Основные компоненты для создания 3D принтера

Всем доброго, если вы читаете нашу скромную статью по созданию своего собственного 3D принтера, то вы на правильном пути, тут мы опишем основные части и что за что отвечает в данном не хитром агрегате, не стоит пугаться, все очень даже просто! Статью будем дополнять новыми познаниями, да и будет в процессе описывать свой опыт. На самом деле изначально все было просто.... Имея на руках крайне гнилой 3D принтер под названием Anet a8 и крайне недавольным его качеством, решено было изменить его конструкцию, в процессе за 2 дня родился принтер на кинематике Prusa используя конструкционный профиль разобрав этот Анет на з.ч.))

Выбор кинематики:

Тут наиболее важный момент, от выбора зависит все о чем пойдет речь дальше. Я разберу наиболее популярные кинематики, погуглив более подробно возвращайтесь на страницу, мы опишем только крит моменты и специфику:

Prusa и добавлю пожалуй Cartesian (очень схожа)

На самом деле, если стоит задача, просто и быстро чего либо сотворить своими руками, я бы порекомендовал эту кинематику, простая и надежная как узбекский казан, скорость печати может быть меньше чем у конкурентов ниже, но если разгрузить X ось оставив на ней экструдер типа Bowden, облегчить Y ось, установив легкий подрамник стола на подобии FCNC-R1m, на него стол из алюминия и печатать на стикере, то мы по скорости проседать не будем на ряду с другими. Корпус не требует особой жесткости, можно собрать из того, что есть под рукой или как мы из алюминиевого профиля. Ваш принтер может уже печатать через 2 дня)

CoreXy и добавлю H-BOT т.к. мало чем отличается.

Скажем так - хайпорвая версия кинематики для принтера в РУ сегменте, она так же проста, но при условии, что корпус довольно жесткий, жесткий корпус можно сделать двумя путями: из металла, согнутой милиметровки или 1.5мм в полне достаточно для данного принтера, но тут уже нужно делать целый проект, что если новичек, уйдет много времени и сил, можно воспользоваться готовыми решениями и идти по тем железкам, которые в этом решении будут описаны или рекомендованы, можно и с использованием древесины... из фанеры и других квартиросжигательных сабвуферных установках, крайне не рекомендую использовать фанерные корпуса, мы в фастэнвиар можем вам нарезать любые корпуса из фанеры в день заказа но делать это не будем, т.к. это самый не надежный корпус и если есть хоть доля здравого смысла выбирайтке корпус из металла, сэндвича как минимум для своего 3D принтера. Знаю сам лично две грустные истории после использования 3D принтера в древестном исполнении. Это равносильно бросить акурок на торфянник...

При правильном подборе или конструировании корпуса у вас не возникнет трудностью со скоростью и качеством печати, дополняшками для него, H-BOT довольно легок в тюнинге и обслуживании, так же как Prusa.

Ultimaker

Еще одна довольно хорошая кинематика, но тут по мимо жесткого корпуса еще есть предъява к исполнительным элементам, таким как подшипники, обычные подшипники типа lm8uu в данной конструкции не прокатят, точнее прокатят, но качество печати при не идеально ровных валах и соблюдении идеально ровных углов с бооооольшими оговоркаи, тут лучше использовать латунные втулки, второпластовые подшипники и балончик силиконовой смазки...  Слишком много нюансов нужно учесть при построении, множество ремней, подшипников и шкивов, стоит рассматривать кинематику в том случае, если есть готовое железное решение.

Delta Bot и можно прибавить Delta Robot

Еле попавшая в список кинематика для 3D принтера при создании своими руками... Не пользуется спросм в России к сожалению, народ пугает заумность и футористичноссть, но на самом деле, все довольно просто!

 

Линейное перемещение:

Что выбрать между трех зол? Есть множество систем линейного перемещения, на 3D принтерах, но наиболее популярным будет: перемещение на роликах по конструкционному профилю в версии V-слот, перемещение на круглых валах, перемещение на рельсах типа MGN9 или MGN12. Конечно, лучше, то что дороже, но и запросы разные для осей, например для Z оси в версии Prusa, H-Bot, CoreXY нет особой разницы на чем будет перемещение, ибо Z ось используется крайне редко (в зависимости от настроек перемещения при ретракте и общих перемещений) и ее можно строить на чем угодно, но чаще всего используют добротные валы 12мм. На основные же оси X и Y в зависимости от нагрузки используют больше рельсовые направляющие.

Стоимость комплекта рельсовой направляющей (сам рельс + каретка) может не показаться большой по сравнению с валами, если учесть несколько факторов:

  • Компактность конструкции линейного перемещения для вашего 3D принтера. Все адаптеры и промежуточные детали занимают меньше места из-за простоты крепежа к каретке и фиксации самого рельса.
  • Отсутствие люфтов, что позволяет на каретку навесить сразу конструкцию по экструдированию пластика с обдувом и другими компанентами.
  • Меньше составляющих - если оглядываться на те же самые валы, для ровного перемещения потребуется 2 вала, минимум 2 длинных подшипника или 3-4 коротких и они вместе не придадут той же монолитности конструкции.

Ролики по профилю самый выгодный вариант:

  • Часто технологично используют на осях с минимальными требованиями, на пример на Z оси.
  • Простое решение, профиль выполняет 2 роли: линейное перемещение и жесткая основа оси.
  • Стоимость ролика довольно низкая, минимальное количество роликов для создания каретки 3 штуки.
  • В интернет множество примеров уже готовых моделей для создания каретки на базе тех или иных роликов, вам остается где либо их распечатать, отфрезеровать или временно сделать из говна и палок.
  • Есть и минус, часто при не качественной сборке или довольно интенсивном использовании ролики могут быстро превратиться в расходник.
  • Про миф о том, что не надежно... С 2016 по 2018й стоял Дельта подобный принтер с кастомными каретками (штатные выкинул), проработал около 20-ти 400 метровых мотков пластика и был продан в рабочем состоянии без замены роликов!

 

Дрыги и драйвера:

На 98% принтерах как правило установлены шаговые двигатели типоразмера Nema17, они как правило доступные по цене и по наличию во многих магазинах, характеристик данных двигателей в полне хватает с задачей перемещения легких конструкций 3D принтера, экструдирования пластика, да и драйвера для управления ими стоят не так дорого.

Наиболее популярные драйвера в эконом сегменте: A4988 и DRV8825:

A4988: Наверно самый распространенный и простой драйвер для шагового двигателя, сейчас чаще всего встречаются его реплики в продаже: 4988AT, HR4988 и другие... Не стоит пугаться их, по своим характеристикам они нить не уступают оригиналу. (оригинал своего не стит если говорить прямо))

Основные характеристики которые нас должны беспокоить в создании своего DIY 3D принтера- это деление шага 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, у данного драйвера деление шага до 16, что на самом деле считается сейчас золотой серединой между крутящим моментом и качеством наших будующих моделей. Данный драйвер ШД рекомендуем использовать на максималках. Мощность у драйвера до 2А при токах от 8 до 36В, чаще всего используем 12 или 24В, тем самым находимся в средних характеристиках и работать у нас все будет как часы.

DRV8825:

Основными отличиями от 4988, данный драйвер прославлен более низкими шумами, хотя они не шибко то вычисляются на слух, но в гамме общих звуков в работе, будет куда ниже, еще славиться более высоким делением шага до 32-х (1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32), что при перемещении легких конструкций 3D принтра дает более качественный результат при печати за счет "элегантных" перемещений. Основным приемуществом на мой взгляд это мощность, до 2.2А ставлю их сам на малые ЧПУ фрезера и со своей задачей они справляются на ура, в следствии мы получаем довольно универсальный драйвер по крутящему моменту и цене, на экструдер если устанавливаем микрошаг на нем 16 мы меньше будем получать недоэкструзии (чем меньше микрошаг, тем больше крутящий момент), на самом деле, если заходить далее на премиум драйвера, на экструдер я бы оставил DRV8825 с 8-16 делением шага!

 

В среднем и премиум (назовем его так)  :

 

 

Экструдирование:

 

Нагревательный стол:

 

Электроника и плата управления:

 

Софт принтера:

 

Софт по подготовке моделей для печати: