Знакомство с миром 3D печати или путь от Printrbot к SR-Printer-у

Добавлено в закладки: 2

Тема 3D печати начала интересовать меня давно, наверное еще с самых первых 3D принтеров. То тут, то там проскакивало 3D печать, 3D принтер. Появлялись они постепенно на просторах интернета, анонс тут, заметка там, небольшое уведомление, или короткий ролик где то на просторах интернета.

Я с большим интересом наблюдал за всем этим, почти что с самых первых дней как увидел где то на просторах интернета 3D принтер захотелось иметь такой чудо агрегат дома, т.к это открывало потрясающие перспективы, такие как-что то придумать, нарисовать и получить придуманную деталь в материальном воплощении.

Разумеется первые 3D принтеры, которые появлялись на просторах интернета, были сами по себе не очень сложной конструкции, но самым важным моментом на то время было то, что в них использовались напечатанные на них же пластиковые детали. А вот собрать 3D принтер с 3D печатными деталями не имея самого 3D принтера получалось весьма затруднительно, тут вставала дилемма, либо заказывать эти самые детальки где-то на стороне, либо придумывать что-то еще.

Итак с предисловием можно закончить и перейти к тому, что было далее.

 

Принтер Printrbot. Часть первая, начало

Как и писал, сидел, смотрел, читал, и облизывался на 3D принтер, при этом не забывая просматривать различные ресурсы, по большей части зарубежные, ввиду того что в русском сегменте интернета на то время было очень мало информации по данной тематике и она носила повторяющийся характер и однотипную информацию.

Так постепенно через то да се, поддерживая желание сделать себе 3D принтер я и набрел на модель принтера под названием Printrbot, на тот момент данная модель подходила мне по всем параметрам и возможность сделать детали своими руками или точнее руками ЧПУ станка который на тот момент уже был построен (тоже в бюджетном варианте из фанеры, да, да, именно из фанеры)

соответственно при наличии такого чудо агрегата процесс по изготовлению деталей для будущего 3D принтера облегчался в разы. Что было еще хорошо в принтере Printrbot, так это то, что все детали и необходимые компоненты были в свободном доступе, сама конструкция была целиком из фанерных деталей, а так же была довольно подробная инструкция по сборке, не беда что на английском языке, разберемся, а то что не совсем понятно или подумаем более тщательно или переведем

 

Принтер Printrbot. Часть вторая, постройка

После скачивания чертежей, анализа необходимых материалов и деталей, закупке того, чего не было на всеми известной площадке, подготовке файлов для ЧПУ станка, приступил к выпиливанию деталей и сборке принтера.

При изготовлении экструдера для прутка столкнулся с проблемой, а именно изготовление насечек на обычном болте М8, казалось бы что там сложного-то, просто сделать продольные канавки на нем и все. Но после просмотра различных методик, советов, способов, всяких ноу-хау, понял, что в домашних условиях, на коленке, без отсутствия специального инструмента, сделать такой подающий болт достаточно проблематично, точнее сделать-то можно, только вот получается в итоге не пойми что, и качеством так себе.

После этого снова начал еще более уверенно обшаривать просторы интернета на предмет способов изготовления данных насечек на болте. По прошествии времени долгого или малого набрел на одну интересную конструкцию для изготовления данного болта с насечками. Но как водиться и она (конструкция) была тоже из пластика и тоже печаталась на 3D принтере. Но в ней был один большой плюс, ее можно было переделать, причем переделать и изготовить, используя материалы и инструменты которые у меня уже есть.

Сказано, сделано. После скачивания этой конструкции, сел за ее анализ, и применение мозгового штурма как ее можно переделать для себя.

После того так нарисовал, выпилил, и склеил, получил вполне рабочий, простой и надежный инструмент для нарезания канавок на подающем болте.

После этого процесс пошел уже гораздо веселее, и как раз к тому времени приехал и хот-энд, а точнее два, один для прутка 1,75 мм и второй для 3мм прутка.

Кто то задаст себе вопрос, а зачем покупать-то нужно было два? Одного и так за глаза хватало бы. Ответ на то время был очень простой, пруток для принтера на то время был самый ходовой 3 мм и постепенный переход был на 1,75 мм, да и сам не знал какой пруток получится купить. К тому же на сайте, где я их покупал, набор из двух хот-эндов получался гораздо дешевле чем купить те же два хот-энда, но уже по отдельности.

После получения хот-энда и его примерке к уже выпиленному экструдеру вылезла новая неожиданность, верх хот энда очень туго входил в сам экструдер и при установке не прилегал вплотную там где должен был. Хотя тут конечно ничего удивительного не было, изначально там проектировалось все под другой хот-энд. Но не беда, из деталей были сделаны модели помещены в программу и были внесены небольшие доработки.

После таких доработок все стало как надо, исчезли ненужные зазоры, и прочие мелочи стали так как и должны быть. Можно было продолжить сборку принтера дальше.

По мере сборки принтера постепенно стали приходить детали для его дальнейшей сборки.

 

Принтер Printrbot. Часть третья, электроника

Электроника, платы управления.

Муфты.

Драйвера для моторов.

И конечно, самое важное и необходимое – это блок питания, который и должен был питать весь 3D принтер. Блок питания разумеется должен быть мощным, чтобы его на все хватало. Поэтому с ним решил не мелочиться и заказал самый мощный который нашел на тот момент.

 

После того как приехала большая часть из необходимых комплектующих, начал постепенно собирать электронику.

После сборки и тестировании электроники, зашитая пока что пробной прошивки для платы Ардуино, во всю ширь встал вопрос размещения этой электроники в корпусе принтера. Ведь сам-то принтер был разработан под совершенно другую электронику, свою, собственную, на тот момент достаточно дорогую, как в плане покупки, так и в плане доставки.

 

Принтер Printrbot. Часть четвертая, установка электроники

После некоторого времени на обдумывание данного вопроса и взвешивания всех за и против, решил разместить электронику все таки в корпусе принтера.

Остальные компоненты, такие как дисплей и блок питания решил размещать вне принтера. Так же при размещении электроники в недрах принтера возник вопрос охлаждения драйверов моторов, т.к даже при тестах они довольно ощутимо грелись и им необходимо было эффективное и малогабаритное (должно было поместиться в размеры) охлаждение.

Снова прикинул и так и сяк, в итоге в управляющую плату поставил длинные штырьки с резьбой, из пустых гелиевых стержней сделал стойки и на них придумал и изготовил небольшую деталь для крепления двух 40 мм вентиляторов.

После создания системы охлаждения поставил ее сверху на плату управления и драйвера решив таким образом вопрос с охлаждением, и продолжил сборку принтера.

 

Принтер Printrbot. Часть пятая, финишная сборка

Так постепенно шаг за шагом и собирал свой первый 3D принтер.

Многие вечера были потрачены на сборку. Конечно основная масса времени уходила на то, чтобы обрезать винты М4 до нужного размера, т.к сама конструкция принтера была изначально создана именно на винтах М4, а купить нужное количество и самое главное нужной длины на тот момент не представлялось возможным. Но все было не так уж и плохо, как говориться глаза боятся, а руки делают. И так постепенно принтер был собран. Были добавлены некоторые улучшения для его работы. Такие как например автоматическое определение высоты путем сканирования рабочей поверхности.

Все это конечно было с лихвой компенсировано тем, когда он начал печатать. Как и у любого, кто сам собирал свой первый 3D принтер, первая 3D печать вызвала много восторга и осознания того что вот, вот труды по сборке, подгонке, настройке и всему прочему с лихвой окупились, и принтер печатает, да он печатает и есть наконец таки возможность не только видеть придуманную детальку на экране компьютера, а ощущать ее физически, покрутить повертеть в руках, рассмотреть и так и сяк.

 

Принтер Printrbot. Часть шестая, первая печать

Конечно первая 3D печать была так себе. На тот момент знаний в данной области было не так уж и много, и многое пришлось со временем изучить и понять. Но в то же время 3D принтер сильно выручал в различных домашних вопросах, а так же в моем увлечении электроникой.

Время шло, год за годом. И постепенно я все больше и больше начал задумываться над вопросом, что 3D принтер надо как-то менять, улучшать. Делать что-то новое, более современное. Нет принтер-то печатал, но у него все равно был ряд недостатков. Основной – это конечно то, что привод оси Z был на обычных резьбовых шпильках из хоз.мага, да и сами направляющие по оси Z в верхней части были не закреплены и при попытке увеличить скорость печати их начинало мотылять из стороны в сторону. Так же сами шпильки стирались довольно быстро. Еще на мысли о замене принтера  наводило и то, что большая часть электроники принтера была вне принтера и это доставляло ряд неудобств таких, как куча проводов везде, нельзя было нормально убрать принтер куда-то да и просто скажем вокруг него или под ним ту же самую пыль вытереть, приходилось каждый раз отключать половину всего, что на нем было. В итоге было принято окончательное решение, принтер менять, на что-то более компактное, современное, быстрое, удобное. При этом главным критерием замены ставилась мобильность самого принтера, отсутствие кучи проводов, эстетичная составляющая и использование максимально возможных частей текущего принтера в новом.

 

SR-Printer. Часть первая, идея и создание модели

После принятия такого решения начал заново мониторить интернет на предмет того, что сейчас нового и свежего в принтреростроении.

После некоторого анализа того, что сейчас и можно и актуально, пришел к выводу, что форм-фактор по типу Ультимейкера, но на рельсах (если честно достали валы) и система H-BOT. После этого уже стал более пристально смотреть на те модели и фотографии, что гуляли по интернету. В итоге решил взять за основу три модели принтера, это Ультимейкер, ZAV и SPrinter.

Покупать готовое или киты было как-то не с руки, да и смысла не видел в этом, зачем покупать что-то, что сделано под какие-то особые параметры и габариты известные только разработчикам, когда можно создать самому, с нужными размерами, привнести какие-то понравившиеся решения, и отмести те, что не понравились, привнести что-то свое.

В итоге запустил свою любимую программу SolidWorks и приступил к черчению блоков и узлов, узлов и блоков. По прошествии времени, многого или малого, принтер как его видел я сам для себя был начерчен.

После того, как сам принтер был начерчен, еще несколько дней покрутил его и так и сяк и тут можно подвинуть и там поправить. При проектировании постарался максимально использовать детальки и блоки от первого принтера. После чего составил список, что придется все-таки докупить на новый принтер и поставил на печать пластиковые детальки для нового принтера.

Пока печатались детальки для нового принтера, подготовил чертежи для лазерной резки, если честно просто не охота было снова пылить и прочее. Параллельно решил и название придумать, ведь у принтера должно же быть какое то имя. В качестве имени решил взять первую и последнюю буквы ника, в итоге и получилось название SR-Printer. После этого уже сел продумывать различные варианты воплощений такого названия. Некоторые варианты отметал сразу, получались или простыми и как то не смотрелись или наоборот выходили какими-то скученными, громоздкими что ли, либо были не очень, если их сделать к примеру гравировкой. В итоге отметая, преобразовывая и как-то переделывая варианты, остановился на том что есть сейчас.

 

SR-Printer. Часть вторая, реализация и сборка

Пока возился с вариацией названия принтера и хорошим ее воплощении, подоспели детальки порезанные лазером, съездил и забрал их.

После распаковки готовых порезанных деталек будущего принтера, приступил к его сборке, в процессе моделирования самого принтера весь крепеж узлов, деталей и блоков постарался делать максимально унифицированным и только в некоторых местах уже нужно было делать его немного другим.

После сборки основного каркаса будущего принтера, точнее в процессе его сборки приехал самый важный компонент будущего принтера, а именно рельсы, или если быть точным, рельсовые направляющие.

т.к самый важный компонент прибыл, то он был незамедлительно установлен на новый каркас, нового принтера. Как раз к тому времени закончил и пластиковые детальки печатать для нового принтера, и старый принтер можно было смело разбирать.

После установки рельсовых направляющих на новый принтер приступил к сборке стола принтера, а именно оси Z.

После сборки стола, сам стол был поставлен на его законное место внутри принтера.

 

SR-Printer. Часть третья, электроника

После чего продолжил неспешную сборку принтера. Была установлена управляющая электроника.

При сборке электроники, чтобы не запутаться, какие провода откуда идут, решил поступить очень простым образом, замерил, распечатал, и потом наклеил на двухсторонний скотч бирки, обозначающие назначение того или иного разъема. В итоге получилось и просто и быстро и информативно.

 

SR-Printer. Часть четвертая, окончательная сборка

После сборки электроники и примерного прокладывания проводов, приступил к изготовлению и установке основной балки, а именно оси X.

Так же на этапе проектирования принтера был спроектирован и натяжитель ремня, в тех конструкциях, что я видел, данная система мне кардинально не нравилась, т.к отсутствовала возможность плавной натяжки ремня.

Так постепенно шаг за шагом принтер стал обретать форму и постепенно наполняться деталями и компонентами.

После окончательной сборки принтера, заново прошил его прошивкой, настроил все оси, дабы двигались как надо. Было конечно пару неприятных моментов в процессе сборки, это и рельсы которые все-таки надо было разбирать и смазывать, и немного кривой и с каким то странным дефектом ходовой винт на оси Z, который пришлось сначала выпрямлять, а потом вручную прикатывать ходовую гайку к нему. Но все в конце концов решилось, принтер был собран и поставлен на то место, где он и должен был стоять.

После того, как сам принтер был установлен на рабочее место, я его подключил к программам слайсинга и попробовал сделать несколько моделей и потом их напечатать. К моему удивлению практически ничего в программах не пришлось менять, так то тут, то там по мелочи поменять значения и одно значение именно подобрать, т.к в этом принтере уже была совсем другая система подачи прутка.

 

SR-Printer. Часть пятая, печать

После сборки и окончательной настройки принтера, принтер стал радовать отличным качеством печати, компактностью, быстротой, автономностью. Вот как пример некоторые детали напечатанные на нем.

Вот такой путь за время я проделал от первых упоминаний о 3D печати, и желания собрать свой принтер. Сборка самого первого принтера, печати на нем, осмысления его недостатков, анализа того что интересное появилось на этом поприще за последние годы. Разработки и постройки второго принтера.