Как сделать 3d-принтер своими руками: инструкция и советы

Содержание

Свой 2-тактный мотор: песочница, куличики и 10кг расплавленного металла

В прошлой части был показан процесс разработки модели цилиндра. В этой речь пойдет о его материализации. На момент начала этой работы у меня имелся опыт литья нескольких сотен мелких деталей из алюминия и мучительной отливки прошлой версии цилиндра, которая так и не была закончена. Ее удалось отлить лишь с пятого или шестого раза, уже и не помню… А ведь на каждый комплект одноразовых форм приходилось тратить около месяца работы. Проблема была в захвате воздуха литниковой системой — при заливке металл захватывал воздух, который образовывал пустоты в теле. Какие только литниковые системы я не пробовал, какие только советские литейные талмуды не читал все было без толку. И так бы продолжалось и далее пока я не решил испробовать радикальное решение проблемы — наклонный под 30-45° к вертикали литник большого сечения. С ним отливка сразу получилась как нужно.

Лазерные 3D-сканеры: области применения и обзор моделей


Лазерное 3D-сканирование — создание цифровой модели физического тела при помощи луча лазера. Технология бесконтактная, работает на близких и дальних расстояниях, исключает повреждения объектов во время сканирования. Принцип работы лазерных 3D-сканеров: направленный лазерный луч отражается от поверхности предмета, образуя облако точек. Каждая точка имеет свои координаты в пространстве. Программное обеспечение определяет их и создает готовую трехмерную цифровую модель на основе этих данных. Из обзора вы узнаете, где применяют лазерное сканирование и какое оборудование используют для решения связанных с ним задач.

Выбираем лучшее из имеющегося опыта

Итак, собираем 3d принтер своими руками. Сделать его из отдельных комплектующих, например, датчиков и шаговых двигателей, могут себе позволить только инженеры-кулибины. Для большинства людей воплощение в жизнь такой задачи даже при наличии проекта – это не реализуемая идея. Однако, можно пойти другим путем и использовать готовые модули, из которых получается готовое устройство. Общий принцип сборки, надеемся, уже понятен.

Осталось выбрать готовые модули, которые могут быть использованы в самостоятельной сборке такого устройства (на фото):

 Конструкция представляет собой корпус, собранный из отдельных деталей, выполненных по чертежам из фанеры на лазерной резке. Пример можно посмотреть у UltiMaker Original (предлагаем пошаговую инструкцию на английском в PDF в виде слайд-презентации, всего 109 страниц). Можно начинать работы, сделав стол для 3D принтера.

Ultimaker original assembly_manual_v1.1 from Franck Lecluse

 Позиционирующая рамка (ее также называют скоростной кинематикой), самая лучшая и точная – это H BOT. Она есть в продаже и представляет собой уже готовую рельсовую рамку, обеспечивающую отличную базу позиционирования сопла на рельсовом механизме. H BOT впервые показан был в устройстве от Replicator 5, аналог есть MakerBot.

В качестве электроники в самостоятельно собранных моделях себя отлично показал RAMPS 1.4 c прошивкой MARLIN.

В качестве основы, опыт показывает, лучше всего подходят полупромышленные модели Signum Thingiverse, а также ZAV, которые можно найти на Робофоруме.

Корпусные рамки доступны уже в продаже, но их можно сделать по собственным чертежам, которые составляются по визуальному примеру. На их базе можно увидеть не один 3D принтер, собранный своими руками.

Итоговые параметры самодельного 3D принтера

  1.  Размеры заготовки 20*20*20 см.
  2.  Материал – любой пластик с диаметром нити 1,6-1,9 мм;
  3.  Скорость печати – 200 мм/с, высокоскоростная подача материала.

Некоторые важные дополнения к пошаговой инструкции

Рекомендуем обратить внимание и доработать уже собранную конструкцию 3D принтера, выполнив следующие изменения:

  •  Необходимо изолировать шаговые двигатели и установить на них охлаждение;
  • Чтобы получить термокамеру, конструкцию собираем со стеклом. Особенно оно актуально при установке второго экструдера с целью повышения скорости печати и создания более сложных форм.
  • Также можно заимствовать позитивный и известный многим опыт китайских разработчиков makeblock на платформе i3 – речь идет о фирменной раме, доступной в продаже. Для управления с компьютера используется arduino mega 2560+ ramps с софтом printrun, который можно свободно скачать.

Что такое Arduino MEGA 2560? Это микроконтролер на основе ATmega2560. В него входит все необходимое для управления периферическим устройством типа 3D принтера. Arduino представляет собой довольно сложное устройство для неопытных пользователей, с которым однако, можно просто разобраться при необходимости. Можно использовать рекомендованный микроконтролер RAMPS 1.4. Для сборки рекомендуем собирать по PDF файлам, показанным выше.

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.

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).

Хобби ИТшника на удаленке: 3D-печать, лазеры, DIY-классика

Мысли о том, чем же заняться в свободное от работы время и разнообразить рутину, претерпели определенные изменения на фоне последних мировых событий, существенно ограничивших наши круги общения и сферы развлечений. Если вы читаете это, то скорее всего так или иначе связаны (профессионально) с ИТ-сектором. Так уж получилось, что многие результаты нашей работы нельзя «пощупать руками». Да, за спиной могут быть годы опыта и свернутые горы кода, решённых задач, построенных инфраструктур… Но это всё — «где-то там». Лично мне очень не хватает ощущения, что я создал что-то, что могу осязать: просто взять в руки и потрогать, поставить на полку… Не претендуя на сколь-либо универсальный вариант решения этой проблемы, расскажу о том, как с ней справляются некоторые из инженеров нашей компании.

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.

Какие бывают 3D принтеры

В начале стоит понять, что же такое 3D-принтер, какие виды сейчас существуют. В этой статье речь пойдет о принтере, который создает предметы из ABS пластика. Но существуют 3D-принтеры, которые «печатают» предметы из гипса, или с помощью лазера, или работающие на особом полимере. Однако, у подобных систем есть ряд недостатков – это их дороговизна, сложность в обслуживании и эксплуатации. Кроме того, все вещи, создаваемые при помощи подобных принтеров, очень хрупкие. Возможность их применения зачастую ограничивается только демонстрацией.

Самодельный 3D принтер

Устройства, о которых пойдет речь в этой статье, могут создавать очень надежные, прочные предметы, которые можно использовать по любому назначению. Не так давно в США разгорелся скандал из-за пистолета, напечатанного на подобном 3D-принтере. Также, широко применение их в механике, можно создавать детали, которые будут использоваться в производстве

ABS-пластик очень надежный материал, он удобен в использовании и, что не менее важно, прочен. Именно рынок таких принтеров в настоящее время переживает период бурного развития

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.

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.

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.

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.

Подключение электроники

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

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.

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.

Огнестрельный DIY: история и перспективы 3D-печатного оружия

В 2013 году Коди Уилсон напечатал на 3D-принтере первый пластиковый пистолет, способный стрелять боевыми патронами.

Шум вокруг этого события давно улегся, но энтузиасты продолжают совершенствовать и распространять пластиковое оружие, которое также легко загрузить и распечатать, как скачать и посмотреть пиратский сериал.

Посмотрим, как изменилась ситуация вокруг 3D-печатного оружия за 7 лет. Спойлер: она стала только острее.

Под катом: 30 минут чтения, 9 пластиковых пушек, 7 видео, 3 научных исследования, 1 метаанализ и тема для эпичного холивара. Но ни одной инструкции или файла для печати. Извините, товарищ майор.

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.

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.

3D принтер из деталей принтеров и сканеров! Автор — Андрей Ковшин.

Июль 10th, 2013 Sam

Предлагаю вашему вниманию статью от читателя блога — Андрея Ковшина. Он с нуля собрал принтер из частей от принтеров и сканеров!!! Респект и уважуха таким людям!! Мне кажется, первый 3D принтер был собран именно таким образом .. Далее рассказ Андрея:

Началось все с того что увидел в интернете это чудо, посмотрел вроде ничего сложного, все реализуемо, собрать можно. Работаю в сервис центре по ремонту принтеров, а с них много чего полезного для моего 3д принтера снять можно. Но обо всем по порядку. (много фото и видео!)

История создания принтера

Первое — это конечно выбор конструкции пал на наиболее простой принтер  Мендель. Шпильки и детали из пластика, которые я заменил деревом.

3d printer

Шаговые двигатели сначала использовал от сканера, маленькие (их у нас завались, одно время много меняли сканеров по гарантии), но при первом же запуске понял что у них силы маловато. Поставил другие, ремни также от сканеров стоят,  но в будущем планируется заменить на Т5 более жесткие, эти иногда проскакивают, все таки рассчитаны на небольшие силы.

3d printer

3d printer

Электронику сразу решил заказывать, т.к спаять ардуино и драйверы двигателей на А4988 выйдет дороже, заказал все из Китая, по времени как раз к готовой механике должны подойти.

3d printer

В итоге все пришло кроме драйверов двигателей… Почти весь принтер был готов а двигатели через месяц пообещали, руки чесались его запустить . Погуглив в интернете нашел простую схему драйвера которую обычно применяют для ЧПУ станка, на связке L293 и L298, развел спаял, где наша не пропадала ))) Вобщем на фотографиях видно что получилось.

3d printer. Драйвера на L293+L298

3d printer. Охлаждение драйверов

Еще хочу рассказать про печатающую головку, изначально было решено потратить минимум денег, поэтому и головку решил сделать сам. Сопло выполнено из остатков шпилек просверленных вдоль диаметром 3мм  и у основания0,5 ммвкручен в алюминиевый радиатор дальше фторопласт и к экструдеру ( зажим видно сделан из обычных канцелярских резинок, взятая пружина в основе конструкции оказалась слишком слабой) В тот же радиатор пару резисторов на разогрев соединенных параллельно на 6,5 Ом и температурный датчик.

3d printer. Экструдер

На сегодняшний день принтер более менее печатает, но кривовато, ремни растягиваются и дают смещение. Надо придумать натяжитель ремня. И все дерненные детали напечатать из пластика. Рабочая область из за всех быстрых переделок в процессе проектировки составила всего лишь 70х70 мм и в высоту около100 мм. Вобщем есть над чем работать )))

3d printer. Возможности печати

Откуда все взято:

Еще решил показать фотографии исходных материалов, так сказать откуда, что снял )))

Радиаторы


Радиаторы

Алюминиевые радиаторы с плат от сгоревших безперебойников, идеально подходят для изготовления печатающей головки.

Валы с принтера Epson P50

Валы с принтера Epson P50

Валы и каретки с принтеров Epson, на фото Р50

МФУ Epson

МФУ Epson

С таких сканеров от МФУ Epson , которые в одно время повально меняли по гарантии снимал шаговые двигатели и ремни.

Шаговик

Вот эти шаговики, но их мощности не хватило. От них использовал шестеренку большую на которой шкив для ремня.

Ремень

Ремни слабенькие, шаг около 1мм. Но пока держатся.

Шаговик

Шаговый двигатель с той самой шестеренкой (обрезал с нее лишнее), тоже снятый со старого принтера.

Более детально конструкция 3D принтера:

(без комментариев. в конце статьи — видео)

3d printer

3d printer

3d printer

3d printer

3d printer

3d printer

3d printer


3d printer. Экструдер

3d printer

3d printer

3d printer в сборе

3d printer. Калибровка

3d printer.Калибровка

Напечатанная деталь

Демонстрация работы принтера:

P.s. Наверняка этот пост подтолкнет многих к самостоятельной сборке 3d-принтеров Главное — желание! А терпение и труд все перетрут ..

Рубрика 3D принтер, Самодельные 3D принтеры Метки: 3d принтер

Сколько будет стоить 3Д принтер собранный своими руками?

На рынке электротехники стоимость 3D-принтеров колеблется от 500 до 3000 долларов США и выше. Цена относительно невысокая для такого полезного и технологически сложного устройства. Вам нужно уяснить, что все составные части придется покупать в розницу, а это однозначно дороже, чем оптовые цены, по которым их покупают производители.

Цена корпуса колеблется от 100 до 250 долларов США. На самом деле, корпус можно собрать практически из любого подручного материала: пластика, металла или даже из фанеры! В стоимость входит непосредственно стоимость материала плюс стоимость работы по изготовлению корпуса. Стоит учесть, что каркас лучше изготовить при помощи лазерной резки, ведь у него очень большие требования по ровности и точности.

Гораздо проще дело обстоит с шаговыми двигателями. Их цента составляет около 30 долларов. В стандартном 3Д-принтере стоит 4 двигателя. Получается, нам нужно 120$ долларов. Цена направляющих частей колеблется в районе 100-300 долларов. Всё зависит от типа и качества. Но экономить на них очень опасно, ведь именно они влияют на то, будут ли производимые предметы точные. Самые лучшие направляющие это линейные, но их цена выше в несколько раз!

Готовый предмет из пластика

Печатающая головка служит для того, чтобы создать тонкую нитку из пластика. В его комплект входит шаговый мотор, устройство нагревания, термометр, вентилятор и сопло. Стоит всё это в районе 60-150 долларов. Плюс стоимость элементов питания составит около ста долларов.

А вот с контроллерами дело обстоит намного интереснее. Ведь это технически сложные составляющие, изготовить которые самому, практически невозможно! Придется их купить и довести до ума, чтобы они могли самостоятельно управлять нашим принтером.

Задачи, которые выполняет контроллер, самые сложные – это управление всеми частями принтера, будь то направление шаговых двигателей или регулировка температуры. К тому же, необходимо взаимодействие с компьютером и программой. Общая стоимость надежного контроллера составит от 200 до 500$ (скорее 500 :)) Закупка остальных элементов, будь то контакты, различные шестеренки или вспомогательные ремни, обойдется еще в сто долларов.

В итоге, стоимость готового принтера составит от 700 до 1500$. Плюс потраченные усилия и время (а это в эквиваленте ещё столько же или даже больше в 2-3 раза). Кого это всё не пугает, я отправлю на сайт конкретных реализаций принтеров http://www.3dindustry.ru/how-to-build-3d-printer/

Подготовка к сборке

Начнем с того, что соберем 3D принтер H BOT своими руками – речь идет о доступной методологи сборки, включающей схемы и даже видео. В результате устройство поможет вам делать небольшие объемные фигурки.

Детали 3D-принтера

Это устройство может существенно помочь в моделировании, дизайне или мебельном производств, а также если сделано просто для интереса и домашних дел. В конце концов такую штуку можно просто продать и на этом заработать.

В промышленной сборке используются технологии:

  •  лазерного попиксельного нанесения пластичного вещества;
  •  лазерного спекания пластика;
  •  струйную, выдавливающую на форму разогретый пластик.

Самодельный 3D-принтер

С первого взгляда третий метод является самым доступным, но опять же остается вопрос реализации такого оборудования, которое на практике состоит из целого ряда металлических направляющих, позиционирующих печатную головку. Фактически вы можете сделать девайс, печатающий цветы на пирожных или тортах, учитывая специфику создания подобных кондитерских изделий. При этом с девайсом, печатающим из пластика, его будут роднить общие элементы и конструкция.

Что потребуется:

  •  датчики, которые будут считывать характеристики наносимого вещества, в случае пластика речь идет о замерах температуры в сопле экструдера и стола, где происходит формовка;
  •  шаговые двигатели с функцией микрошага, которые будут заниматься позиционированием печатной головки (есть готовый комплект H bot);
  •  концевые датчики, отслеживающие точность движения и соответствие системе координат;
  •  термисторы;
  •  нагревательные элементы для печатного вещества.

Модули 3D-принтера

Если вы будете печатать кондитерские изделия из теста или крема, в зависимости от его состава и консистенции может потребоваться нагревание или охлаждение материала, а также перемешивание, чтобы сохранить наносимую массу пластичной. Вариаций на тему может быть множество, но мы рассматриваем общий случай создания 3D-печатного устройства. Для тренировки можно использовать комплекты «сделай сам», H bot и пошаговые инструкции – так называемые Rewrap 3D, предназначенные именно для самостоятельной сборки. Они работают в основном на базе акрила, с помощью которого получают различные фигурки или детали из пластика.

Часы «Взрыв Рубика»

Мы любим взрывы. Любим и боимся. Взрыв – это красиво. Неконтролируемый выброс энергии – это страшно! Не будем подходить близко! Хотя интересно. Когда-то Большой Взрыв породил Вселенную… А у нас – красиво, не страшно и интересно. Хотя получилась не Вселенная, а лишь много кубиков. Взрыв цвета управляем – вращаем кубики на спицах и создаем приятный нам узор цветового хаоса. Потом при желании приводим всё в гармонию. И смотрим на часы – сколько там натикало, не пора ли переходить к новому этапу творения? Соорудить себе бутерброд, например… Часы «Взрыв Рубика» – оригинальная дизайнерская идея, вращаемые элементы, тренажёр креативности в действии.

Итог:

Смысл моих рассуждений не в том, чтобы убедить Вас, что создать работающий 3D-принтер невозможно

Важно понять, как на самом деле обстоят дела в процессе изготовления, и какие проблемы Вам предстоит решить. Даже если представить, что вы найдете все нужные части, у вас будет надежная схема и чертеж, у Вас будет очень много работы, предстоит изучить большой объем специальной информации

Я хочу сказать, что заниматься этим имеет смысл только ради собственного удовольствия, т.е. когда Вам важен сам процесс! К тому же, учитывая разницу между самодельным принтером и изготовленным на заводе, всё-таки легче купить готовый агрегат, который создавали настоящие профессионалы своего дела.


С этим читают