Come assemblare una stampante 3D con telaio in acciaio a casa

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Lo specialista IT Ivan Zarubin ha condiviso istruzioni dettagliate per assemblare una stampante 3D a casa. Il costo dei componenti non supererà i 20 mila rubli e, in termini di qualità, un tale dispositivo non sarà inferiore ai costosi modelli di marca.

Non descriverò tutti i vantaggi e tutte le possibilità della stampa 3D, dirò semplicemente che questa è una cosa molto utile nella vita di tutti i giorni. A volte è bello rendersi conto che tu stesso puoi creare vari oggetti e riparare attrezzature che utilizzano meccanismi di plastica, vari ingranaggi, elementi di fissaggio …

Vorrei chiarire subito: perché non dovresti comprare una stampante cinese Deshman per 15 mila rubli.

Di norma, vengono forniti con custodie in acrilico o compensato, la stampa di parti con una stampante di questo tipo si trasformerà in una lotta costante con rigidità della custodia, calibrazioni e altri eventi che metteranno in ombra la bellezza di possedere una stampante.

I telai in acrilico e legno sono molto flessibili e leggeri, se stampati ad alta velocità, sono seriamente salsiccia, per cui la qualità delle parti finali lascia molto a desiderare.

I proprietari di tali telai sono spesso fattorie collettive con vari amplificatori / sigilli e apportano costantemente modifiche al design, uccidendo così il loro tempo e l'umore per impegnarsi nella stampa e non finalizzare la stampante.

Il telaio in acciaio ti darà l'opportunità di goderti proprio la creazione di parti e non la lotta con la stampante.

Seguendo la mia piccola guida, non ordinerai troppo e brucerai il tuo primo kit di elettronica come ho fatto io. Anche se questo non è così spaventoso: il costo delle parti e dei pezzi di ricambio per questa stampante è economico.

La guida è progettata principalmente per i principianti, i guru della stampa 3D, molto probabilmente, non troveranno nulla di nuovo qui. Ma coloro che vorrebbero unirsi, dopo aver assemblato un tale kit, capiranno chiaramente di cosa si tratta. In questo caso, non sono necessarie abilità e strumenti speciali, sono sufficienti un saldatore, un set di cacciaviti ed esagoni.

Il costo dei componenti è aggiornato a gennaio 2017.

Ordiniamo parti

1. La base per la stampante è il telaio, più è forte e pesante, meglio è. Il telaio pesante e robusto non si impantanerà quando si stampa a velocità più elevate e la qualità delle parti rimarrà accettabile.

La mia scelta è caduta su un telaio in acciaio di un produttore russo.

Il telaio viene fornito con tutto l'hardware necessario. I ragazzi hanno messo viti e dadi con un margine.

2. Alberi di guida e prigionieri M5. Le barre filettate e gli alberi di guida non sono inclusi con il telaio, sebbene siano nella foto.

Gli alberi lucidati sono disponibili in un set di 6

Forse lo troverai più economico. Se stai cercando, scegli sempre quelli lucidi, altrimenti tutti gli stipiti delle aste influenzeranno i dettagli e la qualità complessiva.

I perni M5 devono essere acquistati in coppia

Si tratta, infatti, di normali borchie che possono essere acquistate presso un negozio di ferramenta. La cosa principale è che siano il più uniformi possibile. È facile da controllare: devi mettere la forcina sul vetro e arrotolarla sul vetro, meglio si guida, più liscia è la forcina. Gli alberi vengono controllati in modo appropriato.

In generale, non abbiamo bisogno di nient'altro da questo negozio, perché c'è un markup selvaggio per lo stesso che può essere acquistato dai cinesi.

3. Kit RAMPE 1.4 + Arduino Mega 2560 R3 + driver stepper A4988.

RAMPS 1.4 è una scheda di espansione per Arduino. È ad esso che tutta l'elettronica è collegata, i driver del motore sono inseriti in esso. È responsabile dell'intera sezione di alimentazione della stampante. Non ci sono cervelli in esso, non c'è niente da bruciare e romperlo, non puoi prenderne uno di riserva.

Arduino Mega 2560 R3 è il cervello della nostra stampante, nella quale caricheremo il firmware. Ti consiglio di prenderne uno di scorta: per inesperienza è facile bruciarlo, ad esempio inserendo il driver del motorino passo-passo sbagliato o invertendo la polarità quando si collega il finecorsa. Molti si trovano di fronte a questo, incluso me stesso. Per non doverne aspettare uno nuovo per settimane, prendine almeno un altro in una volta.

I driver passo-passo A4988 sono responsabili del funzionamento dei motori, si consiglia di acquistare un altro set di ricambi. Hanno un resistore di sintonia, non torcerlo, forse è già impostato sulla corrente richiesta!

Ricambio Arduino MEGA R3

Driver di ricambio per motori passo-passo A4988. Ti consiglio di prendere anche un altro set di ricambio di 4 pezzi

4. Regolatore di tensione step-down.

È necessario per proteggere il nostro Arduino. Ha un proprio regolatore buck da 12 V a 5 V, ma è estremamente lunatico, si surriscalda e muore rapidamente.

5. Kit motore passo-passo.

Ci sono 5 pezzi in un set, ne abbiamo bisogno solo 4. Puoi cercare un set di quattro, ma ho preso l'intero set, lascia che ce ne sia uno di riserva. Può essere potenziato e realizzato un secondo estrusore per stampare supporti con un secondo estrusore o parti bicolore.

6. Un set di cinghie, cuscinetti e giunti.

Questo kit contiene tutto il necessario per questa stampante.

7. Fermi meccanici - necessari 3 pezzi.

Prendi 4 pezzi per ogni evenienza, lascia che uno sia di riserva. Il costo è di un centesimo e senza un dettaglio così piccolo, la stampa non funzionerà (all'improvviso ne arriverà uno difettoso).

8. Display con lettore di schede integrato.

Nella sua parte posteriore c'è un lettore di schede, in cui in seguito inserirai una scheda di memoria con modelli per la stampa. Puoi prenderne uno di riserva: se colleghi qualche elemento in modo errato, molto probabilmente il display morirà per primo.

Se prevedi di collegare la stampante direttamente al tuo computer e stampare dal tuo computer, lo schermo non è affatto necessario, puoi stampare senza di esso. Ma, come ha dimostrato la pratica, è più comodo stampare da una scheda SD: la stampante non ha nulla a che fare con il computer, puoi metterla anche in un'altra stanza, senza temere che il computer si blocchi o lo chiudi accidentalmente giù nel bel mezzo della stampa.

9. Alimentazione (12V).

Questo alimentatore è leggermente più grande di quello che dovrebbe essere, ma si adatta senza troppe difficoltà e ha un margine di potenza.

10. Tavola calda.

Necessario per la stampa ABS. Per stampare PLA e altri tipi di plastica che non si restringono durante il raffreddamento, è possibile stampare senza riscaldare la piattaforma, ma è necessario un tavolo, su di esso viene posizionato il vetro.

11. Pulsante e terminale (220 V).

12. Estrusore.

Questo estrusore è un estrusore diretto, ovvero il meccanismo di alimentazione in plastica si trova direttamente davanti al suo elemento riscaldante. Ti consiglio di prendere proprio questo, ti permetterà di stampare con tutti i tipi di plastica senza troppi stress. Il kit contiene tutto il necessario.

13. Raffreddatore per parti soffianti.

In realtà, è necessario per soffiare PLA e altri tipi di plastica a lento indurimento.

14. Dispositivo di raffreddamento per i driver di soffiaggio.

Ne ho davvero bisogno. Un dispositivo di raffreddamento più grande ridurrà significativamente il rumore della stampante.

15. Ugelli di ricambio.

Quando sono intasati, è più facile cambiare gli ugelli che pulirli. Prestare attenzione al diametro del foro. In alternativa, puoi comporre diversi diametri e scegliere tu stesso. Ho preferito fermarmi a 0,3 mm, la qualità delle parti ottenute con un tale ugello mi basta. Se la qualità non è un fattore, prendi un ugello più largo, ad esempio 0,4 mm. La stampa sarà molte volte più veloce, ma i livelli saranno più visibili. Prendine diversi in una volta.

16. Trapano per la pulizia dell'ugello.

È molto facile romperlo, fai attenzione. Non devi prendere un trapano: è più facile, come ho scritto sopra, raccogliere gli ugelli di scorta e cambiarli. Costano un centesimo e raramente si intasano - quando si utilizza plastica normale e in presenza di un filtro, che si stampa per primo.

17. Set di molle per la tavola.

Il set contiene 5 pezzi, ne usiamo 4 per la tavola, usiamo una molla per il limitatore dell'asse X.

18. Kit regolazione tavola. Richiede 2 set.

Abbiamo bisogno di questi kit solo per i bulloni lunghi, che useremo per fissare l'estrusore in futuro.

19. Un set di cavi per il collegamento di motori passo-passo.

20. Un pezzo di vetro ordinario sul tavolo.

Il vetro borosilicato è disponibile per resistere a temperature elevate. Uso un normale vetro per finestre: può resistere al riscaldamento fino a 90 gradi, ma non ne ho bisogno di più.

Questo è tutto ciò che serve per assemblare la stampante.

La qualità delle parti stampate con un tale kit sarà quasi la stessa di quella delle stampanti di marchi costosi. Tutto dipende da ulteriori impostazioni, dalla scelta della temperatura desiderata e da altre sfumature che conoscerai durante il processo di stampa. Il vantaggio di una stampante del genere, rispetto a una costosa di marca, considero la capacità di riparare rapidamente, a basso costo e in modo indipendente qualsiasi parte, senza sprecare nervi e denaro.

Il costo di un tale set non supera i 20 mila rubli.

Se acquisti una stampante del genere nel suo insieme, il suo costo oggi è di 43.900 rubli.

Ordinando gli strumenti su AliExpress, risparmieremo circa 24 mila rubli con gli stessi componenti e l'estrusore che abbiamo selezionato è ancora migliore sotto alcuni aspetti.

Assemblaggio della stampante

Bene, allora iniziamo l'affascinante processo di assemblaggio, seguendo le istruzioni ufficiali.

Istruzioni →

Specchio →

Il processo di assemblaggio è piuttosto eccitante e ricorda in qualche modo l'assemblaggio di un costruttore di metalli sovietico.

Raccogliamo tutto secondo le istruzioni ad eccezione dei seguenti punti

Nel paragrafo 1.1, alla fine, dove sono fissati i supporti terminali, non mettiamo i cuscinetti 625z, tuttavia non li abbiamo ordinati. Lasciare le madreviti in "free float" nella posizione superiore, questo ci salverà dal cosiddetto effetto oscillante.

Nel paragrafo 1.4, c'è un distanziatore nero nell'immagine. Non è incluso con il telaio, al suo posto ci sono le boccole in plastica, le usiamo.

Nel paragrafo 1.6, fissiamo il supporto del finecorsa dell'asse Y non sul retro, ma sulla parete anteriore della stampante. In caso contrario, le parti vengono stampate speculari. Non importa come ho provato a sconfiggerlo nel firmware, ho fallito.

Per fare ciò, è necessario saldare il terminale sul retro della scheda:

Nel paragrafo 2.4, abbiamo un estrusore diverso, ma è collegato allo stesso modo. Ciò richiede bulloni lunghi, li prendiamo dal kit di regolazione del tavolo (18° posizione nell'elenco). Il kit telaio non viene fornito con i bulloni lunghi che si trovano nei negozi locali.

Nella sezione 2.6, iniziamo ad assemblare il nostro "sandwich" da Arduino e RAMPS e facciamo subito una revisione molto importante, di cui raramente si parla nei manuali, ma che è comunque molto importante per l'ulteriore funzionamento ininterrotto della stampante.

Dobbiamo disaccoppiare il nostro Arduino dalla potenza che arriva dalla scheda RAMPS. Per fare ciò, saldiamo o tagliamo il diodo dalla scheda RAMPS.

Saldiamo il regolatore di tensione all'ingresso di alimentazione, che abbiamo impostato in anticipo a 5 V, dissaldando contemporaneamente la presa di alimentazione standard. Incolliamo il regolatore a qualcuno molto più conveniente, l'ho incollato alla parete di fondo dell'Arduino stesso.

Ho saldato l'alimentazione dall'alimentatore alle RAMPS separatamente alle gambe per lasciare libero il terminale per il collegamento di altri dispositivi.

Successivamente, posiamo tutti i fili. Puoi comprare una treccia speciale, puoi, come ho fatto io, usare cravatte o nastro isolante.

Prima di iniziare, controlliamo che nulla si inceppi da nessuna parte, il carrello si sposta al limitatore e torna indietro senza ostacoli. All'inizio tutto si muoverà saldamente, nel tempo i cuscinetti si sfregheranno e tutto andrà liscio. Ricordati di lubrificare le guide e i perni. Lubrifichi con grasso al silicone.

Ancora una volta, osserviamo che nulla è in cortocircuito da nessuna parte, i driver del motore passo-passo sono installati correttamente secondo le istruzioni, altrimenti sia lo schermo che l'Arduino si bruceranno. Anche i limitatori devono essere installati rispettando la corretta polarità, altrimenti il regolatore di tensione sull'Arduino si brucerà.

Preparazione per il funzionamento

Se tutto è collegato correttamente, puoi passare alle istruzioni operative successive.

Istruzioni →

Specchio →

Materiali utili su alcuni parametri del nostro firmware

• La mia versione configurata e funzionante del firmware per questa stampante ed estrusore. È leggermente calibrato per le parti che abbiamo ordinato.
• Firmware ufficiale di 3d-diy.

Compiliamo il firmware tramite l'IDE Arduino 1.0.6, selezioniamo Auto Home sullo schermo della stampante, assicuriamoci che i finecorsa siano collegati correttamente e che la polarità dei passaggi sia corretta. Se si muove nella direzione opposta, ruotare semplicemente il terminale al motore di 180 gradi. Se, dopo l'inizio del movimento, si sente un brutto cigolio, questo è lo squittio degli step driver. È necessario serrare la resistenza del trimmer su di essi secondo le istruzioni.

Ti consiglio di iniziare a stampare dalla plastica PLA: non è capricciosa e aderisce bene al nastro blu, che viene venduto nei negozi di ferramenta.

Uso la plastica Bestfilament. Ho preso REC, ma non mi piaceva come erano disposti gli strati. C'è anche un mare di diverse marche e tipologie di plastiche: dalla gomma al "legno", dal trasparente al metallizzato… Un'altra azienda che consiglio è Filamentarno. Hanno colori bizzarri e un ottimo tipo di plastica con proprietà eccellenti.

Con plastica ABS e HIPS, stampo su nastro Kapton spalmato di normale colla stick da un negozio di cartoleria. Questo metodo è buono perché non c'è odore. Esistono molti altri modi diversi per migliorare l'adesione di una parte al tavolo, lo imparerai tu stesso attraverso tentativi ed errori. Tutto si ottiene empiricamente e ognuno sceglie la propria strada.

Perché questa particolare stampante basata su Prusa i3?

1. La stampante è "onnivora". È possibile stampare con qualsiasi asta di plastica e flessibile disponibile. Oggi il mercato dei vari tipi di plastica è abbastanza sviluppato, non c'è bisogno di avere una scatola chiusa.
2. La stampante è facile da montare, configurare e mantenere. Anche un bambino può frugare con esso.
3. Abbastanza affidabile.
4. Distribuito, rispettivamente, sul Web, un mare di informazioni sulla sua configurazione e modernizzazione.
5. Adatto per l'aggiornamento. È possibile ordinare un secondo estrusore o un estrusore con due testine di stampa, sostituire i cuscinetti lineari con caprolon o boccole in rame, aumentando così la qualità di stampa.
6. Disponibile per i soldi.

Stampato su un supporto per estrusore E3D V6, stampato per un po' con questo estrusore alimentato a bowden. Ma sono tornato a MK10.

Ho ricevuto un tale aggiornamento, in futuro stamperemo con due plastiche.

Ho isolato il tavolo per un riscaldamento più rapido: un supporto con uno strato di pellicola riflettente e un supporto adesivo. In due strati.

Realizzata la retroilluminazione dalla striscia LED. Ad un certo punto, mi sono stancato di accendere la luce per controllare la stampa. In futuro, ho intenzione di riparare la fotocamera e collegarla alla stampante Raspberry Pi per il monitoraggio remoto e l'invio di modelli da stampare senza destreggiarsi con l'unità flash.

Per ridurre il rumore della stampante, posizionare dei distanziatori in gomma sotto la stampante. Puoi stamparli, ma per ora sono riuscito con tali fermi in silicone, una volta acquistati per una lavatrice.

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La moglie fa questi stampini per biscotti.

Il gatto che è stanco di tutto

Se hai bambini, un tale costruttore sarà molto utile e interessante. Non sarà difficile introdurre i bambini in questa direzione, loro stessi saranno entusiasti di stampare da soli vari giocattoli, costruttori e robot intelligenti.

A proposito, i tecnoparchi per bambini si stanno attivamente aprendo in tutto il paese, dove vengono insegnate ai bambini nuove tecnologie, tra cui la modellazione e la stampa tridimensionale. Avere una stampante del genere a casa sarà molto utile per un bambino appassionato.

Se avessi avuto una cosa del genere da bambino, non ci sarebbe limite alla mia felicità, e se a questo aggiungessimo vari motori, Arduino, sensori e moduli, probabilmente avrei perso completamente il tetto per le possibilità che si sarebbero aperte in di fronte a me. Invece, fondevamo la plastica di vecchi giocattoli e il piombo delle batterie trovate in una discarica.

A tutti coloro che decideranno di ripeterlo, auguro un buon montaggio e un rapido arrivo della merce ordinata.:)

Grazie per l'attenzione, se avete domande chiedete pure.

Una risorsa in lingua russa molto utile dove puoi trovare qualsiasi informazione in quest'area: 3dtoday.com.

Migliaia di migliaia di modelli pronti per la stampa per qualsiasi cosa: thingiverse.com.