Как сделать 3d принтер своими руками?

Собирать самому или покупать готовый?

На страницах iPhones.ru появлялась история о самостоятельной сборке принтера. К сожалению, настройке и отладке оборудования уделялось совсем немного.

Тем не менее и в том случае принтер не печатал идеально прямо из коробки, точнее, сразу после сборки. Тоже самое ждёт большинство готовых комплектов, приобретаемых в виде конструктора.

Что ж, каждый раз такая история. Мой первый Tronxy X3 был собран за несколько дней, после чего потребовал 2 недели на доводку. И ещё месяц на мелкие ремонты, замены комплектующих и повторную отладку.

Впечатление было испорчено: кривые фигурки и детали раз за разом отбивали желание работать. Пришлось менять силовые элементы, направляющие и докупать дополнительные датчики.

Детали наборов «сделай сам» проходят минимальный контроль. Поэтому, покупая принтер в виде набора деталей, можно столкнуться с низким качеством отдельных элементов или отсутствием чего-либо.

Если покупать и собирать по частям, итог будет чуть лучше — можно будет проверить каждый элемент. Но выйдет значительно дольше, а иногда и дороже.

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).

Самовоспроизводство, как альтернатива коммерческим моделям

В действительности инженеры уже не первый год бьются над тем, чтобы сделать технологию трехмерной печати общедоступной.

Впервые о самовоспроизводящихся механизмах заговорили в 2004 году. Проект получил название 3d принтер reprap. Аппараты данного типа могут воспроизводить точные копии своих комплектующих.

Первым стал принтер под названием «Дарвин». Ему удалось воспроизвести около 60% своих деталей для дочерней копии. Ему на смену пришел «Мендель», способный работать не только с пластиком, но и мраморной пылью, тальком и металлическими сплавами.

Несмотря на то, что принцип reprap завоевал доверие среди пользователей печатным оборудованием и приобрел огромную популярность среди инженеров-любителей, его нельзя назвать совершенным.

Базовая стоимость стандартной платформы для создания себе подобных клонов составляет 350 евро. Профессиональный самовоспроизводящийся аппарат, способный печатать собственный электрические схемы стоит 3000 евро.

В обоих случаях покупателю придется приложить немало усилий для того, чтобы его копия заработала в полной мере.

Шестое: внимание электропроводке

На данном этапе пора проверить работу двигателей принтера. Для этого подключаем компьютер к контроллеру посредством USB-кабеля, а двигатели – к нужным выводам. Запускаем Repetier Host и активизируем связь между контроллером и программным обеспечением через последовательный порт, который еще нужно выбрать. Если соединение будет выполнено правильно, можно будет контролировать подключение двигателей посредством ручного управления.

При эксплуатации принтера нужно внимательно следить за тем, чтобы двигатели не перегревались, особенно если устройство будет эксплуатироваться слишком долго

Для этого на стадии тестирования двигателя нужно уделить внимание регулировке величины тока, который будет подаваться на мотор. Это важная процедура, позволяющая избежать потери шага

Для проверки подключаем только один двигатель, соответствующий одной оси. Затем так же проверим остальные двигатели посредством мультиметра, подключенного последовательно между контроллером и источником питания.

Для этого подключим только один двигатель, который соответствует одной оси. Такую же операцию будем проводить и для двух оставшихся двигателей. Для этого шага нам нужен мультиметр, который подключен последовательно между источником питания и контроллером, при этом прибор выставляем в режим измерения тока.

Теперь подключаем контроллер к компьютеру, при этом измеряем ток мультиметром. После активации двигателя через интерфейс Repetier ток должен увеличиться на определенную величину, а на дисплее измерительного прибора будет отображаться информация о тока работающего шагового двигателя. Ток должен быть определен для каждого двигателя-оси, при этом значения будут различными. Чтобы установить ограничение по значению на каждую ось, настраиваем небольшой потенциометр для шагового мотора. Настройка выполняется в соответствии со следующими параметрами:

1. Для разводной платы устанавливаем 80 mA.
2. Для осей шаговых двигателей X и Y ставим ток в 200 mA.
3. Для оси Z тока нужно больше, поскольку именно по ней будет перемещаться каретка, а значит, энергии потребуется больше. Здесь ставим объем тока 400 mA.
4. Для двигателя экструдера ставим ток 400 mA.

Как самому собрать 3d принтер: чертежи и пошаговая инструкция

После того как вы закупили необходимое оборудование, можно приступать к процессу сборки. Прежде всего нужно найти точный план с чертежами, по которым будет производиться работа. Если вы впервые столкнулись с данным вопросом и не имеете готовых наработок в этой области, предлагаем воспользоваться пошаговым планом изготовления оборудования. Он состоит из следующих этапов:

1. Сборка корпуса и основного столика для печати.
2. Оснащение конструкции электроникой и двигателями для продвижения каретки и печатающего станка.
3. Установка программного обеспечения и драйверов для, запуска работы системы.

Первый этап является самым сложным во всём процессе. Для его выполнения следует внимательно ознакомиться с деталями процесса. Не всегда получается собрать сложную технику с первой попытки — процесс довольно трудоёмкий и требует опыта работы в данной сфере. Если вы сомневаетесь в своих возможностях, оптимальнее будет приобрести готовое устройство известного производителя. В целом процесс создания корпуса выполняется по следующему плану:

1. Соберите боковые стенки и крышку корпуса. После этого установите нижнюю планку. Зафиксируйте всё болтами.
2. На задней панели установите кронштейны под двигатели с печатающим станком.
3. Прикрепите ремни к двигателям и присоедините их к кронштейну. Для двигателей подберите специальные крепления с разъёмами.
4. Стяните все элементы болтами и гайками с резьбой.
5. Соберите и установите на нижней панели каретку с нагревательным элементом.
6. То же самое проделайте с вертикальной кареткой. Дополните конструкцию двигателями.
7. Чтобы каретки двигались вдоль оси, необходимо приделать к ним ремни с зубчиками, по которым они будут перемещаться.

После этого настройте электронику и подключите полученное устройство к компьютеру, установив соответствующее программное обеспечение и драйверы.

Что необходимо для самостоятельного изготовления 3d принтера

Если вы решили самостоятельно создать данное оборудование, для начала рекомендуем ознакомиться с принципом работы и узнать конструкцию принтера. Так вы сможете получить представление о важных параметры и подобрать наиболее качественные материалы для изготовления.

Перед началом работы приобретите все необходимые инструменты и материалы. Для удобства воспользуйтесь списком, в котором перечислены основные компоненты:

1. Основная часть принтера — это рама, на которой всё крепится. Лучше заказать цельный корпус из прочного и крепкого металла.
2. Материалы для стола, на котором будет производиться печать деталей. Предпочтение отдаётся металлическим деталям, но можно использовать дерево и фанеру.
3. Направляющие валы для соединения всех элементов и деталей.
4. Специальные платы и драйверы, обеспечивающие работу всей системы. На всякий случай нужно купить запасные детали, чтобы в случае поломки их можно было быстро заменить.
5. Устройство для регулирования мощности и напряжения в электрической цепи.
6. Несколько моторов, ремней передач, подшипников для взаимосвязанной работы.
7. Источник питания, обеспечивающий энергией все элементы конструкции.
8. Кнопки с клеммой, экструдер, и охладитель для продувания получаемой детали на принтере.
9. Набор пружин, сопел, свёрл и регулировщиков уровня стола.

Десятое: время испытаний!

Теперь можно считать, что 3D-принтер готов к первому испытанию. В экструдере мы используем пластиковое волокно диаметром 1,75 мм. Выбор этого материала не случаен: он более гибкий и пластичный, поэтому подвергается прессованию. К тому же в процессе печати такая толщина волокон потребует меньшего количества энергии. Мы будем использовать PLA-пластик, который является биологическим материалом, плавится при более низких температурах, экологически безопасен и легок в использовании.

Запускаем Repetier и активируем срезы профилей Skeinforge. Попробуем напечатать небольшой куб, чтобы проверить калибровку. Он напечатается быстро, поэтому можно сразу обнаружить проблемы конфигурации, потерю шагов моторов уже после проверки фактического размера полученного куба. Чтобы начать печать, открываем модель STL, нарезаем стандартный профиль (или скачанный), чтобы увидеть объект и соответствующий ему g-код. Экструдер подвергается подогреванию, а после того, как будет достигнута температура плавления пластика, выдавливаем немного материала, чтобы убедиться в правильной работе системы.

Теперь перемещаем печатающую головку экструдера в начало координат, при этом она должна быть как можно ближе к каретке, но не касаться ее. Это и будет исходное положение головки – с данного момента можно приступать к процессу печати на созданном вами 3D-принтере.

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.

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.

Продолжение следует;)

iPhones.ru

Пришло время закупаться.

Шаг 5: Управление принтером с помощью программного обеспечения

Управление принтером осуществляется по средствам программного обеспечения: существуют различные программы, что находятся в свободном доступе, позволяют взаимодействовать и управлять принтером (Pronterface, Repetier, …), в проекте использовался Repetier Host
, который вы можете скачать http://www.repetier.com/
. Простая установка и интеграция slicer. Slicer
— это часть программного обеспечения, что генерирует последовательные секции объекта, что мы хотим напечатать. После генерации происходит соединение секций в слои и генерация g-кода для принтера. Slicer можно настроить с помощью таких параметров как:
высота секции;
скорость печати;
заполнение и т.д., что важны для качества печати.
Обычную конфигурацию slicer можно найти по следующим ссылкам:Skeinforge
конфигурация http://fabmetheus.crsndoo.com/wiki/index.php/Skeinforge
Slic3r
конфигурация http://manual.slic3r.org/

Основными составляющими 3D принтера являются:

1. корпус и направляющие;
2. 4 шаговых двигателя;
3. печатающая головка;
4. блок питания;
5. контроллеры и прочее.

Корпус

Прежде всего, нужно понимать, что все необходимые комплектующие будут покупаться по розничным ценам, ведь более доступная стоимость возможна только в случае опта. Цена корпуса может составлять от 4500 до 12 000 рублей. Корпус также изготавливают из фанеры, оргстекла и даже алюминия. К стоимости одного из выбранных материалов следует прибавить расходы на услуги по лазерной резке, ведь лобзик или напильник в этом деле не помощники – они не могут гарантировать прочность, точность, ровность и жесткость конструкции.

Направляющие

Стоимость направляющих для 3D принтера варьируется от 4 000 до 13 000 рублей — все зависит от их типа и качества. В этой статье затрат экономить крайне не рекомендуется, ведь от работы направляющих зависит точность изготовляемых изделий. Из бюджетного варианта неплохим качеством отличаются цилиндрические элементы. Самую высокую точность могут гарантировать линейные направляющие, но они доступны далеко не всем (стоят в 10 раз дороже).

Шаговый двигатель и блок питания

Шаговый двигатель обойдется в 900 рублей, за 4 штуки необходимо будет потратить 3 600 рублей. Экструдер (печатающая головка) отвечает за подачу расплавленной лески из ABS пластика. Можно наточить его самостоятельно или же прибегнуть к помощи специалистов. В нем имеется шаговый мотор, нагреватель, датчик температурных показателей, вентилятор и сопло (выточить крайне сложно). Стоимость этого неотъемлемого элемента равняется от 1 888 до 3 000 рублей. Блок питания обойдется в 4 000 рублей.

Контроллеры

Контроллеры являются достаточно сложными устройствами, самостоятельно изготовить которые практически невозможно. Даже приобретенные в специализированных магазинах контроллеры придется дорабатывать для того, чтобы они имели возможность корректно функционировать в 3D принтере. Основная задача подобного устройства состоит в управлении шаговыми моторами и нагревателей. От него зависит подача АБС пластика и взаимодействие принтера с компьютером. Стоимость контроллера может составить от 7 000 до 15 000 рублей. Еще необходимо будет закупить прочие мелочи, без которых работа принтера не возможна:

• шестеренки,
• ремни,
• провода,
• контакты.

Такие расходы обойдутся в 700 рублей.

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.

Четвертое: время проверки

Чтобы проверить двигатели, скачиваем физическую вычислительную среду Arduino IDE — http://arduino.cc/en/Main/Software. скачиваем и устанавливаем версию 23. Теперь качаем прошивку Marlin (загрузить можно отсюда — Marlin_e-waste), поскольку она уже полностью настроения. После установки Arduino подключаем компьютер к ЧПУ-контроллеру Ramps/Sanguino/Gen6-7 через USB-кабель, затем подбираем соответствующий порт под Arduino IDE => инструменты/ последовательной порт и находим тип контроллера под => инструментами/плата Ramps(Arduino Mega 2560), Sanguinololu/Gen6(Sanguino W/ ATmega644P – Sanguino должен быть установлен внутри). Все нужные параметры конфигураций собраны в файле «configuration.h».

Теперь в среде Arduino нужно открыть прошивку, найти в нем загруженный файл и определить параметры конфигурации, после чего прошивка загружается на контроллер.

1. #define MOTHERBOARD 3 значение, в соответствии с реальным оборудованием, мы используем (Ramps 1.3 or 1.4 = 33, Gen6 = 5, …);
2. Термистор 7 значение, RepRappro использует «горячее сопло» Honeywell 100k;
3. PID это значение делает «горячее сопло» более стабильным с точки зрения температуры;
4. Шаги на единицу (Steps per unit), это важный момент для настройки любого контроллера (шаг 9).

Сборка 3D-принтера своими руками: пошаговая инструкция

В качестве примера сборки будет использоваться модель Prusa I3 STEEL.

1. Естественно, что первый шаг — это сборка каркаса. Для начала необходимо вставить в стальную раму боковые косынки. В качестве фиксирующих элементов используются болты М3х12. Тут стоит отметить, что на корпусе имеется отверстие под кнопку управления. После сборки она должна находиться в верхней части справа (если смотреть на раму спереди).

2. Далее осуществляется сборка задней панели с кронштейном для двигателя. Здесь также есть небольшой нюанс. Резьбовые заклепки для фиксирующих элементов должны быть обращены внутрь рамы. Для начала необходимо вставить две детали, использующиеся для крепления двигателя, в пазы по центру. В качестве фиксации также используются болты М3х12. Между креплениями вставляется пластиковая проставка.

3. После того, как задняя панель будет собрана, ее можно крепить на основную раму. Крепим все теми же болтами. Прежде чем перейти к монтажу передней стенки, стоит установить ребра жесткости.

4. Далее идет монтаж передней панели. Резьбовое соединение также должно быть обращено внутрь рамы. Во время сборки нужно использовать болты М3х12 и один М3х35. Также используется подшипник модели 608zz, который дистанцируется шайбами М8. Сюда же вставляется болт М8х25, который фиксируется при помощи колпачковой гайки.

5. После этого крепится натяжитель к передней стенки рамы. Готовая конструкция фиксируется на корпусе при помощи болтов.

6. Следующий шаг — это сборка каретки для нагревательной формы. Для монтажа необходимо установить подшипник модели LM8uu в пазы. Фиксируются они при помощи прижимных пластин. Они, в свою очередь, затягиваются болтами М3х12. Чтобы соблюсти такой важный параметр, как соосность подшипников, рекомендуется сначала установить вал, а только потом затягивать фиксирующие винты. Для того чтобы закрепить фиксирующий ремень нужно использоваться винты М3х20, а также шестигранные стойки. Сначала вставляются винты, а только потом монтируются стойки. Далее крепится пластина, которая фиксирует ремень и закручиваются гайки типа М3.

7. Следующий пункт — это установка валов L=395 в переднюю стенку рамы. На них одевается каретка для стола и просовывается до конца в заднюю стенку. Спереди и сзади фиксируются валы прижимными пластинами. Используются винты типа М3х16. Если необходимо дистанцировать прижимную пластину, то можно использовать шайбы.

8. Далее нужно перейти к сборке правой каретки для оси Х. Для сборки по инструкции 3D-принтера своими руками, нужно сделать следующее. Используются винты М3х12. Нужно установить подшипники LM8uu в пазы. Фиксируются они при помощи пластиковых стяжек, по 2 штуки на каждую деталь. Для фиксации такой модели подшипника, как 608zz, нужно использовать болт М8х25 и гайку колпачкового типа.

9. Левая каретка для этой же оси, как и каретка для экструдера собирается таким же образом

Тут стоит обратить внимание, что подшипники у каретки экструдера должны быть обращены вовнутрь, а не наружу, как у кареток для оси Х

Внутренние детали и охлаждение

Понадобятся кнопки и клеммы на 220 В. Стоимость компонентов по 99 рублей за штуку.

Важная часть при сборке 3D-принтера своими руками — экструдер. Для этого устройства лучше всего использовать директ-экструдер. Другими словами, этот элемент будет выступать в качестве механизма, который подает пластик. Находиться он будет непосредственно под нагревательным элементом. Брать лучше всего именно директ-модель, так как она позволит работать со всеми видами пластика без каких-либо проблем. В комплекте есть все необходимо для монтажа. Стоимость приспособления 2 795 рублей.

При работе с PLA и другими типами, медленно затвердевающих видов пластика, потребуется кулер для обдува детали. Стоит он всего 124 рубля. При сборке большого 3D-принтера своими руками понадобится еще и большой кулер для обдува драйверов. Он является необходимым, так как он значительно уменьшит количество, издаваемого шума, принтером.

Еще одним важным элементом станет сопло. Стоит оно всего по 17 рублей за штуку, потому лучше брать несколько штук сразу. Кроме того, заменить их, когда они засоряются гораздо проще, чем почистить

Здесь важно заметить, что диаметр сопла влияет на скорость и качество 3D-модели. Чем больше диаметр, тем заметнее слои, но быстрее печать и, наоборот, чем меньше диаметр, тем лучше качество, но снижается скорость

Достаточного диаметра для хорошего качества будет 0,3 мм.

Также понадобится и сверло для чистки. Однако такие тонкие расходники довольно часто ломаются, потому нужно быть аккуратным.

Потребуется приобрести небольшой комплект пружин для стола. В наборе 5 штук, а для стола понадобится всего 4. Пятая используется для ограничения движения оси Х. Стоимость 56 рублей за комплект.

Понадобится купить два комплекта для регулировки стола, каждый из которых стоит 36 рублей. Из этих наборов потребуются только длинные болты, при помощи которых, будет крепиться экструдер. Для того чтобы подключить шаговые двигатели, потребуется комплект проводов — 128 рублей.

Последний элемент — это кусок обычного стекла на стол. Здесь можно на заказ купить боросиликатное стекло, которое отличается стойкостью к повышенным температурам.

Данный перечень является полным. Имея все детали в наличии, можно сделать 3D-принтер своими руками так, что качество изготовленных деталей на нем практически ничем не будет отличаться от тех, что изготавливаются на заводских моделях. Общая стоимость всех деталей составит примерно 20 000 рублей.

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.

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/

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.