготовке питания для того, чтобы использовать его для нашего проекта. Прежде всего, мы соединяем два провода друг с другом (как указано на рисунке), чтобы было прямое питания с выключателем на подставку. После этого мы выбираем один желтый (12V) и один черный провод (GND) для питания контроллера.

Шаг 4: Проверка двигателей и программа Arduino IDE

Теперь мы собираемся проверить двигатели. Для этого нам нужно скачать Arduino IDE (физическая вычислительная среда), можно найти по адресу: http://arduino.cc/en/Main/Software.

Нам нужно, загрузить и установить версию Arduino 23.

После этого мы должны скачать прошивку. Мы выбрали Марлин (Marlin), который уже настроен и может быть загружен Marlin: . .

После того, как мы установили Arduino, мы подключим наш компьютер с ЧПУ контроллера Рампы / Sanguino / Gen6-7 с помощью кабеля USB, мы выберем соответствующий последовательный порт под Arduino инструментов IDE / последовательный порт, и мы будем выбирать тип контроллера под инструменты платы (Рампы (Arduino Mega 2560), Sanguinololu / Gen6 (Sanguino W / ATmega644P — Sanguino должен быть установлен внутри Arduino)).

Основное объяснение параметра, все параметры конфигурации находятся в configuration.h файла:

В среде Arduino мы откроем прошивку, у нас уже есть загруженный файл / Sketchbook / Marlin и мы увидим параметры конфигурации, перед тем, как загрузим прошивку на наш контроллер.

1) #define MOTHERBOARD 3, в соответствии с реальным оборудованием, мы используем (Рампы 1,3 или 1,4 = 33, Gen6 = 5, …).

2) Термистор 7, RepRappro использует Honeywell 100k.

3) PID — это значение делает наш лазер более стабильным с точки зрения температуры.

4) Шаг на единицу, это очень важный момент для того, чтобы настроить любой контроллер (шаг 9)

Шаг 5: Принтер. Управление компьютером.

Управление принтером через компьютер.

Программное обеспечение: существуют различные, свободно доступные программы, которые позволяют нам взаимодействовать и управлять принтером (Pronterface, Repetier, …) мы используем Repetier хост, который вы можете скачать с http://www.repetier.com/. Это простая установка и объединяет слои. Слайсер является частью программного обеспечения, которое генерирует последовательность разделов объекта, который мы хотим напечатать, связывает эти разделы со слоями и генерирует G-код для машины. Срезы можно настроить с помощью параметров, таких как: высота слоя, скорость печати, заполнения, и другие, которые имеют важное значение для качества печати.

Обычные конфигурации слайсера можно найти в следующих ссылках:

В нашем случае мы имеем профиль configuret Skeinforge для принтера, которые можно интегрировать в принимающую пишущую головку программного обеспечения.

Skeinforge ссылка раздел: . .

Шаг 6: Регулирование тока и интенсивность

Теперь мы готовы протестировать двигатели принтера. Подключите компьютер и контроллер машины с помощью кабеля USB (двигатели должны быть подключены к соответствующим гнездам). Запустите Repetier хостинг и активируйте связь между программным обеспечением и контроллером, выбрав соответствующий последовательный порт. Если соединение прошло успешно, вы сможете контролировать подключенные двигатели с использованием ручного управления справа.

Для того, чтобы избежать перегрева двигателей во время регулярного использования, мы будем регулировать силу тока, чтобы каждый двигатель мог получить равномерную нагрузку.

Для этого мы будем подключать только один двигатель. Мы будем повторять эту операцию для каждой оси. Для этого нам понадобится мультиметр, прикрепленный последовательно между источником питания и контроллером. Мультиметр должен быть установлен в режиме усилителя (текущего) — смотри рисунок.

Затем мы подключим контроллер к компьютеру снова, включите его и измерьте ток при помощи мультиметра. Когда мы вручную активировали двигатель через интерфейс Repetier, ток должен возрасти на определенное количество миллиампер (которые являются текущими для активации шагового двигателя). Для каждой оси ток немного отличается, в зависимости от шага двигателя. Вам придется настроить небольшой потенциометр на управление шагового интервала и установить текущее ограничение для каждой оси в соответствии со следующими контрольными значениями:

Плата проводит ток около 80 мА

Мы подадим ток на 200 мА для Х и Y-оси степперы.

400 мА для Z-оси, это требуется из-за большей мощности, чтобы поднять пишущую головку.

400 мА для питания двигателя экструдера, поскольку он является мощным потребителем тока.

Шаг 7: Создание машины структуры

В следующей ссылке вы найдете необходимые шаблоны для лазеров которые вырезают детали. Мы использовали толщиной 5 мм акриловые пластины, но можно использовать и другие материалы, как дерево, в зависимости от наличия и цены.

Лазерная настройка и примеры для программы Auto Cad: . .

Конструкция рамы дает возможность построить машину без клея: все части собраны с помощью механических соединений и винтов. Перед лазером вырезают части рамы, убедитесь, что двигатель хорошо закреплен в CD / DVD дисководе. Вам придется измерять и изменять отверстия в шаблоне САПР.

Шаг 8: Калибровка X, Y и оси Z

Хотя скачанная прошивка Marlin уже имеет стандартную калибровку для разрешения оси, вам придется пройти через этот шаг, если вы хотите точно настроить свой принтер. Здесь вам расскажут про микропрограммы которые позволяют задать шаг лазера вплоть до миллиметра, ваша машина на самом деле нуждается в этих точных настройках. Это значение зависит от шагов вашего двигателя и по размеру резьбы движущихся стержней ваших осей. Делая это, мы убедимся, что движение машины на самом деле соответствует расстояниям в G-кода.

Эти знания позволят вам построить CNC-машину самостоятельно в независимости от составных типов и размеров.

В этом случае, X, Y и Z имеют одинаковые резьбовые шпильки так калибровочные значения будут одинаковыми для них (некоторые могут отличаться, если вы используете разные компоненты для разных осей).

Мы должны будем рассчитать, сколько шагов двигателя необходимы для перемещения 1 мм каретки. Это зависит от:

  • Радиуса шкива.
  • Шага на оборот нашего шагового двигателя.

Микро-шаговые параметры (в нашем случае 1/16, что означает, что за один такт сигнала, только 1/16 шага выполняется, давая более высокую точность в систему).

Мы устанавливаем это значение в прошивке (stepspermillimeter).

Для оси Z:

Используя интерфейс Controller (Repetier) мы настраиваем ось Z, что позволяет двигаться на определенное расстояние и измерять реальное смещение.

В качестве примера, мы подадим команду, чтобы он двигался на 10 мм и измерим смещение 37.4 мм.

Существует N количество шагов, определенных в stepspermillimeter в прошивке (X = 80, Y = 80, Z = 2560, EXTR = 777,6).

N = 2560

N = N * 10 / 37,4

Новое значение должно быть 682,67.

Мы повторяем это в течение 3 или 4 раз, перекомпилируя и перезагружая прошивки для контроллера, мы получаем более высокую точность.

В этом проекте мы не использовали конечные установки для того, чтобы сделать более точным машину, но они могут быть легко включены в прошивку и она будет готова для нас.

Мы готовы к первому испытанию, мы можем использовать перо, чтобы проверить, что расстояния на чертеже верны.

Шаг 9: Экструдер

Привод для нити состоит из NEMA 17 шагового двигателя и МК7 / MK8 типа приводной шестерни, возможно вам придется ее купить. Вы также должны будете иметь драйвера, чтобы 3D-печати экструдера шла прямо от привода, можно скачать здесь.

1) Экструдер простоя: . .

2) Экструдер тела: . .

3) Лазер: . .

Нить накала втягивается в экструдер со стороны управляющих нитей, затем подается в нагревательную камеру внутрь гибкой тефлоновой трубки.

Мы будем собирать прямой привод, как показано на рисунке, прикрепив шаговый двигатель к главной раме.

Для калибровки, поток пластика должен соответствовать кусочку пластиковой нити и расстоянию (например 100 мм), положить кусочек ленты. Затем перейдите к Repetier Software и нажмите выдавливать 100 мм, реальное расстояние и повторить Шаг 9 (операцию).

Шаг 10: Печатаем первый объект

Теперь аппарат должен быть готов для первого теста. Наш экструдер использует пластиковую нить диаметром 1.75 мм, которую легче выдавливать и более она более гибкая, чем стандартная диаметром 3 мм. Мы будем использовать PLA пластик, который является био-пластиком и имеет некоторое преимущество по сравнению с ABS: он плавится при более низкой температуре, что делает печать более легкой.

Теперь, в Repetier, мы активируем нарезки профилей, которые доступны для резки Skeinforge. .

Мы печатаем на принтере небольшой куб калибровки (10x10x10 мм), он будет печатать очень быстро, и мы сможем обнаружить проблемы конфигурации и моторный шаг потери, путем проверки фактического размера печатного куба.

Так, для начала печати, открыть модель STL и нарезать его, используя стандартный профиль (или тот, который вы скачали) с резки Skeinforge: мы увидим представление нарезанного объекта и соответствующий G-код. Мы подогреваем экструдер, и когда он нагреется до температуры плавления пластика (190-210C в зависимости от пластической марки) выдавим немного материала (пресс выдавливания), чтобы увидеть, что все работает должным образом.

Мы устанавливаем начало координат относительно экструзионной головки (х = 0, у = 0, z = 0) в качестве разделителя используем бумагу, головка должна быть как можно ближе к бумаге, но не касалась ее. Это будет исходное положение для экструзионной головки. Оттуда мы можем начать печать.

Лазерный гравер из dvd своими руками

Это версия лазерного гравера и резака для бумаги с ЧПУ, на основе Arduino, используя старый dvd-привод и лазер мощностью 250 мВт

Необходимые детали и материалы:

  • Arduino Nano (с USB-кабелем)
  • 2x DVD приводной шаговый механизм
  • 2 модуля драйвера шагового двигателя A4988 (или экран GRBL)
  • Лазер 250 мВт с регулируемой линзой (или выше)
  • 12В 2Amp минимум питания
  • 1x IRFZ44N N-CHANNEL Mosfet
  • 1х 10к резистор
  • Резистор 1x 47 Ом
  • 1x регулятор напряжения LM7805 (с радиатором)
  • Пустая печатная плата
  • Головки Male и Female
  • 2,5 мм JST XH-Style
  • 2-контактный разъем
  • 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор Перемычка кабелей
  • 8x маленьких неодимовых магнитов (которые я спас от механизма линз DVD)
  • 1x 2-контактный штекер в винтовом разъеме клеммной колодки
  • Лента транспортная (100 мм)
  • Супер клей
  • 6x винтов M3x12
  • 8x M2x5 винтов
  • Лазерные защитные очки.

Потребуются два механизма привода DVD, один для оси X и второй для оси Y.
Используя небольшую отвертку с головкой Phillips, удалили все винты и отсоединенный шаговый двигатель, скользящие направляющие и толкатель.
Шаговые двигатели представляют собой 4-контактный двухполюсный шаговый двигатель.

Небольшой размер и низкая стоимость DVD-мотора говорит о том, что вам не стоит ожидать высокого разрешение мотора. Это обеспечивается ведущим винтом. Кроме того, не все такие двигатели делают 20 шагов / 24 об., также является общей спецификацией. Вам просто нужно протестировать ваш двигатель, чтобы убедиться, на что он способен.

Порядок расчета разрешающей способности шагового двигателя dvd привода

Чтобы измерить разрешение шагового двигателя привода CD / DVD, нужен цифровой микрометр. Расстояние вдоль винта было уже измерено. Общая длина винта промерена с помощью микрометра, которая оказалась 51,56 мм. Далее нужно определить значение отведения, которое представляет собой расстояние между двумя соседними резьбами на винте. Потоки были рассчитаны на 12 нитей в пределах этого расстояния. Отвод = расстояние между соседними нитями = (общая длина / количество нитей = 51,56 мм) / 12 = 4,29 мм / об. Угол шага составляет 18 градусов, что соответствует 20 шагам / оборот. Теперь, когда вся необходимая информация доступна, разрешение шагового двигателя можно рассчитать, как показано выше: Разрешение = (Расстояние между смежными нитями) / (N шагов / оборот) = (4,29 мм / оборот) / (20 шагов / оборот) = 0,214 мм / шаг. Что в 3 раза лучше требуемого разрешения, которое составляет 0,68 мм / шаг.

Подготовка слайдера

Используя супер клей, крепим ползунок и направляющую. Пружина прикреплена для поддержания натяжения между направляющей и ходовым винтом, чтобы избежать зазубрин.

Сборка направляющих для оси Y

Перед установкой ползунка в основание, приклеим 4 маленьких неодимовых магнитов (из механизма линз DVD) на X-пластину. Эти магниты помогут удерживать заготовку в рабочей зоне.

Гладкий стержень сохранит механизм скольжения в целости и сохранности относительно основания.

Сборка направляющих для оси X

Используя супер клей и винт, прикрепим направляющий механизм к корпусу лазера.

Затем прикрепите шаговый двигатель к месту, используя винты и вставьте гладкие стержни и направляющую часть в отверстия, учитывая, что ползунок движется свободно и не слишком сильно. Далее прикрепим к нему боковые стойки рамы.

Подключение шаговых двигателей

Для шаговых двигателей используем старый USB-кабель, потому что он имеет 4 провода внутри и крышку, так же он более гибкий и с ним легко работать.

Используя режим непрерывности в мультиметре, определите 2 катушки, катушку A и катушку B.

Я сделал 2 пары проволоки, выбрав цвета: одну пару для катушки A и вторую для катушки B.

Припаял их и использовал термоусадочную трубку.

Комбинирование осей X и Y

Используя 4 винта M3x12, объедините основание и две боковые рамы в одну сборку.

Детали используемые для драйвера:

  • Arduino nano.
  • 2x A4988 Драйверы шаговых двигателей.
  • 1x IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор.
  • 1x LM7805 Регулятор напряжения с радиатором.
  • 1x 47 Ом и 1x 10 кОм резистор.
  • 1x 1000 мкФ 16 В конденсатор.
  • 1x 2,5 мм JST XH-Style 2-контактный разъем.
  • Штыри заголовка мужского и женского пола.
  • 1x (20 мм х 80 мм пустой печатной платы).

В GRBL защищены цифровые и аналоговые пины Arduino.

Шаговый контакт для осей X и Y прикреплен к цифровым контактам 2 и 3 соответственно. Вывод «Dir» для осей X и Y прикреплен к цифровым выводам 5 и 6 соответственно. D11 для лазерного включения. Arduino получает питание через USB-кабель. Драйверы A4988 через внешний источник питания. Все основание имеет общие связи. VDD A4988 подключены к 5V Arduino. Лазер, который использовался, работает на 5 В и имеет встроенную цепь постоянного тока. Для источника постоянного напряжения 5 В от внешнего источника питания используется регулятор напряжения LM7805. Радиатор является обязательным. IRFZ44N N-КАНАЛЬНЫЙ МОП-транзистор работает как электронный переключатель, когда получает цифровой высокий сигнал с контакта D11 Arduino. ПРИМЕЧАНИЕ: используем 5 В от Arduino Nano

Настройка микро шага для каждой оси.

MS0 MS1 MS2 Разрешение микрошагов.

Низкий Низкий Низкий Полный шаг.
Высокий Низкий Низкий Полшага

Низкий Высокий Низкий Квартальный шаг.

Высокий Высокий Низкий Восьмой шаг.

Высокий Высокий Высокий Шестнадцатый шаг.

3 контакта (MS1, MS2 и MS3) предназначены для выбора одного из пяти шагов решения в соответствии с приведенной выше таблицей правды. Эти контакты имеют внутренние понижающие резисторы, поэтому, если мы оставим их отключенными, плата будет работать в режиме полного шага. Мы использовали 16-ю ступенчатую конфигурацию для плавного и бесшумного. Большинство (но, конечно, не все) шаговых двигателей совершают 200 полных шагов за оборот. Путем надлежащего управления током в катушках можно заставить двигатель двигаться меньшими шагами. Pololu A4988 может заставить двигатель двигаться с шагом 1/16 — или 3200 шагов за оборот. Основное преимущество микрошагования заключается в уменьшении шероховатости движения. Единственные полностью точные позиции — позиции полного шага. Двигатель не сможет удерживать стационарное положение в одном из промежуточных положений с той же точностью положения или с тем же удерживающим моментом, что и в положениях полного шага.

Сборка электроники в кадр

Смонтируйте плату драйвера на задней панели, используя 2 винта M2 и к раме машины, используя 2 винта M3x12. Подключены к соединениям для шаговых двигателей X, Y и Laser.

Регулировка тока шагового драйвера

Для достижения высоких скоростей шага, питание двигателя обычно намного выше, чем было бы допустимо без активного ограничения тока. Например, типичный шаговый двигатель может иметь максимальный номинальный ток 1 А с сопротивлением катушки 5 Ом, что будет указывать на максимальное питание двигателя 5 В. Использование такого двигателя с напряжением 12 В позволило бы повысить скорость шага, но ток должен активно быть ограниченным до 1А, чтобы предотвратить повреждение двигателя. A4988 поддерживает такое активное ограничение тока, а потенциометр триммера на плате можно использовать для установки ограничения тока. Один из способов установить ограничение тока — перевести драйвер в полноступенчатый режим и измерить ток, проходящий через одну катушку двигателя, без замыкания входа STEP. Измеренный ток будет 0.7-кратный предел тока (поскольку обе катушки всегда включены и ограничены до 70% от предела тока, установленного в режиме полного шага). Обратите внимание, что изменение логического напряжения Vdd на другое значение изменит настройку ограничения тока, поскольку напряжение на выводе «ref» является функцией Vdd. Другой способ установить предел тока — это измерить напряжение непосредственно на потенциометре и рассчитать результирующий предел тока (резисторы чувствительности тока равны 0,1 Ом). Ограничение тока относится к опорному напряжению следующим образом: Другой способ установить предел тока — это измерить напряжение непосредственно на потенциометре и рассчитать результирующий предел тока (резисторы чувствительности тока равны 0,1 Ом). Ограничение тока соотносится к опорному напряжению следующим образом: Другой способ установить предел тока — это измерить напряжение непосредственно на потенциометре и рассчитать результирующий предел тока (резисторы чувствительности тока равны 0,1 Ом). Ограничение тока соотносится к опорному напряжению следующим образом: Ограничение тока = VREF × 1,25. Так, например, если опорное напряжение 0,6 В, то предельный ток 0.75A. Как упомянуто выше, в режиме полного шага ток через катушки ограничен до 70% от предела тока, поэтому, чтобы получить ток катушки для полного шага в 1А, предел тока должен быть 1А / 0,7 = 1,4А, что соответствует до VREF 1,4A / 1,25 = 1,12 В. См. таблицу данных A4988 для получения дополнительной информации. Примечание. Ток катушки может сильно отличаться от тока источника питания, поэтому не следует использовать ток, измеренный на источнике питания, для установки предела тока. Подходящее место для установки вашего измерителя тока — последовательно с одной из ваших катушек шагового двигателя.

Cборка лазера

Лазер, который я использовал, это фокусируемый лазерный модуль 200-250 мВт, 650 нм. Наружный металлический корпус работает как теплоотвод для лазерного диода. Имеет фокусирующую линзу для регулировки лазерной точки.

Подсоедините разъем лазерного провода к лазерному разъему на плате драйвера.

Купить лазер можно .

Готовимся!

Используя четыре небольших неодимовых магнита, зафиксируйте рабочую деталь на рабочей станине и установите оси X и Y в исходное положение (home). Включите плату драйвера через внешний источник питания и подключите Arduino Nano к компьютеру через кабель USB A — USB Mini B.

Также питание платы осуществляется от внешнего источника питания.

БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕЖДЕ ВСЕГО!!!!!!!!

ОБЯЗАТЕЛЬНО ИСПОЛЬЗУЙТЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ОЧКИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ!!!!!!!!

Прошивка GRBL

  • Скачать GRBL, https://github.com/gnea/grbl
  • Распакуйте на рабочий стол папку grbl-master, вы найдете ее в файле master.zip
  • Запустите Arduino IDE
  • В меню панели приложения выберите: Sketch -> #include Library -> Add Library from file.ZIP
  • Выберите папку grbl, которую вы можете найти внутри папки grlb-master, и нажмите Open
  • Теперь библиотека установлена и программное обеспечение IDE покажет вам следующее сообщение: Библиотека добавлена в вашу библиотеку. Проверьте меню «Включение библиотек».
  • Затем откройте пример под названием «grbl upload» и загрузите его на свою платформу arduino.

Программное обеспечение для отправки G-кода

Также нам нужно программное обеспечение для отправки G-кода в ЧПУ, для этого я использовал LASER GRBL

LaserGRBL — один из лучших стримеров для Windows GCode для лазерных граверов DIY. LaserGRBL может загружать и транслировать путь GCode в arduino, а также гравировать изображения, картинки и логотип с помощью встроенного инструмента конвертации.

LASER GRBL Скачать на http://lasergrbl.com/en/

Последняя версия, стабильная

Полная версия

LaserGRBL постоянно проверяет наличие COM-портов на машине. Список портов позволяет вам выбрать COM-порт, к которому подключена ваша плата управления.

Пожалуйста, выберите правильную скорость передачи данных для соединения в соответствии с конфигурацией прошивки вашего устройства (по умолчанию 115200).

Настройки Grbl:

$$ — Просмотр настроек Grbl

Чтобы просмотреть настройки, введите $$ и нажмите клавишу ввода после подключения к Grbl. Grbl должен ответить списком текущих настроек системы, как показано в примере ниже. Все эти настройки являются постоянными и хранятся в EEPROM, поэтому, если вы выключите питание, они будут загружены обратно при следующем включении Arduino.

$0=10 (step pulse, usec)

$1=25 (step idle delay, msec)

$2=0 (step port invert mask:00000000)

$3=6 (dir port invert mask:00000110)

$4=0 (step enable invert, bool)

$5=0 (limit pins invert, bool)

$6=0 (probe pin invert, bool)

$10=3 (status report mask:00000011)

$11=0.020 (junction deviation, mm)

$12=0.002 (arc tolerance, mm)

$13=0 (report inches, bool)

$20=0 (soft limits, bool)

$21=0 (hard limits, bool)

$22=0 (homing cycle, bool)

$23=1 (homing dir invert mask:00000001)

$24=50.000 (homing feed, mm/min)

$25=635.000 (homing seek, mm/min)

$26=250 (homing debounce, msec)

$27=1.000 (homing pull-off, mm)

$100=314.961 (x, step/mm)

$101=314.961 (y, step/mm)

$102=314.961 (z, step/mm)

$110=635.000 (x max rate, mm/min)

$111=635.000 (y max rate, mm/min)

$112=635.000 (z max rate, mm/min)

$120=50.000 (x accel, mm/sec^2)

121=50.000 (y accel, mm/sec^2)

$122=50.000 (z accel, mm/sec^2)

$130=225.000 (x max travel, mm)

$131=125.000 (y max travel, mm)

$132=170.000 (z max travel, mm)

Настройка системы

Вот самая трудная часть проекта

— Настройка лазерного луча в наименьшую возможную точку на заготовке. Это самая сложная часть, которая требует времени и терпения, используя метод следа и ошибки.

— Настройка GRBL на $ 100, $ 101, $ 130 и $ 131

Настройка для GRBL

$ 100 = 110.000

$ 101 = 110,000

$ 130 = 40,000

$ 131 = 40.000

Я попытался гравировать квадрат сторон 40 мм и после стольких ошибок и изменения настройки grbl, я получил правильную линию 40 мм, выгравированную как по оси X, так и по оси Y. Если разрешение по осям X и Y не совпадает, изображение будет масштабироваться в любом направлении.

Имейте в виду, что не все шаговые двигатели от DVD приводов одинаковы.

Это длительный и трудоемкий процесс, но результаты будут хороши, если серьезно подойти к настройке.

Пользовательский интерфейс LaserGRBL.

  • Управление подключением: здесь вы можете выбрать последовательный порт и правильную скорость передачи данных для подключения в соответствии с конфигурацией прошивки grbl.
  • Управление файлами: это показывает загруженное имя файла и процесс гравировки. Зеленая кнопка «Play» начнет выполнение программы.
  • Ручные команды: здесь вы можете ввести любую строку G-кода и нажать «ввод». Команды будут помещены в очередь команд.
  • Журнал команд и коды возврата команд: показать команды в очереди, их состояние выполнения и ошибки.
  • Jogging control: позволяет вручную позиционировать лазер. Левый вертикальный ползунок контролирует скорость движения, правый ползунок контролирует размер шага.
  • Предварительный просмотр гравировки: эта область показывает окончательный предварительный просмотр работы. Во время гравировки маленький синий крестик покажет текущее положение лазера во время выполнения.
  • Сброс / возвращение / разблокировка GRBL: эти кнопки подают команду мягкого сброса, возврата и разблокировки на доску GRBL. Справа от кнопки разблокировки вы можете добавить некоторые пользовательские кнопки.
  • Удержание и возобновление подачи: эти кнопки могут приостанавливать и возобновлять выполнение программы, посылая команды удержания или возобновления подачи на доску grbl.
  • Количество строк и проекция времени: LaserGRBL может оценивать время выполнения программы на основе фактической скорости и хода выполнения задания.
  • Переопределяет состояние элемента управления: показывает и изменяет фактическую скорость и переопределение мощности. Переопределение — это новая функция grbl v1.1, которая не поддерживается в более старой версии.

Гравюра на дереве

Растровый импорт позволяет загружать изображения любого вида в LaserGRBL и поворачивать его GCode инструкциями без необходимости использования другого программного обеспечения. LaserGRBL поддерживает фотографии, картинки, карандашные рисунки, логотипы, значки и старается сделать все возможное с любым видом изображения.

Его можно вызвать из меню «Файл, Открыть файл», выбрав изображение типа jpg, png или bmp.

Настройки для гравировки различны для всех материалов.

Определите скорость гравировки на мм, а качество линий на мм.

Этот лазер мощностью 250 мВт также способен резать тонкую бумагу, но скорость должна быть очень низкой, т.е. не более 15 мм / мин и лазерный луч должен быть правильно отрегулирован.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх