Как собрать 3D-принтер со стальной рамой в домашних условиях – Лайфхакер

Стартовый набор CNC для 3D принтера на Arduino Mega 2560 с нагреваемым столом MK2B. Купить набор Arduino в Москве, доставка по всей России. Работаем с юр. лицами.

Scara – Home`s 3Dprinter. SkyTwo. Конец сборки.

kavaynya
Идет загрузка

Загрузка

20.06.2021

4394

18

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

В прошлой статье была начата сборка с нуля новой версии принтера с кинематикой 5 Bar Parallel Scara….

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАБОРА CNC

Язык документа

Версия

Размер и тип

Интегрированная среда разработки Arduino IDE

Размер и тип: 132 МБ,
RAR

Графическая среда разработки Mixly

Размер и тип: 157 МБ,
RAR

supereyes.ru Набор ЧПУ для 3D принтера с нагреваемым столом и контроллером, совместимым со средой Arduino

3 399 руб.

Купить Нет в наличии

C этим товаром покупают

Выходное напряжение: 9 В
Выходной ток: 1 A
Входное напряжение: 100 – 240 В

Модель: DDcduino DUE 2012 R3
Микроконтроллер: AT91SAM3X8EA
FTDI USB микроконтроллер: ARM 32
Тактовая частота: 84 МГц

books.png

Образовательный набор на Arduino-совместимом контроллере с комплектом радиодеталей (52 шт.), отлично подходящих друг к другу. В комплекте обучающая инструкция на русском языке по теории и практике конструирования 5 различных устройств!

Умный робот Yahboom Robot Car построен на базе Arduino-совместимого контроллера UNO R3. Комплект поставки оснащен высококачественными комплектующими, среди которых: дисплей LCD1602, 4-х разрядный индикатор, фоторезистор, датчики и модули и много другое для проведения экспериментов.

Добавляем поддержку автокалибровки в прошивку

Включаем поддержку ручной калибровки

Задаём опции сетки

Внимание! Не использовать больше 7 точек на ось. Это ограничение прошивки.

Добавляем пункты в меню принтера

Скрипт выполняемый после калибровки. Тут по умолчанию какие-то телодвижения экструдером, не факт что они нужны. Не уверен на этот счёт.

После этого заливаем обновлённую прошивку.

Подготовка к сборке принтера по схеме с нуля

Начнем с выбора проекта. И тут сразу же встает вопрос: какой бюджет мы закладываем в создание принтера? Сегодня на рынке есть множество готовых решений, которые стоят не таких больших денег. Так есть ли смысл вкладываться в сборку кустарного варианта? Однозначно – это того стоит. И тут есть несколько плюсов:

  1. Вы можете сделать большую область печати, чем в стандартном 3D-принтере из магазина.
  2. Самодельный принтер легко усовершенствовать и починить. Вы сможете запросто сделать большую часть запчастей на самом устройстве печати.
  3. Собирая принтер своими руками, вы поймете всю механику работы устройства, научитесь решать простые ошибки, устранять дефекты печати.

Цена на полный комплект для сборки будет все равно ниже, чем стоимость готового девайса с аналогичными характеристиками из магазина. К точному выбору проекта мы еще вернемся.

Для сборки вам пригодятся инструменты, а именно: отвертка крестовая, мультиметр, наждачная бумага, клей, пассатижи, паяльный инструмент, силиконовое масло, изолента, нож канцелярский, пластиковые хомуты и парочка ровных рук.

Интересно! Множество современных брендов начинали свой путь в 3D-печати с создания моделей в кустарных условиях.

Как выбрать дешевый проект для 3D-принтера?

Глобально есть две схемы сборки принтера с ноля в домашних условиях:

  1. Кит-комплект. Или принтер по запчастям. По факту это готовая модель, но разобранная до болтика. Подобные варианты стоят чуть дешевле моделей под ключ. Но на деле это кем-то придуманное устройство, в которое сложно внести какие-либо изменения.
  2. Сборка с нуля по схеме с использованием управляющей платы на Arduino. Этот вариант больше подходит. Управляющая плата «Ардуино» позволяет вносить изменения в работу механики без особых знаний электроники. Для нее создано множество дополнительных контроллеров, хабов и плат.

Сборка на Arduino обойдется дешевле любого кит-комплекта. Полная стоимость принтера может встать до 20 000 рублей с учетом металлической рамы. Часть дополнительных деталей можно напечатать на самом принтере, когда он будет готов к первому старту. Аналогичные готовые или кит-решения обойдутся в 30 000–40 000 рублей.

Информация! В интернете есть масса вариантов по сборке принтера на основе старых или «убитых» устройств печати. Настоятельно не рекомендуем покупать такие девайсы под восстановление. Проще сделать устройство с нуля, чем воскрешать полуживой принтер.

За основу сборки можно взять бесплатную схему с сети. Например, одна из самых популярных сборок основана на механике модели Prusa i3 или Prusa i2 (RepRap Mendel). Основание принтера можно сделать из МДФ-плиты или оргстекла. Со временем лучше заменить ее на металлическую основу. Это немного удорожит конструкцию, но сделает ее более прочной и надежной.

чертеж рамы Prusa i3

Чертеж рамы Prusa i3

Заказ деталей на «АлиЭкспресс»

Следующий важный момент – заказ комплектующих. В рамках нашего проекта мы рассмотрим покупку деталей для сборки принтера по схеме Prusa i3. Это надежный вариант, проверенный тысячами пользователей по всему миру.

Что нужно купить:

  • направляющие валы в комплекте из 6 штук;
  • шпильки типа M5 – две штуки (можно купить и в обычном строительном магазине);
  • комплект электроники: Аrduino Mega 2560 R3 – 1 штука, RAMPS 1.4 – 2 штуки (второй про запас), шаговые двигатели – 6 штук;
  • понижающий регулятор напряжения;
  • комплект шаговых моторов, нужно 4 штуки, но продают по 5 в комплекте;
  • комплект муфт, ремней и подшипников;
  • блок на 12 В – 1 штука;
  • механический ограничитель – 3 штуки;
  • дисплей со встроенным SD-картридером – 1 штука;
  • подогреваемый стол – 1 штука;
  • кнопка и клемма – 1 штука;
  • вентилятор (кулер) на обдув заготовки – 1 штука;
  • экструдер – 1 штука;
  • вентилятор для охлаждения драйверов – 1 штука;
  • запасные сопла в комплекте;
  • сверло для чистки сопла;
  • комплект для регулировки рабочего стола – лучше взять пару штук;
  • пружины в комплекте для стола – 5 штук, из них 4 потребуется;
  • прямоугольный кусок ровного стекла, которое ляжет на стол, – 1 штука;
  • один комплект проводов для подключения шаговых двигателей.

Все эти запчасти есть в продаже на китайском маркетплейсе AliExpress. Конечная стоимость может различаться от магазина к магазину. Берите запчасти только у проверенных поставщиков с высоким пользовательским рейтингом.

Лайфхак! Разбивайте закупку запчастей на 2–3 посылки, чтобы не попасть под таможенную пошлину. С 2021 года порог бесплатного ввоза товаров из Китая составляет $100. Это около 7400 рублей по курсу весны 2021 года.

Список материалов

Список необходимых материалов для создания принтера достаточно обширный.

Электроника:

  • плата Arduino серии Mega 2560;
  • 1 шилд для Arduino Ramps 1.4 (связующее звено между платой и принтером);
  • 4 драйвера для шаговых двигателей модели A4988;
  • 4 шаговых двигателя модели 28BYJ-48 и 1 двигатель модели Nema 17 (устройства, обеспечивающие перемещение печатающего элемента по полю);
  • 3 оптических концевых датчика (приборы для контроля габаритов объекта);
  • 1 экструдер модели E3D V5 либо V6 (устройство для продавливания нагретого пластика).

Корпусная часть строится из МДФ-плит и направляющих.

Материал Тип Количество, шт.
Плиты МДФ 30х40 см 1
6х4 см 2
34х6 см 1
15х4 см 1
Подшипники Линейные в круглом корпусе LM8UU 12
Шкивы GT2 2
MK8 1
Зубчатый ремень GT2 1
Трубка PTFE 1
Направляющие стержни Длина — 22 см 2
Длина — 17,5 см (диаметр — 8 мм) 4
Вал Резьба М5 1
Шестигранные гайки М5 2
М4 20
М3 10
Винты М3×16 мм 8
М3×25 мм 6
М4×45 мм 4
М4×60 мм 2
М4×20 мм 4
Шурупы Маленькие 12

Для сборки 3D-принтера необходимо также изготовить крепежные детали.

Все составляющие нужны с запасом, потому что ошибок при построении подобных конструкций избежать сложно.

Принтер своими руками

Стоимость комплектующих (электронных и механических) — 4000 руб. Снизить ее можно путем применения более дешевых элементов и материалов:

  • вместо МДФ-плит использовать ЛДСП-изделия;
  • вместо модели Mega купить Arduino Uno;
  • вместо оригинальных плат Arduino приобрести китайские аналоги с AliExpress, которые имеют те же характеристики и ту же распиновку (за этим нужно проследить дополнительно).

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.

Электроника для 3D принтера 1Электроника для 3D принтера 2Электроника для 3D принтера 3Электроника для 3D принтера 4

Как откалибровать экструдер 3D-принтера

Это позволит учесть и скомпенсировать температурные расширения.

Необходимые инструменты

Для сборки компонентов понадобятся:

  1. Отвертки.
  2. Гаечные ключи.
  3. Гравер для доработки элементов.

Гравер

Вместо отверток можно использовать шуруповерт. Инструменты (насадки) должны быть разных размеров, чтобы закручивать все гайки и винты.

Пошаговая инструкция

Порядок создания 3D-принтера таков:

  • собрать ось Y;
  • подключить элементы;
  • собрать ось X;
  • собрать ось Z;
  • сконструировать печатный стол;
  • провести отладочные работы.

Создание оси Y

Предварительно нужно модифицировать моторы 28BYJ-48, сделав их биполярными.

Моторы 28BYJ-48

Инструкция по формированию оси Y:

  1. Скрепить клеем 2 МДФ-плиты.
  2. Установить распечатанные детали типа Motor и Z-Motor.
  3. Прикрепить детали винтами.
  4. Установить в свободные пазы двигатели.
  5. Установить подшипники.
  6. Зафиксировать подшипники стяжками из пластика.
  7. Установить шкив.
  8. Установить рядом со шкивом подшипники типа 624ZZ.
  9. Закрепить направляющие (17,5 см).
  10. Натянуть ремень, используя деталь Y-End.
  11. Закрепить концевой датчик.

Подключение элементов

Чтобы переделать однополярный шаговый двигатель в биполярный, нужно:

  1. Снять крышку.
  2. Отпаять красный кабель.
  3. Разомкнуть дорожку, к которой он шел.
  4. Подключить выход с другой стороны шины в таком порядке: голубой — желтый — оранжевый — розовый.

Красный кабель

Ось X

Собрать ось X можно так:

  1. Установить 2 болта M4x45 мм в деталь типа X-End.
  2. Закрепить в ней двигатель.
  3. Натянуть ремень.
  4. Подсоединить оптический датчик.
  5. Установить экструдер (понадобятся 2 болта M3x25 мм и гайки).

Ось Z

Для создания оси Z необходимо:

  1. Закрепить подшипники в деталях X-Carriage и X-End.
  2. Установить конструкцию на направляющих (17,5 см на ось X и 21 см на ось Z).
  3. Соединить вал и двигатель.

Подшипники

Стол для печати

Эта конструкция создается так:

  1. Выбрать деревянную плиту размером 20х13 см.
  2. Высверлить в ее углах отверстия диаметром 3 мм.
  3. Ввернуть в отверстия болты типа M3x25 мм.

Финальные штрихи

После формирования всех составляющих принтера останется собрать конструкцию полностью, подгоняя под нужные размеры все элементы.

Подключение электроники

Сначала все элементы принтера подключаются к драйверу Ramps 1.4. Далее эта деталь присоединяется к плате Arduino Mega.

Ramps 1.4

Для обеспечения контакта проводов понадобится шлицевая отвертка, чтобы отжимать и зажимать клеммы.

Все работы по подключению элементов нужно проводить на обесточенной плате. Иначе велика вероятность получить короткое замыкание контактов.

Блок Ramps 1.4 Элемент 3D-принтера
D8 Нагревательный элемент
D9 Пластиковые экструдеры
D10
X Конструкция оси X
Y Конструкция оси Y
Z Конструкция оси Z
11 А 5 А Питание
END STOPS Концевые датчики от каждой оси

Запутаться при подключении не получится, т. к. все блоки и их составляющие подписаны.

Далее необходимо соединить драйвер с Arduino, т. е. наложить шилд Ramps 1.4 на плату Arduino Mega. Контакты типа «мама» на Arduino должны совпасть с выводами типа «папа» на шилде.

Аналог драйвера — CNC Shield v3. Плата также применяется для связи элементов управления и принтера друг с другом. Шилд совместим с «Ардуино Уно». Поэтому, чтобы его использовать, понадобится переписать прошивку принтера для этой платы. Наименования выводов изменятся, часть данных придется переместить во Flash-память, т. к. ОЗУ у микроконтроллера второй платы меньше, чем у процессора Mega-версии.

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

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.

Мини лазерный гравер на деталях от DVD приводов и сканеров, с рабочей зоной 100х100 мм

Lenivo
Идет загрузка

Загрузка

21.03.2019

31658

113

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

Мини лазерный гравер на деталях от DVD приводов и сканеров, с рабочей зоной 100х100 мм…

Программное обеспечение

Код, управляющий принтером, надо загрузить в плату Arduino Mega. Скетч представляет собой G-код, который используется во всех ЧПУ-станках. Для его формирования есть автоматическая утилита, которая сама рассчитывает необходимые данные по установленным параметрам.

Плата Arduino Mega

Шаблонный вид G-программы:

%

O0003 (qewrtyu) (номер и название программы)

G00 Z0.7 (поднятие инструмента на безопасную высоту)

G00 X0 Y0 (перемещение инструмента к точке начала фрезерования)

G01 Z-2 F60 (опускание инструмента на необходимую глубину фрезерования)

G01 X0 Y200 F60 (фрезерование 1-й стороны)

G01 X0 Y0 (фрезерование 2-й стороны, возврат к точке начала фрезерования)

G00 Z0.7 (поднятие инструмента на безопасную высоту)

M30 (конец управляющей программы)

%

Скетч можно загружать через программатор, созданный с применением SPI-интерфейса. Некоторые китайские аналоги Arduino имеют в своем составе микросхему (CH340 различных модификаций), которая является преобразователем SPI-USB. С ее помощью можно программировать микроконтроллер на плате через USB-интерфейс.

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.

Собираем весь 3D принтер 1Собираем весь 3D принтер 2Собираем весь 3D принтер 3Собираем весь 3D принтер 4

Настройка и калибровка

После сборки необходимо загрузить любой скетч в микроконтроллер и запустить печать, чтобы проверить, насколько хорошо откалиброван 3D-принтер Arduino. Для теста печатается небольшой куб объемом 1 см³.

Причем лучше провести не один опыт, а несколько. Так получится проследить работу принтера при различной нагрузке: одно дело — напечатать пару небольших кубиков, совсем другое — непрерывно создавать много объектов.

Параметры, устанавливаемые при печати:

  1. Габариты по осям.
  2. Точность — 0,2 мм.
  3. Скорость печати — 1 см/с.

Максимальный размер объекта, который можно напечатать на таком принтере, составляет 10 см³.

Изучая образцы, можно убедиться, что точность печати со временем снижается и слои смещаются. Виной всему — перегрев двигателей.

Исправить этот недочет можно так:

  1. Установить шаговые двигатели на микрошаг 1/16.
  2. Настроить ток на минимум (греет двигатели ток, а не напряжение).

Радиолюбителям не запрещено изменять прошивку 3Д-принтера по своему усмотрению. Оптимизация кода (сокращение математических операций) может улучшить качество печати.

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.

Фото процесса печати и результаты 1Фото процесса печати и результаты 2Фото процесса печати и результаты 3Фото процесса печати и результаты 4

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

Третье: готовим блок питания

На данном этапе готовится блок питания: для этого два кабеля соединяются между собой, чтобы блок можно было включить. Затем подбираем желтый кабель и черный кабель для питания контроллера.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...