Como montar uma impressora 3D com estrutura de aço em casa

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 04:08

O especialista em TI Ivan Zarubin compartilhou instruções detalhadas para montar uma impressora 3D em casa. O custo dos componentes não excederá 20 mil rublos e, em termos de qualidade, tal dispositivo não será inferior aos modelos de marca caros.

Não vou descrever todos os benefícios e todas as possibilidades da impressão 3D, vou simplesmente dizer que isso é uma coisa muito útil na vida cotidiana. Às vezes é bom perceber que você mesmo pode criar vários objetos e consertar equipamentos que usam mecanismos de plástico, várias engrenagens, fechos …

Eu gostaria de deixar bem claro por que você não deveria comprar uma impressora chinesa Deshman por 15 mil rublos.

Como regra, eles vêm com caixas de acrílico ou compensado, a impressão de peças com essa impressora se tornará uma luta constante com a rigidez da caixa, calibrações e outros eventos que ofuscarão a beleza de possuir uma impressora.

As esquadrias de acrílico e madeira são muito flexíveis e leves, quando impressas em alta velocidade são uma verdadeira linguiça, pelo que a qualidade das peças finais deixa muito a desejar.

Os proprietários dessas molduras geralmente fazem fazendas coletivas com vários amplificadores / lacres e fazem alterações constantes no design, matando assim seu tempo e disposição para se envolver na impressão, e não finalizar a impressora.

A estrutura de aço lhe dará a oportunidade de desfrutar precisamente da criação de peças, e não da luta com a impressora.

Seguindo meu pequeno guia, você não vai pedir demais e queimar seu primeiro kit de eletrônicos como eu fiz. Embora isso não seja tão assustador: o custo das peças e peças sobressalentes para esta impressora é barato.

O guia é projetado principalmente para iniciantes, os gurus da impressão 3D, provavelmente, não encontrarão nada de novo para eles aqui. Mas quem quiser aderir, depois de montar esse kit, vai entender claramente o que é. Neste caso, nenhuma habilidade especial e ferramentas são necessárias, um ferro de solda, um conjunto de chaves de fenda e hexágonos são suficientes.

O custo dos componentes é atual para janeiro de 2017.

Nós encomendamos peças

1. A base da impressora é a moldura. Quanto mais forte e pesada ela for, melhor. A moldura pesada e robusta não ficará atolada ao imprimir em velocidades mais altas e a qualidade das peças permanecerá aceitável.

Minha escolha recaiu sobre uma estrutura de aço de um fabricante russo.

O quadro vem com todo o hardware necessário. Os caras colocam parafusos e porcas com uma margem.

2. Eixos guia e pernos M5. Hastes roscadas e eixos de guia não estão incluídos com a moldura, embora estejam na imagem.

Os eixos polidos vêm em um conjunto de 6

Talvez você ache mais barato. Se estiver procurando, escolha sempre os polidos, caso contrário, todas as ombreiras das hastes afetarão os detalhes e a qualidade geral.

Os pregos M5 devem ser adquiridos em pares

Esses são, na verdade, pinos comuns que podem ser comprados em uma loja de ferragens. O principal é que sejam tão uniformes quanto possível. É fácil verificar: você precisa colocar o grampo no vidro e rolar no vidro, quanto melhor rodar, mais liso o grampo. Os eixos são verificados de forma adequada.

Em geral, não precisamos de mais nada desta loja, porque há uma marcação selvagem para a mesma que pode ser comprada dos chineses.

3. Kit RAMPS 1.4 + Arduino Mega 2560 R3 + drivers de passo A4988.

RAMPS 1.4 é uma placa de expansão para Arduino. É a ela que toda a eletrônica é conectada, os drivers do motor são inseridos nela. Ela é responsável por toda a seção de energia da impressora. Não há cérebro nele, não há nada para queimar e quebrar nele, você não pode ter um sobressalente.

Arduino Mega 2560 R3 é o cérebro de nossa impressora, para a qual faremos o upload do firmware. Aconselho que leve um sobressalente: por inexperiência é fácil queimá-lo, por exemplo, inserindo o driver do motor de passo errado ou invertendo a polaridade ao conectar o fim de curso. Muitos enfrentam isso, inclusive eu. Para que você não tenha que esperar semanas por um novo, tome pelo menos mais um de uma vez.

Os motoristas de passo A4988 são responsáveis pelo funcionamento dos motores, é aconselhável adquirir outro conjunto de sobressalentes. Eles têm um resistor de sintonia, não gire, talvez ele já esteja configurado para a corrente necessária!

Sobressalente Arduino MEGA R3

Drivers de motor de passo sobressalentes A4988. Aconselho-o a levar adicionalmente outro conjunto sobressalente de 4 peças

4. Regulador de tensão redutor.

É necessário para proteger nosso Arduino. Ele tem seu próprio regulador de variação de 12 V a 5 V, mas é extremamente temperamental, fica muito quente e morre rapidamente.

5. Kit de motor de passo.

São 5 peças em um conjunto, só precisamos de 4. Você pode procurar um conjunto de quatro, mas eu peguei o conjunto completo, deixe haver uma sobressalente. Ele pode ser atualizado e transformado em uma segunda extrusora para suporte de impressão com uma segunda extrusora ou peças de duas cores.

6. Um conjunto de correias, rolamentos e acoplamentos.

Este kit contém tudo que você precisa para esta impressora.

7. Batentes mecânicos - 3 peças necessárias.

Pegue 4 peças para o caso, deixe uma ser sobressalente. O custo é um centavo e, sem um detalhe tão pequeno, a impressão não funcionará (de repente surgirá um defeituoso).

8. Display com leitor de cartão embutido.

Em sua parte traseira há um leitor de cartões, no qual você irá inserir posteriormente um cartão de memória com modelos para impressão. Você pode pegar um sobressalente: se você conectar algum elemento incorretamente, então, muito provavelmente, a tela morrerá primeiro.

Se você planeja conectar a impressora diretamente ao computador e imprimir a partir dele, a tela não é necessária, você pode imprimir sem ela. Mas, como a prática tem mostrado, é mais conveniente imprimir a partir de um cartão SD: a impressora não tem nada a ver com o computador, você pode colocá-la até em outra sala, sem medo que o computador congele ou você o feche acidentalmente para baixo no meio da impressão.

9. Fonte de alimentação (12V).

Esta fonte de alimentação é um pouco maior em tamanho do que deveria, mas se encaixa sem muita dificuldade e tem uma margem de alimentação.

10. Mesa quente.

Necessário para impressão em ABS. Para imprimir PLA e outros tipos de plásticos que não encolhem durante o resfriamento, você pode imprimir sem aquecer a plataforma, mas uma mesa é necessária, o vidro é colocado sobre ela.

11. Botão e terminal (220 V).

12. Extrusora.

Esta extrusora é uma extrusora direta, ou seja, o mecanismo de alimentação de plástico está localizado diretamente na frente de seu elemento de aquecimento. Aconselho levar justamente isso, vai permitir imprimir com todos os tipos de plástico sem muito estresse. O kit contém tudo que você precisa.

13. Refrigerador para soprar peças.

Na verdade, é necessário para soprar PLA e outros tipos de plástico de endurecimento lento.

14. Refrigerador para soprar drivers.

Eu realmente preciso disso. Um refrigerador maior reduzirá significativamente o ruído da impressora.

15. Bicos sobressalentes.

Quando entupidos, é mais fácil trocar os bicos do que limpar. Preste atenção ao diâmetro do furo. Alternativamente, você pode discar em diâmetros diferentes e escolher por si mesmo. Preferi parar nos 0,3 mm, a qualidade das peças obtidas com tal bocal é suficiente para mim. Se a qualidade não for um fator importante, use um bico mais largo, por exemplo, 0,4 mm. A impressão será muitas vezes mais rápida, mas as camadas serão mais visíveis. Tome vários de uma vez.

16. Broca para limpar o bico.

É muito fácil interromper, tome cuidado. Você não precisa pegar uma furadeira: é mais fácil, como escrevi acima, coletar bicos sobressalentes e trocá-los. Eles custam um centavo e raramente ficam entupidos - ao usar plástico normal e na presença de um filtro, que você imprime primeiro.

17. Conjunto de molas para a mesa.

O conjunto contém 5 peças, 4 usamos para a mesa, usamos uma mola para o limitador do eixo X.

18. Kit de ajuste de mesa. Requer 2 conjuntos.

Precisamos desses kits apenas por causa dos parafusos longos, que usaremos para proteger a extrusora no futuro.

19. Um conjunto de fios para conectar motores de passo.

20. Um pedaço de vidro comum sobre a mesa.

O vidro borosilicato está disponível para suportar temperaturas elevadas. Eu uso vidro de janela comum: ele pode suportar o aquecimento de até 90 graus, mas não preciso de mais.

Isso é tudo que você precisa para montar a impressora.

A qualidade das peças impressas com esse kit será quase a mesma das impressoras de marcas caras. Tudo depende de outras configurações, da escolha da temperatura desejada e de outras nuances que você conhecerá durante o processo de impressão. A vantagem de tal impressora, em comparação com uma de marca cara, considero a capacidade de reparar qualquer peça de forma rápida, barata e independente, sem desperdiçar nervos e dinheiro.

O custo de tal conjunto não passa de 20 mil rublos.

Se você comprar uma impressora como um todo, seu custo hoje é de 43.900 rublos.

Ao solicitar o ferramental no AliExpress, economizaremos cerca de 24 mil rublos com os mesmos componentes, e a extrusora que selecionamos é ainda melhor em alguns aspectos.

Montagem da impressora

Bem, então começamos o fascinante processo de montagem, seguindo as instruções oficiais.

Instruções →

Espelho →

O processo de montagem é bastante emocionante e lembra um pouco a montagem de um construtor de metal soviético.

Coletamos tudo de acordo com as instruções, com exceção dos seguintes pontos

No parágrafo 1.1, bem no final, onde os apoios das extremidades são fixados, não colocamos rolamentos 625z - no entanto, não os encomendamos. Deixe os parafusos de avanço em "flutuação livre" na posição superior, isso nos salvará do chamado efeito de oscilação.

No parágrafo 1.4, há um espaçador preto na imagem. Não vem com a moldura, em vez dela tem buchas de plástico, a gente usa.

No parágrafo 1.6, fixamos o suporte da chave limitadora do eixo Y não na parte traseira, mas na parede frontal da impressora. Se isso não for feito, as peças são impressas em espelho. Não importa o quanto eu tentei derrotar isso no firmware, falhei.

Para fazer isso, você precisa soldar o terminal na parte traseira da placa:

No parágrafo 2.4, temos uma extrusora diferente, mas ela é acoplada da mesma forma. Isso requer parafusos longos, nós os retiramos do kit de ajuste da mesa (18ª posição na lista). O kit de estrutura não vem com os parafusos longos encontrados em lojas locais.

Na seção 2.6, começamos a montar nosso "sanduíche" do Arduino e RAMPS e imediatamente fazemos uma revisão muito importante, que raramente é escrita nos manuais, mas que, no entanto, é muito importante para a operação ininterrupta da impressora.

Precisamos desacoplar nosso Arduino da energia que vem da placa RAMPS. Para fazer isso, soldamos ou cortamos o diodo da placa RAMPS.

Soldamos o regulador de tensão na entrada de energia, que definimos antecipadamente para 5 V, dessoldando simultaneamente a tomada padrão. Colamos o regulador em alguém muito mais conveniente, colei na parede posterior do próprio Arduino.

Soldei a energia da fonte de alimentação para o RAMPS separadamente nas pernas para deixar o terminal livre para conectar outros dispositivos.

Em seguida, colocamos todos os fios. Você pode comprar uma trança especial, pode, como eu, usar gravatas ou fita isolante.

Antes de começar, verificamos se nada está travando em lugar nenhum, o carro se move até o limitador e volta sem obstáculos. No início, tudo se moverá com firmeza, com o tempo os rolamentos irão atritar e tudo correrá bem. Lembre-se de lubrificar os trilhos e os pinos. Eu lubrifico com graxa de silicone.

Mais uma vez, percebemos que nada está causando curto-circuito em lugar nenhum, os drivers do motor de passo estão instalados corretamente de acordo com as instruções, caso contrário, a tela e o Arduino irão queimar. Os limitadores também devem ser instalados observando a polaridade correta, caso contrário, o regulador de tensão do Arduino irá queimar.

Preparação para operação

Se tudo estiver conectado corretamente, você pode prosseguir para as próximas instruções de operação.

Instruções →

Espelho →

Materiais úteis em alguns parâmetros do nosso firmware

• Minha versão configurada e funcional do firmware para esta impressora e extrusora. É ligeiramente calibrado para as peças que encomendamos.
• Firmware oficial do 3d-diy.

Preenchemos o firmware por meio do IDE Arduino 1.0.6, selecionamos Auto Home na tela da impressora, certificamo-nos de que os interruptores de limite estão conectados corretamente e a polaridade das etapas está correta. Se ele se mover na direção oposta, simplesmente gire o terminal no motor 180 graus. Se, após o início do movimento, um guincho desagradável for ouvido, esse é o guincho dos motoristas de degrau. É necessário apertar o resistor trimmer sobre eles de acordo com as instruções.

Aconselho a começar a imprimir a partir do plástico PLA: não é caprichoso e adere bem à fita azul, que se vende em lojas de ferragens.

Eu uso o plástico Bestfilament. Eu fiz REC, mas não gostei da disposição das camadas. Há também um mar de diferentes marcas e tipos de plásticos: da borracha ao "madeira", do transparente ao metalizado … Outra empresa que recomendo é a Filamentarno. Eles têm cores estranhas e um grande tipo de plástico com excelentes propriedades.

Com ABS e plástico HIPS, imprimo em fita Kapton manchada com cola em bastão comum de uma papelaria. Esse método é bom porque não há cheiro. Existem muitas outras maneiras de melhorar a aderência de uma peça à mesa, você mesmo aprenderá por tentativa e erro. Tudo é alcançado empiricamente e cada um escolhe seu próprio caminho.

Por que esta impressora baseada em Prusa i3 em particular?

1. A impressora é "onívora". Você pode imprimir com qualquer plástico e hastes flexíveis disponíveis. Hoje o mercado de diversos tipos de plástico está bastante desenvolvido, não havendo necessidade de uma caixa fechada.
2. A impressora é fácil de montar, configurar e manter. Até uma criança pode mexer com ele.
3. Confiável o suficiente.
4. Distribuiu, respectivamente, na Web, um mar de informações sobre sua configuração e modernização.
5. Adequado para atualização. Você pode solicitar uma segunda extrusora ou uma extrusora com duas cabeças de impressão, substituir os rolamentos lineares por buchas de caprolon ou cobre, aumentando assim a qualidade de impressão.
6. Disponível pelo dinheiro.

Impresso em uma montagem de extrusora E3D V6, impresso por um tempo com esta extrusora alimentada por Bowden. Mas voltei ao MK10.

Recebi esse upgrade, no futuro iremos imprimir com dois plásticos.

Isolei a mesa para um aquecimento mais rápido: uma base com uma camada de folha refletiva e uma base adesiva. Em duas camadas.

Feito a retroiluminação da tira de LED. A certa altura, cansei de ligar a luz para controlar a impressão. No futuro, pretendo consertar a câmera e conectá-la à impressora Raspberry Pi para monitoramento remoto e envio de modelos para impressão sem fazer malabarismos com o flash drive.

Para reduzir o ruído da impressora, coloque espaçadores de borracha sob a impressora. Você pode imprimi-los, mas por enquanto eu consegui com essas paradas de silicone, uma vez compradas para uma máquina de lavar.

Capa para telefone

A impressora também ajuda na oficina: guias do carro da mesa da serra

Suportes para lâmpadas LED

O caso para o sistema de ligação remota do convetor a partir deste posto

A esposa faz esses moldes para biscoitos.

O gato que está cansado de tudo isso

Se você tem filhos, esse construtor será muito útil e interessante. Não será difícil apresentar as crianças nesta direção, elas próprias ficarão emocionadas ao imprimir para si vários brinquedos, construtores e robôs inteligentes.

A propósito, os technoparks infantis estão abrindo ativamente em todo o país, onde as crianças aprendem novas tecnologias, incluindo modelagem e impressão tridimensional. Ter essa impressora em casa será muito útil para uma criança interessada.

Se eu tivesse uma coisa como uma criança, não haveria limites para minha felicidade, e se adicionássemos vários motores, Arduino, sensores e módulos a isso, eu provavelmente teria perdido completamente meu teto com as possibilidades que se abririam em na minha frente. Em vez disso, fundimos plástico de brinquedos velhos e chumbo de baterias encontradas em um depósito de lixo.

A todos os que decidirem repeti-lo, desejo-lhes uma boa montagem e uma rápida chegada da mercadoria encomendada.:)

Obrigado pela sua atenção, se você tiver alguma dúvida, pergunte.

Um recurso muito útil no idioma russo onde você pode encontrar qualquer informação nesta área: 3dtoday.com.

Milhares de milhares de modelos prontos para imprimir para qualquer coisa: thingiverse.com.