Как собрать 3d принтер

Как собрать 3Д принтер (3D принтер) своими руками?

Отличная статья на супер ресурсе «habrahabr.ru»

Статья перенесена полностью для вашего удобства

«Самостоятельная сборка или покупка готового оборудования для конструирования. 3d-принтер. Часть 1

Недавно я публиковал пост о конструкторе Хватоход. Сейчас идет подготовка к обучению людей разного возраста конструированию и электронике, в нашем коворкинг-центре. Для этого так же необходимо подобрать оборудование.

Согласно поставленной руководством задаче, оборудование для конструирования должно отвечать следующим требованиям:

— стоимость не более 30 тысяч рублей
— открытая архитектура (программная и аппаратная)
— простота в обслуживании и доступность деталей
— безопасность эксплуатации
— возможность изготовления на нем сложных изделий
— быстрая окупаемость

Ранее у меня был опыт работы в сфере 3D-печати более 1,5 лет. Поэтому выбор был сделан в пользу 3D-принтера.

Для занятий конструированием и электроникой был выбран набор для самостоятельной сборки DIY(Do It Yorself), 3D-принтер MC5 от МастерКит, созданный на базе одного из российских производителей 3D-принтеров:

Набор для сборки, создан для того чтобы его продать собрать и обучать. Он будет использоваться для создания деталей самого себя (RepRap концепция), вспомогательного оборудования и обучения электроники.

Количество выпитого кофе можете подсчитать в таймлапсе процесса сборки, который занял всего 12 часов:

Весь процесс достаточно тривиален, если вес отвертки в руке вас не пугает. Имеется вполне понятная, русскоязычнаяинструкция. Перед началом процесса сборки, детали из фанеры лучше пометить карандашом для удобства восприятия:

Линейные подшипники рекомендую сразу надеть на оси, чтобы избежать несоосности, потери шариков и нервов:

При сборке узла печатающей головки в присоединении экструдера J-Head к корпусу, встретился спорный момент. В инструкции необходимо подложить шайбу М8, перепробовал разные варианты, но головка J-Head таки болталась:

Печатающая головка J-Head:

Временное решение было найдено при помощи кольца от лазерной указки, которую подложил вместо указанной шайбы:

Так же, мне не удалось обнаружить указанных отверстий в деталях для фиксации гайки на шпильке вертикальной оси Z и для проводов от печатающей головки:

Но процесс не остановить. При помощи лазера дрели и сверл на 3 мм и 8 мм, легко проделаны отсутствующие 3 отверстия:

Далее остается подтянуть ремни на животах осях XY и можно подключать электронику.
Все провода и контакты имеют обозначения. Открываем схему и втыкаем куда показано:

Обратите внимание на драйвер двигателя экструдера. У меня все 4 драйвера были А4988 (MP4988), поэтому они должны быть ориентированы подстроечным резистором в одном направлении, как показано на схеме. Резисторы крутить не надо.

Вид собранного 3D принтера:

Провода прятать и крепить сразу — не советую. Потерпите немного.

Плата управления использует открытую аппаратную и программную архитектуру: Mastertronics (именно она была в комплекте) это гибрид Arduino MEGA 2560 и шилда для 3D-принтеров Ramps 1.4:

Поэтому смело качаем open source бесплатный софт: Repetier-host (для связи ПК с платой управления 3D-принтером) иArduino IDE (Для допиливания кода прошивки микроконтроллера). О тонкостях настройки этого программного обеспечения будет рассказано во второй части:

После настройки софта можно будет печатать:

Как собрать 3D-принтер RepRap своими руками

Технология 3D-печати продвинулась далеко вперед, благодаря программистам-энтузиастам, чья работа связана с робототехникой. Создать что-то свое стало значительно проще: на прилавках магазинов появляются вполне доступные модели принтеров, способные так или иначе воплотить трехмерную компьютерную модель в реальную.

Но сейчас речь пойдет не о воплощении цифрового объекта в физический, а о том как сконструировать 3D-принтер RepRap своими руками. Ради справедливости стоит отметить, что проект рассчитан не на широкую аудиторию, а на узкий круг людей: на тех, кто дружит с паяльником и канифолью, умеет держать в руке гаечный ключ, не растерял школьные знания математики, физики, геометрии и давно общается с компьютером на ты. Перечисленных навыков достаточно, чтобы приступить к сборке своего агрегата.

Почему принтеры RepRap так популярны на рынке 3D-печати

Для начала немного истории. Всё началось одиннадцать лет назад — в марте 2005 года был создан блог, посвященный первому РепРап 3Д-принтеру. Его основателем был английский ученый Адриан Боуер, работавший преподавателем в британском университете. Уже летом проект получил финансирование от британского совета по инженерным и естественнонаучным исследованиям.

В 2005 году с помощью RepRap 3D printer v 0.2 была напечатана первая трехмерная деталь, которая успешно заменила оригинальную.

На протяжении последующих нескольких лет оттачивался процесс печати, модернизировалось программное обеспечение, проводились эксперименты над материалами и их комбинациями, чтобы добиться большей прочности и скрепляемости. В итоге спустя десятилетие мы получили то оборудование, которое сейчас применяется повсеместно: в медицине, строительстве, космических исследованиях, промышленности и т.д.

Что выбрать: RepRap kit или готовый 3D-принтер

3D-принтеру найдется применение в каждом доме, поэтому маркетологи популяризируют технологию среди обычных потребителей, выпуская недорогие 3D-принтеры для бытовых нужд. Хорошее оборудование стоит дорого, но дешевые модели с приемлемым качеством печати можно найти за 25-30 тысяч рублей.

Печатать чужие детали скоро надоедает, а создать свою уникальную сложно, если у вас нет навыка работы с соответствующим ПО и техникой. Но вам не обязательно приобретать готовый принтер — можно немного усложнить себе задачу и собрать RepRap 3D-принтер своими руками, но после этого вы точно станете чуть ли не 3D-профи!

Что такое DIY kit RepRap Prusa

В продаже есть специальные комплекты для создания своего принтера. Существуют несколько моделей для ручной сборки, самой популярной конструкцией является Prusa. Она относительно легко собирается и настраивается, правильно печатать начинает практически сразу после первой калибровки. На сборку принтера RepRap Prusa i3 или i2 у новичка уходит примерно пара дней.

В интернет-магазинах вы можете купить комплекс с подобной кинематикой примерно за 12-18 тысяч рублей. Prusa – не конкретная модель, а всего лишь принцип работы движения механизма: стол двигается по одной оси X, hotend двигается по Y и Z. Ось Z отвечает за толщину слоя. У этой модели недостаток в движущемся столе, на котором закреплена печатаемая деталь. Скорость принтера около 60-80 мм/с. При разгоне почти наверняка будут происходить пропуски шагов, а поскольку в процессе печати деталь перемещается, то на высокой скорости при резком движении она может просто оторваться от стола.

Сложнее всего собирать своими руками Дельта принтер. Хороший принтер с кинематикой дельта стоит дороже обычных. Его уникальность заключается в способе передвижении сопла, контролируемого одновременно тремя осями. Стол остается неподвижным, поэтому отрыв детали от стола во время печати исключается (кроме случаев деламинации). Точная настройка и безлюфтовый механизм обеспечивают качественную печать даже на высоких скоростях — до 200-300 мм/с при условии, что пруток пластика будет успевать расплавляться в хотенде. Конечно, сначала для этого нужно собрать и прошить оборудование, а затем из-за особенностей его кинематики и геометрии потребуется выполнить крайне точную калибровку дельта 3D-принтера и его стола.

Также следует учитывать, что во все сборные комплекты входит плата с уже настроенной конфигурацией для предложенной модели. Это одновременно и достоинство готовых комплектов, и их недостаток: поменять предустановленную прошивку в мозгах принтера зачастую невозможно.

Еще более сложным решением является самостоятельная сборка RepRap Prusa i3 DIY kit и аналогичных комплектов и последующее программирование оборудования. Покупка комплектующих по отдельности обычно выходит дешевле, чем приобретение готового комплекта. Главное — тщательно продумать конструкцию и составить подробный список деталей, куда обязательно должны войти шаговые двигатели, ремни, ролики, валы, подшипники, RepRap экструдер, hotend, плата управления, нагревательный стол и материал для каркаса. Вам придется применить знания математики и геометрии, полученные в школе, отточить умение пользоваться линейкой, рулеткой и уровнем. Точность принтера будет зависеть от ваших вычислений и сил, которые вы вложите в его сборку.

А когда закончите работу с железом, начнется более сложный процесс — настройка RepRap принтера, которую мы обязательно рассмотрим позже. Для этого потребуется выбрать прошивку, закачать ее в управляющую плату и настраивать каждый параметр самостоятельно, ориентируясь на габариты устройства, длину осей и мощность шаговых двигателей. Полная настройка может затянуться на несколько недель, при этом уйдет много пластика. Если такие трудности вас не пугают, мы рады приветствовать вас в мире мейкеров и 3D-энтузиастов!

Самодельный 3D принтер на шаговиках от матричного принтера

После сборки и настройки прюши остались два шаговика, затем к ним добавилась еще пара и руки зачесались еще сильнее.
Однажды при чтении тудейки наткнулся на проект SmartCore и все встало на свои места — принтер для печати деталей был, опыт по сборке тоже, шаговики и кое какие запчасти — в наличии, ну и братья китайцы в помощь.

В результате получился вот такой принтер:

Теперь собственно как это собиралось, какие были трудности и как они преодолевались.

Корпус
Для расчета корпуса и деталей под нужные комплектующие (толщина и длина валов, размеры области печати, способ перемещения оси Z — на винтовой шпильке или на ремне) идем на страницу проекта Smartcore на YouMagine, там описано какие комплектующие требуются и в разделе Documents скрипты для OpenJSCAD. Я использовал v.1.2 для расчета корпуса и деталей (кроме оси Z, т.к. в этой версии скрипта нет опции для расчета оси на шпильке) и v.1.0.2 для расчета деталей оси Z.(На данный момент на YouMagine что-то поломалось и скрипты не открываются. Для открытия можно сохранить скрипты на диск, зайти на openjscad.org и загрузить скрипт, сохраненный на диске). После расчета детали сохраняются в stl одним файлом и пришлось пересохранять требуемые детали в разные файлы.

Размеры корпуса уже считал сам (для боковых стенок, там где находятся крепления оси Y, лучше прибавить пару сантиметров к расчетным), под свою компоновку, затем заказал распиловку с оклейкой кромок из МДФ толщиной 10 мм на рынке у торговцев кухнями. Очень удивился, когда забирал заказ — стоимость оказалась 5$, с учетом того, что акриловая рама с крепежом и шпильками мне стоила 40$. Затем сам резал необходимые отверстия и окна и собирал на саморезы. Для красоты напечатал белых заглушек и термоклеем приклеил на шляпки саморезов. О том откуда появилась куча круглых отверстий расскажу ниже.

Оси XY
После сборки корпуса пришел черед печати деталей. Без переделки изначально напечатал 7 деталей — каретка, крепления направляющих оси X, дальние крепления направляющих оси Y и крепления шаговиков (они же передние крепления направляющих оси Y). Все детали печатал бестфиламентовским переходным PLA с заполнением 50 или 60%.
При сборке оси Y вылез косяк — при попытке закрепить в правом переднем креплении направляющую, треснуло посадочное место под нее. Но с левой частью вышло еще хуже — при печати не учел одного важного факта — у принтерных шаговиков из корпуса торчит только 23 мм оси, и в силу конструкции левая шпуля находится выше чем правая, и получалось что с оригинальной деталью длины оси шаговика не хватает. Сразу начал рассматривать варианты с разными костылями, но потом осенило — у меня же есть принтер, куча пластика и Thinkercad! В Thinkercad были проимпортированы оба крепления, в них было усилено посадочное место под направляющую, и в левом креплении был поднят двигатель на 12 мм вверх. Теперь после печати и установки все стало в соответствии с задуманной конструкцией.

Еще не совсем понял как в оригинале крепятся концевики, и в том же Thinkercad были спроектированы крепления для них.

История происхождения отверстий в стенках
После сборки и настройки, включил принтер и испугался — при перемещении по осям XY был такой звук, как если бы рядом стояли два пионера с барабанами и выбивали на них барабанную дробь. Что бы уменьшить данный эффект, взял коронки и насверлил отверстий, но эффект от такого апгрейда оказался минимальный. И проект был заброшен. Через некоторое время на тудейке прочитал статью о замене и использовании драйверов TMC2208. Драйвера были заказаны и через месяц ожидания установлены. После установке эффект поразительный — самый громкий узел — это тот самый вентилятор 3010. А прорезанные отверстия пришлось облагоражитвать, но зато есть за что держать при переноске 🙂

Электроника и прошивка
Стандартный набор начинающего конструктора — Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4. Ардуина со своим бзиком — на комплектном полуметровом USB кабеле с компом работает нормально. На более длинных уже все — вилы. Смена портов, USB 3.0 — фиолетово, не работает и все.
Для графического отображения и работы с картой памяти, изначально хотел сделать на OLED, как в этой статье. Все купил, собрал, настроил, включил… и не взлетело 🙁 Изображение появляется на секунду и исчезает. Почему так, понять не смог, а познаний в ардуиностроительстве маловато. Для исправления ситуации на Banggood заказал MKS Mini 12864LCD за 9$ (тогда еще купоны 5 от 10 за поинты работали, было время). При покупке учитывайте, что для RAMPS нужен адаптер. С этим котроллером все пошло повеселее — все взлетело с первого раза.
Контроллер надо было как то красиво разместить — и опять взялмодель из этого проекта и творчески переработал 🙂
Про драйверы написано выше — 2*TMC2208 (ось X,Y), 2*A4988 (ось Z, экструдер). Драйвера настраивал на ток 0,7-0,8А. При настройке TMC2208, есть серьезный нюанс — настройка тока производится при отключенных двигателях! Когда менял A4988 на TMC2208, то в прошивке ничего не трогал, перемычки в RAMPS’е тоже не вынимал, только разъемы шаговиков перевернул (можно было ничего не трогать, тогда в прошивке надо было менять параметр INVERT_X_DIR, INVERT_Y_DIR, но в силу природной лени развернуть разъемы оказалось быстрее). И чуть не забыл, очень рекомендуется в меню принтера и сбросить настройки EEPROM.
Поскольку печатаю PLA и нет подогрева стола, то запитано блоком питания на 10А, чего вполне достаточно.
Дабы бутерброд из меги, рампса и драйверов меньше грелся, используется 8 сантиметровый вентилятор из старого блока питания (по моим подозрениям еще из АТ БП и лет ему под 30, но довольно таки тихий для своего возраста).

Для управления всем добром используется Marlin 1.1.5 (на момент сборки это была актуальная версия). Прошивка была взята с marlinfw.org и настроена с нуля. Поскольку уже была собрана прюша и ремни, шпули и шпильки используются одинаковые, почти все основные параметры были взяты из прюшиной прошивки.
Поскольку используется кинематика CoreXY, чуть голову не поломал с этими параметрами:

Брал их из прошивки оригинально проекта, подсматривал у других, переворачивал разъемы шаговиков и хоть ты тресни не двигалась каретка по осям XY так как надо — если по одной оси нормально, то по второй в инверсии. Но в конце концов нашел требуемую комбинацию и все заработало так как надо.
Если кому интересно — ссылка на Гуггл драйв с прошивкой.

Остался держатель катушки. Это квинтэссенция из двух проектов — крепление и держатель катушки. Поскольку я печатаю на балконе, а сам принтер хранится в комнате, то вышло очень практично и сильно уменьшает габариты при хранении.

Примеры печати

Все печаталось PLA пластиком от Bestfilament, температура 210-215 гр., обдув после первого слоя.

bathtub boat (visual benchy) — сложная модель, наподобие 3DBenchy, мосты, арки, много мелких деталей, уменьшенная в 2 раза, печеталась без поддержек, заполнение 30%, слой 0.1

Marvin — еще одна тестовая модель, у меня их целый отряд 🙂
Слой 0,2, заполнение 30%

На всех фото где присутствует отверстия, закрытые заглушками желто-коричневого цвета напечатаны на этом же принтере — идеология RepRap в действии.
И под спойлером пару моделек

Сколько это стоило:

Остался шкурный вопрос — сколько это стоило?
Вот сейчас и посчитаем

85$
Корпус — 5$
PLA пластик — максимум на 10$
Поскольку в магазинах linkcnc Store, BIG TREE TECH и других платная доставка, а так же может какую мелочевку забыл указать, то добавим 15$.
Итого 115$
Так же прошу учесть, что вышеприведенные цены приблизительны, можно найти дешевле, направляющие можно изъять из старой техники, электронику купить в магазинах специализирующихся на этом.

Планы на будущее:

Все таки сделать подогрев стола — куплена силиконовая грелка на 220В 100Вт и твердотельное реле;
Спроектировать и напечатать кабель-каналы и спрятать провода;
На оси Z поменять шпильку М8 на трапецеидальный винт — куплен;
Спроектировать радиальнй обдув печатаемой детали.
Прикрутить Octoprint — уже есть, установлен на OrangePi Zero, осталось подать питание.

За сим разрешите откланяться,
Спасибо за внимание.
С критикой, пожеланиями и вопросами — прошу в комментарии.

P.S. Все таки чукча читатель, а не писатель.

• 13 июля 2018, 22:45
• автор: Berserker_s
• просмотры: 19245

• ResSet
• 13 июля 2018, 23:11

Отличный проект, плюсиков Вам за рукастость. Тоже порывался в свое время собрать прушу, но не хватило терпения )
Да и качество печати на довольно хорошем уровне. Вот подогреваемый стол очень надо — пла обрабатывать то еще удовольствие, для домашних поделок ABS подходит лучше всего — его и шкуркой можно потереть и в ацетоне попарить.
Было бы неплохо коротенькое видео печати в конец добавить, хотя бы первые слои.

Для таких же ленивых как я, кстати, сейчас в гире Anet A6 в приложении 195$ или 179$ если есть много поинтов, с учетом доставки. Не идеальный вариант, но для старта неплохо.

Как собрать 3D-принтер своими руками?

Сегодня на рынке представлен широкий выбор 3D-принтеров от российских и зарубежных производителей. Их стоимость исчисляется в сотнях и тысячах долларов. Из-за этого не каждый может позволить себе купить такое оборудование. Однако стать обладателем собственного аппарата для трехмерной печати можно, сконструировав его собственными силами в домашних условиях.

Как собрать 3d принтер своими руками? Что для этого нужно и во сколько это обойдется? Обо всем этом – далее в статье.

Самостоятельная сборка принтера для печати 3D-моделей

Многие инженеры стремятся сделать технологию трехмерной печати общедоступной. Для решения этой задачи создали проект RepRap. 3D-принтеры, относящиеся к данной категории, способны печатать точные копии своих комплектующих. Они могут создать до 50% собственных элементов. Другими словами, с помощью одного аппарата печатаются комплектующие для аналогичного оборудования. Докупив нужные детали, можно собрать новое устройство.

Стоимость принтеров, воссоздающих свои прототипы, может достигать 200 тысяч рублей, и купить их может не каждый. Наиболее дешевый способ заполучить собственное устройство для 3D-печати – собрать его своими руками.

Конструирование 3D-принтера – это не такой легкий процесс, как может показаться на первый взгляд. Однако монтаж аппарата в домашних условиях обойдется вам значительно дешевле, чем покупка нового оборудования. Также в процессе сборки вы подробно изучите, из чего состоит устройство, как оно устроено, по какому принципу работает. Благодаря этому вы сможете быстрее освоить трехмерную печать.

Существует несколько вариантов сборки принтера в домашних условиях:

1. Разработка и конструирование собственной уникальной модели. В этом вопросе все зависит от ваших знаний, навыков, фантазии и умений. Но нужно учитывать, что при конструировании нового аппарата могут возникнуть проблемы с его настройкой и функционированием.
2. Монтаж оборудования на базе готовых и известных проектов, которые есть в отрытом доступе. К ним относятся RepRap Mendel Prusa i2, Prusa i3 и их различные конфигурации.

Сборка принтера Prusa i3 Steel

Рассмотрим подробнее, как собрать своими руками 3d принтер Prusa i3 Steel. Этот аппарат считается новым поколением проекта RepRap.

Условно создание оборудования для трехмерной печати происходит в несколько этапов:

1. Покупка необходимых комплектующих.
2. Сборка принтера.
3. Подготовка аппарата к эксплуатации.

Первый этап. Покупка деталей и комплектующих

Решив собрать 3d принтер своими руками, вы можете пойти двумя путями:

1. Самостоятельно найти и купить все комплектующие.
2. Воспользоваться готовыми наборами. Они стоят в среднем от 15 000 до 35 000 рублей. В их комплектации представлены только базовые детали, так что вам все равно придется докупать некоторые элементы.

Решив самостоятельно покупать все комплектующие для принтера, вы сможете сэкономить средства и выбрать более качественные детали.

Основными составляющими аппарата для 3D-печати являются:

• статичные и движущиеся элементы (механика) – корпус, направляющие, ремни, винты, подшипники и т. д. От того, насколько правильно будут подобраны эти детали, зависит, какое качество будет у напечатанных изделий;
• детали, благодаря которым принтер запускается и работает. Это двигатели, платы управления, драйверы, дисплей, блок питания и т. д.

Корпус

Раму для принтера можно сделать из фанеры, ДСП, акрила или металла. Последний вариант более надежный. Металлический корпус хоть и стоит дороже и весит больше, но прослужит дольше и будет лучше справляться со своей задачей. В оригинале у Prusa i3 Steel корпус сделан из стали.

Изготовить раму можно собственными силами. Ее чертежи представлены в открытом доступе. С ними можно обратиться в компании, которые занимаются резкой различных материалов.

Готовые корпусы Prusa i3 Steel можно приобрести на различных интернет-площадках. Их преимущество в том, что они могут продаваться со всеми необходимыми винтами и гайками. Если вы решите вырезать раму собственными силами, то эти элементы придется докупать отдельно.

Направляющие валы

От работы валов зависит точность изделий, которые будут печататься на принтере. Так что к их покупке нужно подходить ответственно.

Чтобы собрать 3d принтер Prusa i3 Steel, потребуется шесть направляющих валов. Они должны быть одного размера. Наилучший вариант – это линейные направляющие. Они стоят в несколько раз дороже традиционных деталей, но при этом могут гарантировать самую высокую точность изготовляемых изделий.

Стандартный диаметр валов для 3D-принтера – 8 миллиметров.

Детали можно приобрести в интернет-магазинах. Еще один вариант – покупка валов от старой оргтехники.

Подшипники

Для Prusa i3 Steel потребуются 11 линейных подшипников и один – 608 ZZ. Детали можно купить на местных рынках, в интернет-магазинах либо напечатать на 3D-принтере.

Шаговые двигатели

Для сборки оборудования вам понадобится четыре мотора Nema 17. В интернет-магазинах продают комплекты из пяти двигателей. Запасной элемент вам может пригодиться для дальнейшего апгрейда принтера.

Также можно использовать шаговые моторы, снятые с бывших в эксплуатации МФУ, принтеров и плоттеров.

Плата управления и регулятор напряжения

Чтобы собрать 3д принтер для трехмерной печати, вам понадобится плата Arduino Mega 2560 R3. Она будет выступать мозговым центром аппарата. В ее процессор будет загружаться прошивка.

Стоит учитывать, что, совершив какое-либо неверное действие при конструировании принтера (например, неправильно присоединив драйвер шагового мотора), вы можете спалить плату. Покупка запасной Arduino Mega 2560 R3 поможет устранить эту проблему.

Также вам потребуется плата расширения для Arduino – RAMPS 1.4. К ней будет присоединяться вся электроника и драйверы двигателей.

Еще нужно купить понижающий регулятор напряжения. С его помощью вы защитите основную плату от выхода из строя.

Драйверы шагового двигателя

Они представляют собой миниатюрные платы и отвечают за работу моторов. Всего вам потребуются пять драйверов A4988.

Купите сразу несколько запасных плат. Они пригодятся, если при конструировании 3D-оборудования одна из деталей сгорит.

LCD-дисплей

Экран нужен для того, чтобы с его помощью следить за состоянием печати и управлять оборудованием. Выбирайте устройство с шилдом и шлейфом. Тогда вам будет легче его подключить. Также отдавайте предпочтение дисплеям со встроенным картридером, куда вы сможете вставлять карту памяти с трехмерными моделями.

Если вы планируете подключать аппарат напрямую к компьютеру, то тогда экран вам не пригодится. Однако владельцы 3D-принтеров советуют печатать с карты памяти. Это позволяет запускать оборудование из любой точки, не привязываясь к ПК.

Блок питания

От этого элемента зависит, насколько мощным будет ваш принтер. Специалисты, обладающие опытом кустарной сборки оборудования для трехмерной печати, утверждают, что для устройства, которое оснащено одним нагревательным столом и 1-2 экструдерами, подойдет блок питания мощностью 12 В.

Экструдер в сборе

Это печатающая головка, создающая изделия из пластика. Через нее сопло выдавливает на платформу материал, из которого и формируется изделие.

Экструдер состоит из двух элементов – cool-end- и hot-end-блоков. Первый отвечает за подачу материала для печати, второй – представляет собой сопло с нагревательным элементом.

Различают несколько видом экструдеров. Эксперты советуют выбирать те модели, у которых механизм подачи пластика располагается перед нагревательным элементом. С помощью такой детали вы сможете без труда создавать изделия из разных видов пластика.

Учитывайте, что при эксплуатации принтера сопло может засориться. Очищать его нужно при помощи специального сверла. Чтобы не повредить деталь, эту процедуру проводят очень аккуратно. Некоторые владельцы решают не чистить сопло от засорений, а покупают новое.

Горячий стол и стекло

Стол представляет собой платформу, на которой будет располагаться печатаемое вами изделие. Он должен разогреваться до температуры 100-110 градусов Цельсия, если вы планируете создавать детали из ABS-пластика. Для печати из PLA и других материалов нагрев необязателен.

Также нужно приобрести стекло, которое будет помещаться сверху горячего стола. Можно использовать обычное оконное стекло. Но оно сможет выдержать нагрев до 90 градусов Цельсия. Лучше всего для этих целей применить боросиликатное стекло или зеркало.

Вентиляторы обдува

Вам потребуются два вентилятора. Один нужен для обдува материалов, которые медленно затвердевают, второй – для обдува плат. Использование большой системы охлаждения поможет снизить шум от принтера.

Мелкие детали

Для сборки принтера понадобятся:

• ремень GT2;
• шпильки-винты с метрической резьбой М5, диаметром 8 миллиметров, длиной – 345 миллиметров. Всего потребуется 2 винта;
• NTC термистор 100 кОм 3950;
• соединительная муфта 5×5 миллиметров – 2 штуки;
• механические ограничители – 3 штуки;
• разъем питания с кнопкой;
• провода (для подключения шаговых двигателей);
• пружины для стола – 4 штуки, для ограничителя оси Х – 1 штука;
• шкив GT2 на 16 зубьев – 2 единицы;
• оплетка для проводов;
• USB-кабель;
• кабель питания 220 В;
• гайки, винты, шайбы, длинные болты.

При покупке мелких деталей не стоит строго придерживаться списка. Если есть вероятность поломки или потери каких-либо элементов, то лучше покупайте их с запасом.

По разным оценкам, общая стоимость всех комплектующих, которые понадобятся для сборки 3д принтера, может достигать 20 000+ рублей. Готовый набор для конструирования Prusa i3 Steel стоит в российских интернет-магазинах до 50 тысяч рублей.

Второй этап. Сборка 3D-принтера

После того как вы приобрели необходимые детали для создания собственного 3D-оборудования, можно приступать к его монтажу. Для этого понадобятся следующие инструменты:

• наборы отверток и шестигранников;
• бокорезы;
• плоскогубцы;
• сверла разного диаметра;
• силиконовый пистолет;
• инструмент для снятия изоляции проводов;
• паяльная лампа;
• термоусадочная трубка (для изоляции кабелей) и другие приспособления.

Собрать принтер Prusa i3 Steel вы сможете, следуя одной из этих инструкций: ссылка № 1, ссылка № 2.

При соединении всех деталей соблюдайте технику безопасности. Все инструменты используйте только по назначению. Электронные компоненты устанавливайте на принтер только при выключенном сетевом питании.

Третий этап. Установка софта, настройка и эксплуатация

После того как принтер Prusa i3 Steel собран, можно приступать к программной части.

Скачайте прошивку Marlin и среду разработки Arduino IDE. Последняя необходима для исправления и загрузки программного обеспечения в принтер. Загрузите прошивку в аппарат и установите необходимый софт. Чтобы самостоятельно настроить ПО, следуйте этой инструкции.

Завершающий шаг – настройка слайсера. После этого аппарат готов к работе. Эксперты советуют первым делом освоить печать изделий из термопластика PLA.

Инструкции, статьи и видеоролики о том, как настраивать, обслуживать, модернизировать и эксплуатировать 3д принтер Prusa i3 Steel, вы сможете найти на различных тематических интернет-сайтах.

Что вы получите в результате?

Собрав своими руками Prusa i3 Steel, вы получите надежный аппарат, который обладает увеличенной областью печати и позволяет создавать изделия из таких материалов, как ABS, PLA, HIPS, FLEX и PVA.

При желании оборудование можно модернизировать. Например, его можно оснастить вторым экструдером или установить деталь с двумя печатающими головками. Кроме того, вместо линейных подшипников принтер можно оснастить капролоновыми или медными втулками. За счет этого удастся повысить качество печати.

Как собрать 3Д-принтер своими руками?

Дорогостоящим удовольствием на сегодняшний день являются аддитивные принтеры. Многим приходится потратить не одну сотню или даже тысячу долларов только для того, чтобы приобрести эту высокотехнологичную машину. Способ самостоятельной сборки устройств для трехмерной печати интересует многих. Почему бы не попытаться распечатать на принтере точно такое же устройство, если форма создаваемых деталей может быть любой? У современных инженеров действительно есть возможность собирать 3Д-принтер своими руками.

Примеры успешной сборки

Современные конструкторы уверены в том, что устройства для трехмерной печати должны быть доступны всем. В 2004-м впервые обсуждались механизмы, способные воспроизводить сами себя. Планировалось создание установок, печатающих копии собственных комплектующих.

Первопроходцу в этой области удалось воссоздать больше половины таких деталей. Второе поколение устройств использовало для создания печати металлические сплавы, мраморную пыль, тальк и пластик. Подобные установки нельзя было называть идеальными изобретениями. Они требовали доработки.

Базовая цена обычной платформы для разработки комплектующих составляет 350 евро. Аппаратура, предоставляющая возможность распечатывать электрические схемы, стоит в десять раз дороже. Для того чтобы скопировать такие установки, придется приложить усилия.

Как собрать 3Д-принтер своими руками

Для самостоятельной сборки подходит стандартная модель EWaste. Стоит менее 60 долларов. Если удастся разыскать подходящие комплектующие, которые можно снять с ненужных электроприборов, собрать ее вполне реально. Для этого понадобится мотор NEMA 17, блок питания от ПК, DVD-дисковод, термоусадочные трубки и разъемы.

Еще одна конструкция может быть собрана из комплектующих разобранных лазерных принтеров в сочетании со стальными направляющими, профилями из металла и пластиковыми подшипниками. К каркасу крепятся 4 моторчика, два из них обязательно должны поддерживать функцию микрошага. Также потребуется использовать несколько соединительных проводов, оптических датчиков и термостатор для ячейки. Многие пользователи отмечают, что им удалось сконструировать 3Д-принтер своими руками. Чертежи вы можете увидеть в статье, они доступны для ознакомления. Обычные установки, созданные в домашних условиях, не наделены выдающимися свойствами, но справляются с печатью небольших пластиковых изделий.

Доступные детали облегчают работу

Всегда существует возможность собрать что-нибудь особенное. Схема недорогого устройства для трехмерной печати была предложена китайскими специалистами. Открытый рынок комплектующих дает возможность приобрести все необходимые составляющие такого механизма. Китайские конструкторы применили раму Makeblock, приобрести которую может каждый в магазине компании.

Теперь нет ничего сложного в том, чтобы создать 3Д-принтер своими руками. Устройство комплектуется электрической платой Arduino MEGA 2560. Управление может осуществлять обычный пользователь персонального компьютера, установив предварительно необходимое программное обеспечение.

Каждому придется выбирать технологию сборки. Для всех поколений современных самовоспроизводящихся устройств характерно стремительное развитие. Принтер заводской сборки обходится значительно дороже распечатанных комплектующих.

Перспективы и небольшие сложности

Несколько таких принтеров астронавты планируют захватить с собой в космос в ближайшем будущем. Грузоподъемность и полезная площадь летательного аппарата могут экономиться благодаря этим замечательным приспособлениям. Астронавтам придется собирать 3Д-принтер своими руками. Из принтера, задействованного, например, на Луне, может получиться весьма неплохая строительная аппаратура для возведения космических баз. Мелкодисперсный песок будет использоваться в качестве чернил.

Для современных инженеров не составит труда сделать 3Д-принтер своими руками. Reprap конструкции дают возможность уберечь кошелек от ненужных затрат. Готовые образцы требуют индивидуальной настройки. Это может негативно сказываться на качестве печати. Следует упомянуть, что для самостоятельной сборки потребуется много терпения и немалые знания инженерного дела.

Применение отработанной электроники

Не все имеют возможность купить 3Д-принтер, но мечтают об этом устройстве многие. Чтобы не выбрасывать деньги, можно поискать подходящие комплектующие в других электронных приспособлениях и использовать их в основе самодельного печатающего устройства. Итоговая стоимость такого принтера не будет превышать 100 долларов. Это дешево, учитывая то, что прибор самодельный. 3Д-принтера своими руками могут создавать все любители, знакомые с азами инженерного дела благодаря описанным принципам.

Следует начать с анализа специфики работы универсальных систем ЧПУ. Необходимо выучить перечень основных команд для управления устройством при помощи программного кода. К конструкции присоединяется пластиковый регулятор мощности моторчика и экструдер. В состав каждого устройства, разработанного самостоятельно, будет входить несколько основных комплектующих: корпус, блок питания, шаговый двигатель, контроллер, печатная головка и направляющие.

Составляем оси координат и готовим мотор

В качестве используемых деталей на данном этапе можно задействовать обыкновенные дисководы для CD/DVD, оставшиеся от старых компьютеров. Понадобится Floppy-дисковод. На данном этапе следует удостовериться, что моторы привода работают не от постоянного тока, а пошагово. Из всех существующих двигателей, необходимых для того, чтобы смонтировать 3Д-принтер своими руками, Nema 23 является лучшим вариантом при использовании в пластиковом экструдере.

Также потребуется дополнительная электроника, выбор которой будет зависеть от финансовых возможностей и наличия ее в продаже. Необходимо приготовить все кабели, блок питания, термостойкие трубки и разъемы. Провода припаиваются к шаговым двигателям.

Уделяем внимание экструдеру

Приводы, подающие волокна пластика, будут смонтированы из шестеренки MK7/MK8 и шагового мотора Nema 23. Необходимо также скачать программное обеспечение для управления элементами экструдера печатной установки. Также не забудьте о драйверах.

Пластмассовый материал будет втягиваться в экструдер и входить в нагревательный отсек. Затем разогретые чернила проходят по термостойким трубкам. Чтобы собрать прямой привод, необходимо соединить крепление на раме с шаговым двигателем. Полученные данные на экструдере выставляются в программе Repetier. Такой 3Д-принтер сделать своими руками под силу любому инженеру.

Проведение испытаний

Приготовление устройства к первому испытанию можно считать завершенным. Диаметр пластикового волокна в экструдере должен быть равен 1,75 мм. Такая толщина не будет требовать большого количества энергии во время печати. Рекомендуется заправлять в принтер PLA-пластик по причине легкоплавкости, безопасности и простота в использовании этого материала.

Активируется Repetier и запускаются срезы профиля Skeinforge. Для проверки калибровки можно распечатать какую-нибудь простую фигуру. Если сборка была проведена неправильно, проблемы конфигурации можно обнаружить практически сразу, проверив размеры полученного изделия.

Для начала работы необходимо открыть модель STL, определить фигуру для печати, ввести соответствующий g-код. Экструдер раскаляется, а затем начинает плавить пластик. Необходимо выдавить немного материала для проверки работы устройства. Вышеуказанная инструкция описывает основные принципы работы, которых необходимо придерживаться, чтобы сделать 3Д-принтер своими руками.

Заключение

Сегодня каждый инженер понимает, что устройство для 3Д-печати вполне реально создать самостоятельно. На этапе сбора информации никаких трудностей возникать не будет. Всю процедуру мы в подробностях описали выше.

Для успешной реализации поставленной задачи нужно разобраться в технологии изготовления устройства и определить основные проблемы, с которыми предстоит справиться. Необходимо раздобыть чертеж (см. выше), подобрать все комплектующие, проделать массу работы и выучить немалый объем дополнительной информации. Результаты обязательно порадуют.

Такое устройство может создавать фигурки небольших размеров, и практической пользы от него будет немного, но ради собственного удовольствия собрать подобную установку способен каждый инженер с достаточным уровнем информационного обеспечения. Кому-то может показаться увлекательным процесс, а не сами изделия. Если инженеру захочется сделать 3Д-принтер своими руками для изготовления крупных деталей, в любом случае придется раскошелиться, потому что комплектующие для таких устройств стоят намного дороже. Тем, у кого нет проблем со средствами, придется помучиться с поисками устройства, необходимого для самостоятельной сборки большого принтера. Успехов!