направляющие валы для 3д принтера какие лучше

Каждому 3D принтеру — по рельсам

Давно хотел написать статью о своём положительном опыте переделки 3D принтера с линейных стержней на рельсы, похоже время пришло.

В ходе этой статьи расскажу, что и как я делал, возможно, мой опыт кому-то поможет перевести свою рабочую лошадку на рельсы.

▍ Итак, начнём-с.

Казалось, не так давно была мечта о приобретении 3D принтера, сбывшаяся мечта, принтер ANET E16 был заказан в далёком 2019 году из страны дядюшки Ляо.

На удивление принтер пришёл достаточно быстро и коробка почти без вмятин 🙂 Естественно, принтер был собран в тот же вечер и поставлены тестовые печати: кубики, коробочки, башенки. Провозился до поздней ночи. Определялись оптимальные настройки, подстраивался, выравнивался стол раз цать. Уххх как вспомню, так вздрогну. На настройку принтера для достижения приемлемой по качеству печати ушло примерно 2 недели, но учиться работать с этой чудо-машиной приходилось на ходу, каждый раз решать сразу несколько задач и не всегда последовательно. Когда опыты приводили к хорошим результатам, это радовало, значит, есть куда расти.

После 2 месяцев эксплуатации, практически в ежедневном режиме печати, стал замечать, что при движении стола вперёд и назад (ось Y) по описанию стальные стержни диаметром 8 мм (по факту оказались покрытые никелем стержни из низкосортной стали ) и линейные подшипники LM8UU — скрипят и стол шатает, как будто на ухабах катается. Два стержня плюс 4 подшипника, сначала посмотрел не сухие ли они — смазка присутствовала. Дело оказалось в нагрузке на стол и соответственно на направляющие стержни и подшипники.

Вдоль направляющих постепенно нарисовались дорожки из задранного материала стержней.

▍ С этим надо срочно что-то делать!

Два элемента мешают достичь точности печати и плавности хода стола:

«Плавающий стол», выводишь стол в «нули» перед началом работы принтера, а после начала работы непредсказуемым образом стол ведёт в любую из сторон света, т.к. если подшипники работают неравномерно, то перекосы, заклины обеспечены, дело времени.

«Малая нагрузочная способность» стола, соответственно и стержни маловаты и подшипники слабоваты.

Прикинул, при размере модели с максимальным параметром печати принтера и со 100% заполнением получим какой вес должна выдерживать платформа на самом деле и от этих результатов искать решение проблемы.

При размере стола 300 на 300 на 400 мм (0,3м на 0,3м на 0,4м) получаем объём 0.036 м^3 или 36000 см^3 и при весе пластика PETG 1,27гр./см^3 (PETG взят для образца, т.к. чаще всего работаю с ним) платформа должна выдерживать на двух направляющих стержнях массу M=36000 см^3 *1,27 гр/cм^3 = 45 720 грамм или примерно 46 килограмм. Даже если принять во внимание, что подшипники распределяют нагрузку на три неравных части, грубо 46кг / 3, получаем по 15 с копейками килограмм на треть длины стержней 50см / 3 = 16,6(и 6 в периоде) сантиметров в идеальном случае. С учётом того, что линейность стержня вдоль линии перемещения ключевая характеристика и в идеале вообще не должна изменяться, в моём случае стержни просто гнутся и это при том, что я никогда не давал им максимум по нагрузке. Понимая, что такого веса стержням не сдюжить, ушёл на пару дней читать книги, гуглить и перечитывать десятки форумов, дабы узнать, как люди с этим живут и радуются жизни прямому перемещению стола 3d принтера?

Как показал поиск и результаты чтения книг и форумов, всё придумано до нас.

▍ Выход есть! Рельсы наше всё!

В большинстве вариантов предпочтение отдаётся именно рельсам с каретками, как например, эти MGN12H. В моём случае каретки идеально подходили по размерам и высоте, т.к. на наконечниках рельс ещё придётся устанавливать штатный концевой микровыключатель.

Внутреннее устройство показано ниже.

Сами рельсы, каретки и подшипники изготовлены из прочной стали. Заказывал в Китае, у продавца с хорошими отзывами. Фирменные рельсы и каретки от фирмы HiWin стоят как маленький самолёт, но они гарантию дают на свой рельсы и каретки.

Оценим «грузоподъёмность» рельсы и каретки:

Преимущество рельс и кареток описывается очень просто, они изготавливаются с очень высокой точностью, люфты настолько малы, что когда двигаешь каретку по рельсе кажется, что она не катится, а течёт по рельсе. Ход настолько плавный, что диву даёшься, как такое количество подшипников-шариков слаженно работает. Тот, кто придумал такую конструкцию гений.

Т.к. придётся работать с точными размерами и понадобится рабочий принтер для печати новых деталей, принял решение отмоделировать сначала в 3D редакторе все детали и не зря, т.к. подгонка в «железе» занимает гораздо больше времени чем в 3D редакторе.

подложку между кареткой и рамой стола — очень удобно настраивать стол после сборки всей конструкции.

В итоге после моделирования получилось достаточно надёжная, прочная и простая конструкция.

Напечатал в последний раз, со скрипом, все нужные детали. Снял наконечники, стержни с подшипниками. Установил все детали, соединил винтиками всё вместе, вот что получилось.

Установил подпружиненную основу стола на штатное место, вставил винты в места крепления наконечников и затянул по родным креплениям. Вот тут-то меня и ждал сюрприз. Стол доезжал до середины и дальше не хотел ехать, как будто упирался во что-то, ответ пришёл из мануала по рельсам… допуск на параллельность…

Нас интересует средняя точность — колонка Н, для длины от 500 мм, Параллельность может отклоняться на 131 микрон, не более. С микрометром не напрыгаешься, особенно в движении.
Принято решение дать этой динамической системе самой выровняться и самоюстироваться.
Как показало время — решение было правильным. Ослабив все винты крепления наконечников, через 2-3 печати тестовых заданий, рельсы встали так, как и должны. Каретка со столом каталась на полную длину без заеданий и остановок. После чего винты были затянуты.

Своим техническим решением очень доволен. Трудозатраты и время, не такие большие, как многие думают, которые я вложил в конструкцию принтера, полностью себя окупили, печатаю с января 2020 года и по сей день всё работает идеально. И каждый раз, наблюдая как работает принтер, радуюсь как слон 🙂

▍ В конечном счёте получилось достигнуть следующего

Для всех кто захочет повторить этот путь, вот ссылочка на Thingiverse

Если будут вопросы, всегда отвечу.

Источник

Рельсы против Валов. Точки над i

Недавно наткнулся на заданный когда то давно вопрос, о том, что лучше для 3д принтера рельсы, или валы? Причем, задан этот вопрос был ещё когда деревья были большими доллар имел другой курс. Сейчас ситуация обострилась, рельсы теперь стоят не ‘на каких то1500р больше’, а намного больше, в разы. В предыдущем вопросе высказывалось много мнений и исследований в ту, или иную сторону, однако, прочтя все комментарии я так и не пришёл к единому мнению, что использовать вместо резиновых роликов по профилю(для H-Bot это особенно актуально), которые необходимо перед каждой печатью подтягивать и юстировать оси, чтобы не было ‘овалов’.

Что я для себя подчерпнул:

Основным аргументом в пользу рельс в прошлой дискуссии было то, что рельсы прижаты к профилю, соответственно жёсткость рельсы будет складываться из жёсткости профиля + жесткость самой рельсы(под жёсткостью я понимаю сопротивление материала изгибу под нагрузкой в центре изделия). Однако, в случае 3д принтера даже с директ-экструдером, масса каретки и подвеса редко превышает 500грамм, а учитывая то, что даже динамические поперечные нагрузки на вал(в случае CoreXY, H-Bot) имеют вектор, который не складывается с вектором гравитации, то конструкция с двумя валами, на мой взгляд имеет право жить, особенно учитывая тот факт, что колёса в нагрузке деформируются даже больше чем вал.

И третий момент, ‘Цилиндрическая рельсовая направляющая’ кто использовал? Пожалуйста опишите Ваш опыт.

Источник

Покупка рельсовых направляющих для 3D принтера

Подпишитесь на автора

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

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

При сборке/модернизации 3D принтера часто возникает вопрос о покупке рельсовых направляющих. Одни признают только бренд и цена вопроса для них не актуальна, другие покупают что-то бюджетное и пользуют то что приехало.Предлагаю обсудить вопрос покупки на международных торговых площадках оптимальных по соотношению цена/качество рельсовых направляющих, поделится ссылками на магазины и высказать свое мнение.Данное обсуждение, думаю, будет полезно как начинающим 3D печатникам, так и опытным, так сказать «со стажем». Для затравки. Под заказ привозил с ТаоВао рельсовые направляющие MGN12 500мм + каретка MGN12H.Клиент собирает BLV MGN Cube и нужны были рельсы черного цвета. По факту, со слов клиента, приехали хорошие ровные рельсовые направляющие, каретка с небольшим преднатягом, при движении не люфтит и не шумит.

Подпишитесь на автора

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

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Источник

Я собрал 3D-принтер за 8000 рублей. Вы тоже можете

Неделю назад я рассказывал о возможностях 3D-печати и том, как именно FDM-технология облегчает нашу жизнь. Статья набрала пусть и немного, но вполне достаточно положительных откликов, чтобы продолжать данную тему, а значит цикл материалов можно считать открытым:)

Сразу хотел бы предупредить, что не хочу превращать статьи в дотошное руководство 3D-печатника. Этого добра на просторах рунета предостаточно. Моя же цель — лишь натолкнуть и подсказать варианты, способы и идеи, которые упростят жизнь человека, который заинтересуется этой отраслью.

Ну что, поехали. После вводного экскурса время действовать. Тема сегодняшней статьи — закупка комплектующих.

Перед тем, как отдать свои кровные

Первое предупреждение — будет непросто. Самостоятельная сборка 3D-принтера требует усидчивости и терпения. Я буду счастлив, если у вас все будет получаться с первого раза, но, по собственному опыту скажу, что без ложки дегтя в 3D-печати не бывает.

Перед покупкой комплектующих для самостоятельного построения принтера сразу же хочу отметить, что для нас самое важное — максимально ужатый бюджет.

И дело не совсем в экономии. Лично мне бы очень хотелось, чтобы вы испытали тот восторг, который наступает после печати первой детали на устройстве, которое создано вашими руками.

Собирать будем классическую модель Prusa i3. Во-первых, это максимально бюджетный вариант исполнения принтера. Во-вторых, он очень популярен и найти пластиковые детали для этой модели не проблема.

Наконец, апгрейдить эту модель одно удовольствие. Делать это можно бесконечно долго, но главное, видеть заметные улучшения после вложения очередной сотни-другой рублей.

Механика

Под «механикой» мы подразумеваем как статичные, так и движущиеся элементы принтера. От правильного выбора механики напрямую зависит качество моделей, которые он способен будет печатать.

Существует буквально сотни всевозможных модификаций и вариантов исполнения того самого принтера Prusa i3. Вариантов замены комплектующих или их аналогов тьма, поэтому всегда можно что-то изменить или исправить.

Корпус

На что влияет. Корпус обеспечивает жесткость всей конструкции. Учтите, что во время печати хотэнд будет постоянно перемешаться вверх, вниз, влево, вправо, вперед и назад. Иногда эти движения будут очень резкими и быстрыми, поэтому, чем надежнее будет корпус, тем лучших результатов вы достигните.

Варианты. Чертеж рамы есть в открытом доступе (тут или тут). Дальше остается обратиться в конторы, занимающиеся резкой фанеры, ДСП, акрила или металла.

Из стали 3-4 миллиметра выйдет подороже, потяжелее, но надежнее. Из фанеры 6 – 8 мм дешевле. Есть варианты и из акрила.

Финансовый совет. Готовые варианты рам на AliExpress и Ebay сразу отметайте. Там просят в три-четыре раза большую сумму. Полистайте доски объявлений по месту жительства. Средняя стоимость корпуса из фанеры варьируется в пределах 600 – 1000 рублей. Все, что дороже — от лукавого.

Цена вопроса: 800 рублей (здесь и далее – приблизительная стоимость).

Направляющие (валы)

На что влияет. Плавность хода сопла, ровность слоев.

Варианты. Направляющих для Prusa i3 нужно ровно шесть штук. По две на каждую ось (X, Y, Z). Размеры следующие:

Общепринятый стандарт для валов 3D-принтера — 8 мм. И гнаться за 10 или 12 мм смысла нет. Вес головы хотэнда не такой значительный, что бы на расстоянии в 370 мм гнуть вал.

Хотя, если у вас есть лишние деньги, можно извратиться и купить 12 миллиметровые валы. Вот только подшипники и подгонка пластиковых деталей потом выйдет дороговато.

Финансовый совет. Перфекционистам на заметку: рельсовые направляющие, конечно же, отличная штука. Но их стоимость даже в Китае откровенно пугает. Оставьте эту модернизацию на будущее.

К слову, валы можно купить как на AliExpress (тут или тут), так и по месту с тех же досок объявлений. Самый доступный вариант — отправиться на блошиный рынок и найти на разборке принтеров и старой оргтехники (МФУ, сканеры) шесть нормальных валов.

Главное, вооружитесь штангенциркулем. Все валы должны быть строго одного диаметра. Цена за штуку получится в районе 60 – 70 рублей.

Цена вопроса: 420 рублей (вариант блошинного рынка).

Подшипники

На что влияет. Уровень шума, качество печати, ровность слоев и граней детали.

Варианты. И снова все упирается в бюджет. Можно заказать подшипник в блоке (модель SC8UU, например, тут). Можно просто линейный подшипник LM8UU. Можно остановиться на бронзовых или латунных втулках генератора автомобиля. Главное, подобрать нужный размер.

Наконец, можно заказать подшипники у 3D-печатника, у которого будете покупать детали для своего принтера (об этом ниже). Готовые подшипники всех размеров есть тут.

Запомните, для Prusa i3 вам нужны 12 линейных подшипников.

Финансовый совет. Не спешите заказывать подшпиники в Китае. Не факт, что выйдет дешевле. Варианты по 40 – 60 рублей за штуку можно найти и в «родных краях».

Цена вопроса: 600 рублей.

Пластиковые детали

Самое время обратиться к тем, у кого уже есть 3D-принтер. Поищите объявления «3D печать в вашем городе». Обсудите стоимость печати комплекта деталей для Prusa i3.

Как правило, оценивают за грамм печати, но есть и готовые комплекты. Тянуть это добро из Китая нет никакого смысла.

Цена вопроса: около 1000 рублей, но зависит от наглости печатника.

Ремни, шкивы, шпильки и прочая мелочь

Для самостоятельной сборки механики принтера остается совсем немного. По сути, это недорогие детали, рассказывать о которых слишком много не имеет смысла. Поэтому, приведу список.

Финансовый совет. Не стремитесь взять самое лучшее. Подходите с умом и проверяйте диаметры. Так, шпильки для Z оптимальны именно 5-миллиметровый. У 8-миллиметровых больший шаг резьбы, что отразиться на качестве печати (будут слишком характерная слоистость).

Гнаться за шкивами для ремня тоже нет смысла. Подойдет обычный подшипник. При покупке включайте фантазию. Вариант «тупо купить по списку» здесь не работает.

Цена вопроса: при большом желании можно легко вписаться в 700 – 800 рублей.

Электроника

Без электроники принтер не поедет и не поймет, чего вы от него хотите. К счастью, цена на комплектующие просела значительно и можно закупиться без удара по семейному бюджету.

Шаговые двигатели

Это самая дорогостоящая статья расходов при самостоятельно сборке 3D-принтера. Нужно 5 штук Nema 17. Как правило, беру на 1.7А по току. Их мощности будет предостаточно. Диаметр валов – 5 мм. Присмотреться можно тут.

Да, не забудьте уточнить наличие соединительных проводов, чтобы потом не плясать с паяльником.

Финансовый совет. И снова блошиный рынок и разборка МФУ, принтеров и плоттеров. Поинтересуйте о ценах на шаговые двигатели. Иногда пять движков Nema 17 можно прикупить за смешные 800 – 900 рублей.

Важно: выбирайте движки так, чтобы у них было одинаковое количество шагов на оборот (например, 200). Двигатели без маркировки брать несколько геморройно, поскольку потом замучаетесь подбирать правильные параметры при настройке ПО.

Плата управления

Эталон для Prusa i3: плата Arduino Mega + модуль расширения Ramps 1.4 (например, такой вариант). Это самый доступный и универсальный вариант для управления принтером.

Совет. Обязательно убедитесь, что в наличии есть джемперы (маленькие перемычки контактов). В идеале, их должно быть не менее 18 штук. Если не будет, замучаетесь потом искать их в своем городе, хотя и стоят они рубль за ведро.

Драйвера шаговых двигателей

Это миниатюрные платки, которые будут управлять шаговыми двигателями. Считаем сколько нужно:

Можно взять лотом, можно по отдельности. Я специально написал один драйвер DRV8825, поскольку у него максимальное деление шага 1 к 32, что позволяет более точно выдавливать пластик во время печати очень мелких деталей.

Теоретически можно взять и все пять A4988 или комплект из пяти DRV8825. Тут уж решать вам, но один DRV8825 в сборке строго приветствуется.

Совет. Попадете на распродажу, не поленитесь взять парочку драйверов про запас. При первичной сборке есть риск, что один из драйверов обязательно спалите:)

Дисплей

На нем будем следить за состоянием печати и управлять принтером. Настоящая классика — четырехстрочный LCD2004 за 350 рублей.

Совет. Обязательно берите дисплей с шилдом и шлейфом (по ссылке выше как раз такой). Потратите минимум времени на подключение.

Хотэнд и механизм подачи пластика

Именно в этом блоке происходит магия 3D-печати. Тут греется пруток пластика и выдавливается сквозь миниатюрное сопло. Не буду ходить вокруг да около. Проверенный годами вариант — версия хотэнда V6 с кулером, терморезистором 100к, нагревательным элементом, радиатором, тефлоновой трубкой. Например, такой.

Механизм подачи пластика (будет крепиться на один из двигателей NEMA 17) лучше взять металлический. Во-первых, удобнее собирать, во-вторых, полностью исключен пропуск шагов во время печати.

Столик, пружины, стекло, концевики

Платформа, на которой будет расположена 3D-модель, должна иметь обязательный подогрев. Температуры тут доходят до 100 – 110 градусов по Цельсию в зависимости от типа пластика.

Самый доступный и проверенный временем вариант – MK2 размером 214 х 214 мм. Не забудьте приобрести пружины для столика (нужно 4 штуки). С ними намного легче выставлять уровень сопла.

Сверху столик накрывают обычным стеклом толщиной 3-4 мм. В идеале – зеркалом. Размеры 200 х 200 мм с небольшими скосами по краям для крепежа винтов. Цена вопроса у стекольщика – около 60 рублей, везти из Китая нет смысла.

Концевые выключатели — специальные механические кнопки, которые будут ограничивать размеры стола и «пояснять» электронике где конец рабочей области принтера. Как вариант, недорогие KW12-3. Нужно 3 штуки (по одному на каждую ось).

Блок питания

Один из ключевых элементов все электроники – блок питания. Готовый вариант, заточенный на 3D-принтеры, обойдется в 800 – 1200 рублей. Все зависит от мощности блока. Сразу скажу, что 15 А и 12 Вольт для 3D-принтера с двумя экструдерами и одним нагревательным столом будет достаточно.

Финансовый совет. Как вариант, можно задействовать компьютерный БП аналогичной мощности. Б/у вариант обойдется в 200 – 300 рублей, а работать будет также. Единственное, придется немного повозиться с развязкой проводов.

И сколько вышло?

Проведем приблизительные подсчеты. Рассчитываем самый бюджетный вариант. Учтите, что экономия требует затрат времени — придется побегать.

ИТОГО: 7420 руб + 580 руб (на всякий случай) = 8 000 рублей.

Что ж, я обещал, что мы соберем 3D-принтер за 10 000 рублей. И мы это сделали. Да, придется побегать, поискать и потратить время, но моя задача была доказать, что 3D-печать – не так дорого, как может показаться на первый взгляд.

Материал получился очень обширным, но я старался максимально сжать информацию и выделить лишь ключевые моменты, на которые стоит обратить внимание. Надеюсь, у меня получилось.

Если чего не сказал – не судите строго. Я готов поделиться опытом и посоветовать максимально эффективные варианты решения той или иной проблемы по 3D-печати. В данном случае, по закупке комплектующих.

Источник

Направляющие валы для 3д принтера какие лучше

Развенчание мифов — валы и рельсы.

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.

Всем привет! По ходу обсуждения оказалось, что некоторые на первый взгляд очевидные вещи могут оказаться совсем неочевидными. О некоторых из них решил написать коротенькие статьи.

Итак, миф первый о линейных направляющих — ‘хорошие валы могут быть не хуже рельсов’. К сожалению, нет, не могут, и вот почему. Для начала небольшая цитата из wiki.purelogic.ru

НАПРАВЛЯЮЩИЕ ПОЛИРОВАННЫЕ ВАЛЫ

Самый распространенный и бюджетный вид направляющих. Отличается высокой доступностью, легкостью обработки и установки. Полированные валы изготавливаются из высоколегированных сталей, как правило — конструкционных подшипниковых, и проходят индукционную закалку поверхности с последующей шлифовкой. Валы имеют заводскую индукционную закалку, что обеспечивает продолжительное время работы и сопутствует меньшему износу вала. Шлифованные валы имеют идеальную поверхность и обеспечивают движение с очень маленьким трением. Валы крепятся только в 2 точках на концах и поэтому монтаж их не представляет особой сложности. Однако, многие недобросовестные производители часто делают валы из дешевых и мягких сортов высокоуглеродистых сталей, пользуясь тем, что покупатель не всегда обладает средствами для проверки вида материала и его твердости. К недостаткам полированных валов относятся:

Отсутствие крепления к станине.

Вал крепится в двух точках на концах — это облегчает монтаж направляющих, однако приводит к тому, что направляющие установлены независимо от рабочей поверхности стала. В то время в портальных станках крайне желательно ставить направляющие в жесткой связи со столом(такая связь снижает погрешности обработки, если рабочий стол подверглась искривлению, ‘повело винтом’ — направляющие, повторяя изгибы стола, нивелируют часть погрешности).
Провисание на большой длине.

На практике из-за провисания валы используют длиной не более 1 метра. Кроме того, важно отношение диаметра вала к его длине — для получения приемлемых результатов его значение должно быть не менее 0.05, желательно в пределах 0.06-0.1. Более точные данные можно получить, произведя моделирование нагрузки на вал в пакетах САПР.

Линейные подшипники качения имеют сравнительно большие люфты по сравнению с каретками рельсовых направляющих и меньшие нагрузочные характеристики. Помимо этого для защиты от поворота каретки необходимо использовать как минимум два направляющих вала на одну ось. Недостатки линейных подшипников качения:

Cледствие предыдущего пункта, а также конструктивного строения линейных подшипников.
Недолговечность.

Каждый шарик линейного подшипника касается вала в одной точке, что создает очень высокое давление. Со временем шарики могут прокатать канавку на валу, после чего вал подлежит замене.
Люфт.

Бюджетные линейные подшипники многими производителями изготавливаются зачастую с весьма существенным люфтом.
Достаточно чувствительны к пыли и стружке на валу. Итак,

Итак, основные выводы по валам — основной недостаток валов заключается в том, что они крепятся к станине только в двух точках на концах. По этому валы плохо воспринимают поперечные нагрузки и, грубо говоря, легко гнутся и вибрируют под воздействием статических и динамических сил, возникающих в кинематике принтера. При увеличении скорости печати, а значит и при увеличении динамических нагрузок, это ведёт к неточному позиционированию печатающей головки, а значит и к ухудшению качества печати. В первую очередь, это наблидается в виде смазывания острых углов модели.

С целью подтверждения этой теории, могу предложить провести простой эксперимент с помощью цифрового штанген-циркуля:

При несильном нажатии пальцем вал прогибается на сотые и даже десятые доли миллиметра. Такие деформации сопоставимы с толщиной слоя при печати, а значит заметно влияют на геометрию печатаемой модели. Как же бороться с этой неприятностью? Очень просто, для этого есть альтернатива — ШАРИКОВЫЕ ПРОФИЛЬНЫЕ РЕЛЬСОВЫЕ НАПРАВЛЯЮЩИЕ, а проще говоря РЕЛЬСЫ. Снова цитата из wiki.purelogic.ru:

Профильные рельсовые направляющие используются там, где требуется высокая точность. Также как и цилиндрические, профильные рельсы крепятся непосредственно на станину станка. В профильных рельсах сделаны специальные дорожки качения, в результате нагрузка на каретку распределяется по рабочей поверхности дорожек качения равномерно — профиль касания шарик-рельс уже не точка, а дуга. Профильные рельсы отличаются высокой точностью и прямолинейностью, высокой грузоподъемностью, высокой износоустойчивостью, низким люфтом или полным его отсутствием. Недостатком профильных направляющих является высокие требования к шероховатости и прямолинейности места крепления, а также сложность установки. Как правило, рельсы и каретки выпускаются в нескольких вариантах — с преднатягом и грузоподъемностью разной степени. Классическим примером могут служить рельсовые направляющие Hiwin и THK. Профильные рельсы сложны и дороги в производстве, поэтому производителей рельсов меньше, чем производителей валов, и они(как правило) дорожат своей репутацией, качество профильных рельсов гораздо стабильней.

Промежуточные выводы — основное преимущество рельсов в том, что они крепятся к станине в нескольких точках на всём своём протяжении, а значит они не изгибаются под нагрузками, не вибрируют и даже в середине по длине передают нагрузки на станину. И остальные характеристики рельсов состоят из одних достоинств (не будем углубляться). Единственный недостаток — высокая цена. Кроме того, ‘хивиновские’ рельсы начинаются с 12-го типоразмера, что явно избыточно и тяжеловато для 3д-принтера.

Но в этом случае к нам на помощь приходят наши китайские друзья. Они освоили производство относительно недорогих и неплохих по своим характеристикам комплектов рельс MGN9 + однорядные шариковые каретки MGN9C и MGN9H. Каретки с индексом H более длинные и больше всего подходят для принтеростроения. Краткие характеристики:

Из таблицы видно, что 9-й типоразмер идеально подходит для наших задач. Грубо говоря, один такой рельс может легко заменить два 12-х вала, и даже имеет преимущества по своим нагрузочным характеристикам. Кроме того, рельсы позволяют сделать кинематику принтера более компактной и значительно снизить вес подвижных частей принтера. Всё это в свою очередь позволяет значительно увеличить скорость печати без ухудшения качества. На мой взгляд, увеличение скорости печати — одна из главных задач в совершенствовании FDM-технологии. И будет очень хорошо, если с помощью рельс мы сможем печатать в 2-3 раза быстрее.

Я собрал 3D-принтер за 8000 рублей. Вы тоже можете

Неделю назад я рассказывал о возможностях 3D-печати и том, как именно FDM-технология облегчает нашу жизнь. Статья набрала пусть и немного, но вполне достаточно положительных откликов, чтобы продолжать данную тему, а значит цикл материалов можно считать открытым:)

Сразу хотел бы предупредить, что не хочу превращать статьи в дотошное руководство 3D-печатника. Этого добра на просторах рунета предостаточно. Моя же цель — лишь натолкнуть и подсказать варианты, способы и идеи, которые упростят жизнь человека, который заинтересуется этой отраслью.

Ну что, поехали. После вводного экскурса время действовать. Тема сегодняшней статьи — закупка комплектующих.

Перед тем, как отдать свои кровные

Первое предупреждение — будет непросто. Самостоятельная сборка 3D-принтера требует усидчивости и терпения. Я буду счастлив, если у вас все будет получаться с первого раза, но, по собственному опыту скажу, что без ложки дегтя в 3D-печати не бывает.

Перед покупкой комплектующих для самостоятельного построения принтера сразу же хочу отметить, что для нас самое важное — максимально ужатый бюджет.

И дело не совсем в экономии. Лично мне бы очень хотелось, чтобы вы испытали тот восторг, который наступает после печати первой детали на устройстве, которое создано вашими руками.

Собирать будем классическую модель Prusa i3. Во-первых, это максимально бюджетный вариант исполнения принтера. Во-вторых, он очень популярен и найти пластиковые детали для этой модели не проблема.

Наконец, апгрейдить эту модель одно удовольствие. Делать это можно бесконечно долго, но главное, видеть заметные улучшения после вложения очередной сотни-другой рублей.

Механика

Под «механикой» мы подразумеваем как статичные, так и движущиеся элементы принтера. От правильного выбора механики напрямую зависит качество моделей, которые он способен будет печатать.

Существует буквально сотни всевозможных модификаций и вариантов исполнения того самого принтера Prusa i3. Вариантов замены комплектующих или их аналогов тьма, поэтому всегда можно что-то изменить или исправить.

Корпус

На что влияет. Корпус обеспечивает жесткость всей конструкции. Учтите, что во время печати хотэнд будет постоянно перемешаться вверх, вниз, влево, вправо, вперед и назад. Иногда эти движения будут очень резкими и быстрыми, поэтому, чем надежнее будет корпус, тем лучших результатов вы достигните.

Варианты. Чертеж рамы есть в открытом доступе (тут или тут). Дальше остается обратиться в конторы, занимающиеся резкой фанеры, ДСП, акрила или металла.

Из стали 3-4 миллиметра выйдет подороже, потяжелее, но надежнее. Из фанеры 6 – 8 мм дешевле. Есть варианты и из акрила.

Финансовый совет. Готовые варианты рам на AliExpress и Ebay сразу отметайте. Там просят в три-четыре раза большую сумму. Полистайте доски объявлений по месту жительства. Средняя стоимость корпуса из фанеры варьируется в пределах 600 – 1000 рублей. Все, что дороже — от лукавого.

Цена вопроса: 800 рублей (здесь и далее – приблизительная стоимость).

Направляющие (валы)

На что влияет. Плавность хода сопла, ровность слоев.

Варианты. Направляющих для Prusa i3 нужно ровно шесть штук. По две на каждую ось (X, Y, Z). Размеры следующие:

Общепринятый стандарт для валов 3D-принтера — 8 мм. И гнаться за 10 или 12 мм смысла нет. Вес головы хотэнда не такой значительный, что бы на расстоянии в 370 мм гнуть вал.

Хотя, если у вас есть лишние деньги, можно извратиться и купить 12 миллиметровые валы. Вот только подшипники и подгонка пластиковых деталей потом выйдет дороговато.

Финансовый совет. Перфекционистам на заметку: рельсовые направляющие, конечно же, отличная штука. Но их стоимость даже в Китае откровенно пугает. Оставьте эту модернизацию на будущее.

К слову, валы можно купить как на AliExpress (тут или тут), так и по месту с тех же досок объявлений. Самый доступный вариант — отправиться на блошиный рынок и найти на разборке принтеров и старой оргтехники (МФУ, сканеры) шесть нормальных валов.

Главное, вооружитесь штангенциркулем. Все валы должны быть строго одного диаметра. Цена за штуку получится в районе 60 – 70 рублей.

Цена вопроса: 420 рублей (вариант блошинного рынка).

Подшипники

На что влияет. Уровень шума, качество печати, ровность слоев и граней детали.

Варианты. И снова все упирается в бюджет. Можно заказать подшипник в блоке (модель SC8UU, например, тут). Можно просто линейный подшипник LM8UU. Можно остановиться на бронзовых или латунных втулках генератора автомобиля. Главное, подобрать нужный размер.

Наконец, можно заказать подшипники у 3D-печатника, у которого будете покупать детали для своего принтера (об этом ниже). Готовые подшипники всех размеров есть тут.

Запомните, для Prusa i3 вам нужны 12 линейных подшипников.

Финансовый совет. Не спешите заказывать подшпиники в Китае. Не факт, что выйдет дешевле. Варианты по 40 – 60 рублей за штуку можно найти и в «родных краях».

Цена вопроса: 600 рублей.

Пластиковые детали

Самое время обратиться к тем, у кого уже есть 3D-принтер. Поищите объявления «3D печать в вашем городе». Обсудите стоимость печати комплекта деталей для Prusa i3.

Как правило, оценивают за грамм печати, но есть и готовые комплекты. Тянуть это добро из Китая нет никакого смысла.

Цена вопроса: около 1000 рублей, но зависит от наглости печатника.

Ремни, шкивы, шпильки и прочая мелочь

Для самостоятельной сборки механики принтера остается совсем немного. По сути, это недорогие детали, рассказывать о которых слишком много не имеет смысла. Поэтому, приведу список.

Финансовый совет. Не стремитесь взять самое лучшее. Подходите с умом и проверяйте диаметры. Так, шпильки для Z оптимальны именно 5-миллиметровый. У 8-миллиметровых больший шаг резьбы, что отразиться на качестве печати (будут слишком характерная слоистость).

Гнаться за шкивами для ремня тоже нет смысла. Подойдет обычный подшипник. При покупке включайте фантазию. Вариант «тупо купить по списку» здесь не работает.

Цена вопроса: при большом желании можно легко вписаться в 700 – 800 рублей.

Электроника

Без электроники принтер не поедет и не поймет, чего вы от него хотите. К счастью, цена на комплектующие просела значительно и можно закупиться без удара по семейному бюджету.

Шаговые двигатели

Это самая дорогостоящая статья расходов при самостоятельно сборке 3D-принтера. Нужно 5 штук Nema 17. Как правило, беру на 1.7А по току. Их мощности будет предостаточно. Диаметр валов – 5 мм. Присмотреться можно тут.

Да, не забудьте уточнить наличие соединительных проводов, чтобы потом не плясать с паяльником.

Финансовый совет. И снова блошиный рынок и разборка МФУ, принтеров и плоттеров. Поинтересуйте о ценах на шаговые двигатели. Иногда пять движков Nema 17 можно прикупить за смешные 800 – 900 рублей.

Важно: выбирайте движки так, чтобы у них было одинаковое количество шагов на оборот (например, 200). Двигатели без маркировки брать несколько геморройно, поскольку потом замучаетесь подбирать правильные параметры при настройке ПО.

Плата управления

Эталон для Prusa i3: плата Arduino Mega + модуль расширения Ramps 1.4 (например, такой вариант). Это самый доступный и универсальный вариант для управления принтером.

Совет. Обязательно убедитесь, что в наличии есть джемперы (маленькие перемычки контактов). В идеале, их должно быть не менее 18 штук. Если не будет, замучаетесь потом искать их в своем городе, хотя и стоят они рубль за ведро.

Драйвера шаговых двигателей

Это миниатюрные платки, которые будут управлять шаговыми двигателями. Считаем сколько нужно:

Можно взять лотом, можно по отдельности. Я специально написал один драйвер DRV8825, поскольку у него максимальное деление шага 1 к 32, что позволяет более точно выдавливать пластик во время печати очень мелких деталей.

Теоретически можно взять и все пять A4988 или комплект из пяти DRV8825. Тут уж решать вам, но один DRV8825 в сборке строго приветствуется.

Совет. Попадете на распродажу, не поленитесь взять парочку драйверов про запас. При первичной сборке есть риск, что один из драйверов обязательно спалите:)

Дисплей

На нем будем следить за состоянием печати и управлять принтером. Настоящая классика — четырехстрочный LCD2004 за 350 рублей.

Совет. Обязательно берите дисплей с шилдом и шлейфом (по ссылке выше как раз такой). Потратите минимум времени на подключение.

Хотэнд и механизм подачи пластика

Именно в этом блоке происходит магия 3D-печати. Тут греется пруток пластика и выдавливается сквозь миниатюрное сопло. Не буду ходить вокруг да около. Проверенный годами вариант — версия хотэнда V6 с кулером, терморезистором 100к, нагревательным элементом, радиатором, тефлоновой трубкой. Например, такой.

Механизм подачи пластика (будет крепиться на один из двигателей NEMA 17) лучше взять металлический. Во-первых, удобнее собирать, во-вторых, полностью исключен пропуск шагов во время печати.

Столик, пружины, стекло, концевики

Платформа, на которой будет расположена 3D-модель, должна иметь обязательный подогрев. Температуры тут доходят до 100 – 110 градусов по Цельсию в зависимости от типа пластика.

Самый доступный и проверенный временем вариант – MK2 размером 214 х 214 мм. Не забудьте приобрести пружины для столика (нужно 4 штуки). С ними намного легче выставлять уровень сопла.

Сверху столик накрывают обычным стеклом толщиной 3-4 мм. В идеале – зеркалом. Размеры 200 х 200 мм с небольшими скосами по краям для крепежа винтов. Цена вопроса у стекольщика – около 60 рублей, везти из Китая нет смысла.

Концевые выключатели — специальные механические кнопки, которые будут ограничивать размеры стола и «пояснять» электронике где конец рабочей области принтера. Как вариант, недорогие KW12-3. Нужно 3 штуки (по одному на каждую ось).

Блок питания

Один из ключевых элементов все электроники – блок питания. Готовый вариант, заточенный на 3D-принтеры, обойдется в 800 – 1200 рублей. Все зависит от мощности блока. Сразу скажу, что 15 А и 12 Вольт для 3D-принтера с двумя экструдерами и одним нагревательным столом будет достаточно.

Финансовый совет. Как вариант, можно задействовать компьютерный БП аналогичной мощности. Б/у вариант обойдется в 200 – 300 рублей, а работать будет также. Единственное, придется немного повозиться с развязкой проводов.

И сколько вышло?

Проведем приблизительные подсчеты. Рассчитываем самый бюджетный вариант. Учтите, что экономия требует затрат времени — придется побегать.

ИТОГО: 7420 руб + 580 руб (на всякий случай) = 8 000 рублей.

Что ж, я обещал, что мы соберем 3D-принтер за 10 000 рублей. И мы это сделали. Да, придется побегать, поискать и потратить время, но моя задача была доказать, что 3D-печать – не так дорого, как может показаться на первый взгляд.

Материал получился очень обширным, но я старался максимально сжать информацию и выделить лишь ключевые моменты, на которые стоит обратить внимание. Надеюсь, у меня получилось.

Если чего не сказал – не судите строго. Я готов поделиться опытом и посоветовать максимально эффективные варианты решения той или иной проблемы по 3D-печати. В данном случае, по закупке комплектующих.

Источник