Всем доброго времени суток! В х к этому обзору пообещал сделать обзор на свой 3D принтер c кинематикой CoreXY на шаговиках от матричного принтера. Кому интересно, прошу пожаловать под кат. Для начала немного предыстории появления данной поделки:
Года три назад достались мне забесплатно четыре комплекта шаговых двигателей от принтера Epson FX890. В нем используется два шаговых двигателя, нас интересует EM-336 (он же STP42D-221-03) от Shinano Kenshi. Валялись бы эти двигатели до второго пришествия, если бы здесь не появился обзор от земляка smirnov (за что ему большое спасибо).
Так вот, после прочтения руки зачесались, и в результате этой чесотки, года два назад, родилось поделие в виде Прюши i3 на акриловой раме, с боуден подачей и ATX блоком питания. Дабы не испугать читателей, размещу фото под спойлер.
Prusa i3
За бардак на столе прошу прощения, принтер собирался и стоит на работе После сборки и настройки прюши остались два шаговика, затем к ним добавилась еще пара и руки зачесались еще сильнее.
Однажды при чтении тудейки наткнулся на проект SmartCore и все встало на свои места — принтер для печати деталей был, опыт по сборке тоже, шаговики и кое какие запчасти — в наличии, ну и братья китайцы в помощь.
Размеры (В*Ш*Г) — 38*32*27 см (без крепления катушки) Механика: Кинематика — СoreXY Размеры области печати (X*Y*Z) — 124*130*105 мм Размеры направляющих осей X, Y — диаметр 6 мм, длина 200 мм Используются шпули GT2-20, ремень GT2 ширина 6 мм Ось Z — диаметр 8 мм, длина 220 мм, перемещается винтовой шпилькой М8. Экструдер — боудэн MK8 Хотэнд — китайский E3D V6, под 1,75 филамент.
Электроника:
Блок питания 12В 10 А (китайских) Arduino Mega 2560, RAMPS 1.4, MKS Mini 12864LCD Драйвера — 2*TMC2208 (ось X,Y), 2*A4988 (ось Z, экструдер) Концевики механические.
Софт:
прошивка — Marlin 1.1.5 слайсер — Simplify3D 4.0.1
Дополнительные фото
Для начала, требуется переделать шаговый двигатель EM-336 из униполярного в биполярный, снять установленную шпулю (мне брат на прессе выпрессовал, но можно и болгаркой попробовать). Корпус Для расчета корпуса и деталей под нужные комплектующие (толщина и длина валов, размеры области печати, способ перемещения оси Z — на винтовой шпильке или на ремне) идем на страницу проекта Smartcore на YouMagine, там описано какие комплектующие требуются и в разделе Documents скрипты для OpenJSCAD. Я использовал v.1.2 для расчета корпуса и деталей (кроме оси Z, т.к. в этой версии скрипта нет опции для расчета оси на шпильке) и v.1.0.2 для расчета деталей оси Z.(На данный момент на YouMagine что-то поломалось и скрипты не открываются. Для открытия можно сохранить скрипты на диск, зайти на openjscad.org и загрузить скрипт, сохраненный на диске). После расчета детали сохраняются в stl одним файлом и пришлось пересохранять требуемые детали в разные файлы. Размеры корпуса уже считал сам (для боковых стенок, там где находятся крепления оси Y, лучше прибавить пару сантиметров к расчетным), под свою компоновку, затем заказал распиловку с оклейкой кромок из МДФ толщиной 10 мм на рынке у торговцев кухнями. Очень удивился, когда забирал заказ — стоимость оказалась 5$, с учетом того, что акриловая рама с крепежом и шпильками мне стоила 40$. Затем сам резал необходимые отверстия и окна и собирал на саморезы. Для красоты напечатал белых заглушек и термоклеем приклеил на шляпки саморезов. О том откуда появилась куча круглых отверстий расскажу ниже.
Оси XY
После сборки корпуса пришел черед печати деталей. Без переделки изначально напечатал 7 деталей — каретка, крепления направляющих оси X, дальние крепления направляющих оси Y и крепления шаговиков (они же передние крепления направляющих оси Y). Все детали печатал бестфиламентовским переходным PLA с заполнением 50 или 60%.
При сборке оси Y вылез косяк — при попытке закрепить в правом переднем креплении направляющую, треснуло посадочное место под нее.
Но с левой частью вышло еще хуже — при печати не учел одного важного факта — у принтерных шаговиков из корпуса торчит только 23 мм оси, и в силу конструкции левая шпуля находится выше чем правая, и получалось что с оригинальной деталью длины оси шаговика не хватает.
Сразу начал рассматривать варианты с разными костылями, но потом осенило — у меня же есть принтер, куча пластика и Thinkercad! В Thinkercad были проимпортированы оба крепления, в них было усилено посадочное место под направляющую, и в левом креплении был поднят двигатель на 12 мм вверх. Теперь после печати и установки все стало в соответствии с задуманной конструкцией.
Еще не совсем понял как в оригинале крепятся концевики, и в том же Thinkercad были спроектированы крепления для них.
Фото концевиков
концевик оси X 
концевик оси Y
концевик оси Z
Лирическое отступление:
Вообще Thinkercad — это наше все! Пробовал в компасе проектировать — не зашло, в Fusion 360 дальше регистрации и установки клиента не продвинулся, OpenSCAD неплохая штука, если нужно параметры менять, но все это не то — все это надо было изучать. «Старый стал, ленивый» ©Белое солнце пустыни. Хотелось чего нибудь типа виндового Paint'а, только в 3D. И тут под руку попался Thinkercad! В нем если разобраться примитивами, сложением и вычитанием можно несложные детали проектировать, либо подправлять импортируемые. Единственно чего очень не хватает — это инструмента для снятия фасок — вручную часто муторно и лениво. Вообщем у кого нету времени, либо лень (как мне) рекомендую. Продолжим.
Хотэнд
Крепление хотэнда и его охлаждение из оригинального проекта мне не понравилось и я использовал крепление из этого проекта, но с некоторыми изменениями (обрезал крепление индукционного датчика и немного обрезал по краям, чтобы встало в каретку).
крепление хотэнда
печатать как на картинке, левую деталь с поддержками. Если левую деталь перевернуть по X на 90 градусов, в месте закладки гаек разорвало по слоям, несмотря на 100% заполнение. А так — 3 периметра и в путь. Охлаждение хотэнда Охлаждение использовал из этого проекта, только брал охлаждение для левого хотэнда, на своем повернул на 90 градусов. Как указывал в начале, хотэнд — китайский E3D V6, под 1,75 филамент, сопло на данный момент 0,4. Термобарьер проходной под 4 мм тефлоновую трубку до самого сопла. В свое время намучился с прюшей, сейчас только такие и использую. Для охлаждения хотэнда используется 3010 вентилятор, хватает, только шумные они (надо что получше, только с жабой договорится). Для охлаждения детали — турбинка 5015, но обдувает деталь только с одной стороны. В планах запилить радиальный обдув.
Каретка с хотэндом
Ось Z, стол Крепление направляющих оси Z и крепление стола взято с этого проекта, но опять же с изменениями, к тому же и этом проекте и в оригинальном, в верхнем креплении смещено посадочное место для подшипника. Так же после сборки оказалось, что линейные подшипники болтаются в своих посадочных местах, устранил с помощью ФУМ ленты. Стол сделал куска нержавейки 15*15 см, толщиной 1,5 мм. Калибровка стола выполняется по старинке, при помощи подкручивания винтов на углах стола и бумажки. Подогрева нет, печатаю PLA пластиком. Стол покрыт обычным 4 мм оконным стеклом, закрепленном канцелярскими зажимами.На стекле наклейка, подрезанная до нужных размеров. Куплена на Али в магазине Big Tree Tech и впечатления весьма противоречивые — сразу все клеилось нормально и снималось без усилий, но по мере использования снимать напечатанное стало все труднее (если присмотреться видно две глубокие царапины от шпателя), и первый слой нормально ложиться только если протереть спиртом.
Ось Z и стол
История происхождения отверстий в стенках После сборки и настройки, включил принтер и испугался — при перемещении по осям XY был такой звук, как если бы рядом стояли два пионера с барабанами и выбивали на них барабанную дробь. Что бы уменьшить данный эффект, взял коронки и насверлил отверстий, но эффект от такого апгрейда оказался минимальный. И проект был заброшен. Через некоторое время на тудейке прочитал статью о замене и использовании драйверов TMC2208. Драйвера были заказаны и через месяц ожидания установлены. После установке эффект поразительный — самый громкий узел — это тот самый вентилятор 3010. А прорезанные отверстия пришлось облагоражитвать, но зато есть за что держать при переноске 🙂
Электроника и прошивка
Стандартный набор начинающего конструктора — Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4. Ардуина со своим бзиком — на комплектном полуметровом USB кабеле с компом работает нормально. На более длинных уже все — вилы. Смена портов, USB 3.0 — фиолетово, не работает и все.
Для графического отображения и работы с картой памяти, изначально хотел сделать на OLED, как в этой статье. Все купил, собрал, настроил, включил… и не взлетело 🙁 Изображение появляется на секунду и исчезает.
Почему так, понять не смог, а познаний в ардуиностроительстве маловато. Для исправления ситуации на Banggood заказал MKS Mini 12864LCD за 9$ (тогда еще купоны 5 от 10 за поинты работали, было время). При покупке учитывайте, что для RAMPS нужен адаптер.
С этим котроллером все пошло повеселее — все взлетело с первого раза.
Контроллер надо было как то красиво разместить — и опять взялмодель из этого проекта и творчески переработал 🙂 Про драйверы написано выше — 2*TMC2208 (ось X,Y), 2*A4988 (ось Z, экструдер). Драйвера настраивал на ток 0,7-0,8А. При настройке TMC2208, есть серьезный нюанс — настройка тока производится при отключенных двигателях! Когда менял A4988 на TMC2208, то в прошивке ничего не трогал, перемычки в RAMPS'е тоже не вынимал, только разъемы шаговиков перевернул (можно было ничего не трогать, тогда в прошивке надо было менять параметр INVERT_X_DIR, INVERT_Y_DIR, но в силу природной лени развернуть разъемы оказалось быстрее). И чуть не забыл, очень рекомендуется в меню принтера и сбросить настройки EEPROM. Поскольку печатаю PLA и нет подогрева стола, то запитано блоком питания на 10А, чего вполне достаточно. Дабы бутерброд из меги, рампса и драйверов меньше грелся, используется 8 сантиметровый вентилятор из старого блока питания (по моим подозрениям еще из АТ БП и лет ему под 30, но довольно таки тихий для своего возраста).
Для управления всем добром используется Marlin 1.1.5 (на момент сборки это была актуальная версия). Прошивка была взята с marlinfw.org и настроена с нуля. Поскольку уже была собрана прюша и ремни, шпули и шпильки используются одинаковые, почти все основные параметры были взяты из прюшиной прошивки.
Поскольку используется кинематика CoreXY, чуть голову не поломал с этими параметрами:#define INVERT_X_DIR true
#define INVERT_Y_DIR true
#define INVERT_Z_DIR true
Брал их из прошивки оригинально проекта, подсматривал у других, переворачивал разъемы шаговиков и хоть ты тресни не двигалась каретка по осям XY так как надо — если по одной оси нормально, то по второй в инверсии. Но в конце концов нашел требуемую комбинацию и все заработало так как надо.
Если кому интересно — ссылка на Гуггл драйв с прошивкой.
Электроника и прошивка
Остался держатель катушки. Это квинтэссенция из двух проектов — крепление и держатель катушки. Поскольку я печатаю на балконе, а сам принтер хранится в комнате, то вышло очень практично и сильно уменьшает габариты при хранении.
Держатель катушки
Все печаталось PLA пластиком от Bestfilament, температура 210-215 гр., обдув после первого слоя.
bathtub boat (visual benchy) — сложная модель, наподобие 3DBenchy, мосты, арки, много мелких деталей, уменьшенная в 2 раза, печеталась без поддержек, заполнение 30%, слой 0.1
Еще фото лодки
- Marvin — еще одна тестовая модель, у меня их целый отряд 🙂
- Направляющие Д6мм, 200мм 4 шт. — 1,72$
Слой 0,2, заполнение 30% На всех фото где присутствует отверстия, закрытые заглушками желто-коричневого цвета напечатаны на этом же принтере — идеология RepRap в действии. И под спойлером пару моделек Остался шкурный вопрос — сколько это стоило? Вот сейчас и посчитаем Шаговые двигатели 4 шт. — мне бесплатно, если искать по барахолкам 2-3$, возьмем 10$ Драйверы ТМС2208 2 шт. — 12,32$ турбинка 5015 — 1,98$ вентилятор 3010 — 0,69$ Наклейка на стол — 5,12$ адаптер для RAMPS — 0,92$ MKS Mini 12864LCD — 12,70$ (мне обошлось в 9$) Mega 2560 R3 for arduino + 1pcs RAMPS 1.4 Controller + 4pcs A4988 Stepper Driver Module — 17,04$ 3D V6 Long distance J-head Hotend for 1.75mm 3D Bowden Extruder 0.4 Nozzle — 3,64$ MK8 extruder — 3,42$ LM6LUU 6mmx12mmx35mm 2 шт. — 1,34$ LM6UU 6mmx12mmx19mm 4 шт. — 1,2$ Направляющие Д6мм, 200мм 4 шт. — 1,72$ LM8UU 4 шт. — 1,08$ направляющие Д8мм, 240 мм 2 шт. — 0,94$ Подшипник 608ZZ 9 шт. — 1,8$ (ссылки не даю, брал на распродаже по 0,2$, качество г, нормальные от Минского завода по 1$)
Муфта 5mm*8mm*25mm — 0,93$
ремень GT2 6мм, 2м — 2,87$ Шпули GT2-20 2 шт. — 2,15$ концевики 3 шт. — 1,62$ Итого по запчастям ~85$ Корпус — 5$ PLA пластик — максимум на 10$
Поскольку в магазинах linkcnc Store, BIG TREE TECH и других платная доставка, а так же может какую мелочевку забыл указать, то добавим 15$.
Итого 115$ Так же прошу учесть, что вышеприведенные цены приблизительны, можно найти дешевле, направляющие можно изъять из старой техники, электронику купить в магазинах специализирующихся на этом. Все таки сделать подогрев стола — куплена силиконовая грелка на 220В 100Вт и твердотельное реле; Спроектировать и напечатать кабель-каналы и спрятать провода; На оси Z поменять шпильку М8 на трапецеидальный винт — куплен; Спроектировать радиальнй обдув печатаемой детали. Прикрутить Octoprint — уже есть, установлен на OrangePi Zero, осталось подать питание. За сим разрешите откланяться, Спасибо за внимание. С критикой, пожеланиями и вопросами — прошу в комментарии.
P.S. Все таки чукча читатель, а не писатель.
Небольшой гайд по выбору 3D-принтера для начинающих
Поводом для написания данной статьи послужила статья “Я хотел купить недорогой 3D-принтер, но посмотрел YouTube и расхотел”, в конце которой автор просит ответить на несколько вопросов. Попробую ответить с точки зрения своего семилетнего опыта 3D-моделера и 3D-печатника. Для начала небольшие предостережения.
- В данной статье не будет советов: “Покупайте принтер производителя Х — он хороший, а производителя Y — не берите ни в коем случае”, только общие рекомендации.
- Классификация принтеров неформальная, принятая в отечественном сегменте печатников.
- Все написанное основано на личном опыте автора и является его личным мнением.
- Если данные предостережения вас не пугают — добро пожаловать под кат.
Для начала представлюсь: меня зовут Максим и первый принтер я купил в далеком 2013 году. Это был китайский клон Makerbot 2 с веселым названием «Migce Cuble».
Фотография из личного архива
В рунете информации по 3D-печати почти не было, только одна тема на “Робофоруме” и несколько разрозненных статей про то, какая это крутая штука — 3D печать, так что для освоения приходилось много гуглить на английском, придумывать свои костыли и глубоко вникать в физику и технологию работы принтера.
Надо отдать должное, в англоязычном сегменте тогда шло активное освоение данной технологии и попадались интересные статьи типа “Подбор типа насечек подающей шестерни экструдера под конкретный тип пластика” или “Определение оптимальной температуры печати с помощью тензодатчика, установленного на экструдере”. С тех пор прошло 7 лет.
Я успел освоить моделирование, собрать принтер с нуля, немного побыть модератором “3D Today”, поработать фриласером в области моделирования и печати, организовать кружок прототипирования для детей и вывести его на российский уровень. Из последних достижений: поволонтерствовал координатором по снабжению пластика в проекте “Мейкеры проти ковид”.
Многое поменялось за это время, в том числе и принтеры в моем домашнем зоопарке. Одно осталось неизменным — вопрос: “Что мне купить в качестве первого принтера?”.
В настоящее время в домашних условиях в основном используются два типа принтеров: печатающих по технологии FDM (FFF) — послойного наплавления пластика, подающегося в виде прутка и SLA (LCD) — печать фотоотверждающим полимером.
Технология FDM более распространена, из-за более низкой стоимости оборудования и расходников, но за последние годы цены на LCD принтеры и смолы для печати значительно снизились и фотополимерная печать по себестоимости и уровню вхождения почти сравнялась с FDM печатью.
SLA и FDM
Честно скажу, SLA-печатью я почти не занимался и LCD-принтера до сих пор нет в моем домашнем зоопарке (но скоро может появиться), поэтому речь пойдет в основном о FDM принтерах. Их можно разделить на 3 основных категории по типу механики:
Дрыгостолы — принтеры со столом, подвижным по горизонтали. Пожалуй самая распространенная модель принтера.
Отличается низкой себестоимостью комплектующих, простотой сборки и настройки, за что любима китайцами и печатниками.
К недостаткам относится сложность создания закрытого корпуса и печати тонких высоких деталей, которые начинает шатать по мере увеличения высоты, особенно если деталь печатается из гибкого пластика типа TPU.
Типичные дрыгостолы
Кубики — принтеры в которых стол ездит по вертикали. Себестоимость таких принтеров выше, также как и требования к прямоте рук при сборке и настройке. Но правильно сконструированный кубик обеспечивает более высокую скорость печати при сохранении ее качества.
При этом конструкцию принтера очень легко сделать закрытой, что позволяет печатать инженерными пластиками типа ABS и Nylon. Этот тип конструкции часто применяется в принтерах полупромышленного и промышленного класса.
Некоторые производители умудряются запихать дрыгостол в корпус кубика, но особых плюсов для печатников это не приносит.
Типичные кубики
Дельты — принтеры с, так называемой, дельта-кинематикой, когда печатающая головка, с помощью системы тяг крепится к кареткам, перемещающимся по вертикальным направляющим.
Себестоимость механики таких принтеров сравнима с себестоимостью дрыгостолов. Могут печатать на очень высоких скоростях.
Но очень требовательны к правильности выдерживания размеров, прямоте рук при сборке и настройке, и скорости работы “мозгов” из-за сложных математических расчетов траектории перемещения головки.
Категорически не рекомендуются в качестве первого принтера, хотя повсеместное применение датчика уровня стола несколько снижает требования к прямоте рук при настройке и работе.
Типичные дельты
По доступности на рынке тоже можно выделить 3 основных категории:
Китайцы (дешевые китайские принтеры) — почти всегда конструкторы, даже если приходят в собранном состоянии.
- К плюсам можно отнести низкую стоимость, широкую распространенность и унифицированность, что позволяет докупать вышедшие из строя детали в ближайшей радиобулошной или на известных китайских сайтах. Популярные модели собирают вокруг относительно большое количество пользователей, которое активно делится наработками в области самостоятельного ремонта и доработки данного типа принтеров. Самые ходовые модели, скорее всего будут печатать прямо “из коробки”, но потребуют доработок при более-менее долговременной эксплуатации.
- К минусам относятся качество комплектующих/сборки и необходимость доработки данных принтеров для получения приемлемого качества/скорости печати. Рекомендуется брать модели, уже сформировавшие вокруг себя большое сообщество. Это означает, что большинство недостатков уже выявлено и существуют типовые недорогие методы их решения.
КИТы (наборы для сборки в основном отечественного производства) — гуглятся по словам “ZAV”, “UlTi”, “Ультумбочка” и т.д. Обычно представляют собой набор для сборки фанерного кубика.
В последнее время появляются варианты с металлическими корпусами.
Поставляются в разных вариантах — начиная от комплекта для сборки корпуса с напечатанными деталями, заканчивая полностью готовыми собранными изделиями.
- К плюсам можно отнести достаточно хорошую инженерную проработку, возможность самому подобрать комплектующие для механической и электронной частей и сделать принтер полностью под свои требования. При хороших комплектующих обеспечивают быструю, стабильную и качественную печать. По цене выходят несколько дороже китайских принтеров, но дешевле полупрофессиональных принтеров отечественных или европейских/американских производителей.
- К минусам можно отнести приличные затраты времени на сборку и ожидание комплектующих, если вы решите сэкономить и самостоятельно заказать эти комплектующие у разных продавцов и собрать из них принтер. При сборке требуют прямых рук.
Заводские принтеры (полупрофессиональные принтеры отечественных или американских/европейских производителей). Моделей очень много, конструкции самые разные.
- Плюсом данного класса принтеров является печать с приемлемым качеством “из коробки”. В довесок вы получаете надежность в эксплуатации и гарантийную поддержку от производителя.
- Основной минус — цена. Часто непонятно от каких факторов зависит. Можно купить высококачественный принтер относительно занедорого, а можно задорого взять что-то непонятное. Второй минус — наличие специфических решений, несовместимых с популярными решениями на рынке: это могут быть сопла со своим шагом резьбы, особые вентиляторы, электроника, ремни и даже слайсеры. Некоторые требовательны к качеству пластика, встречаются модели, работающие только на чипированных катушках.
Теперь, когда мы определились с классификацией принтеров можно приступать к процедуре выбора принтера для себя, любимого. Если вы загорелись покупкой 3D-принтера — сначала определитесь для чего вы его собираетесь брать, от этого зависит тип и комплектация принтера. Разберем несколько типовых ситуаций:
Хочу что-нибудь для себя и семьи делать — если не планируете печать изделий из инженерных пластиков, выдерживающих приличные нагрузки и температуры — хватит китайского дрыгостола или кубика.
При наличии бюджета и желании разобраться как работает принтер до начала, а не во время печати можно посмотреть в сторону отечественных наборов для сборки — с ними можно получить лучшее качество и безболезненно перейти на инженерные пластики.
Ничего не умею делать руками, но надо. Поэтому хочу принтер, который за меня все делать будет — в этом случае лучше смотреть на полупрофессиональные принтеры.
Если бюджета не хватает — можно посмотреть бывшие в употреблении или заказать сборку отечественного набора — обычно производители предлагают такую услугу через посредников.
При заказе сборки — смотрите на наличие опыта и положительных отзывов, бывают нюансы.
Хочу на продажу печатать — ферма из однотипных принтеров, в зависимости от бюджета. Если нет бюджета, но есть ресурсы на регулярную настройку/ремонт — можно даже из китайских дрыгостолов.
Дополнительно — принтер с большой областью печати, принтер с закрытым корпусом и нагреваемыми столом для печати инженерными пластиками, SLA/LCD-принтер для печати изделий с высокой степенью детализации.
По работе или дома возникает необходимость разработки и печати корпусов и деталей. Если планируются только прототипы небольшого размера — LCD-принтер, если функциональные изделия — закрытый кубик с возможностью печати инженерными пластиками.
Дети подрастают, а это технология будущего, хочу, чтобы освоили — посмотрите, какие принтеры используются на соревнованиях по прототипированию в вашем регионе. Возьмите такой-же. Можно бывший в употреблении.
Хочу фигурки для настолок делать, мелочи красивые для дома — LCD-принтер.
Хочу разобраться, что за технология и как это вообще работает — набор для сборки отечественного производителя. Пока собирать будете — как раз разберетесь.
Денег вообще нет, но печатать хочется, буду сам с нуля собирать — получится лучше и дешевле китайцев. Как не странно нет. Стоимость комплектующих с али выйдет дороже принтера с али.
Конечно если есть станочный парк, умение им пользоваться, набор железа, валов и электроники валяющийся в углу мастерской, то может выгореть. Есть варианты построения принтеров из досок и мебельных направляющих, но качество печати у них, мягко говоря, хромает.
Например, постройка принтера, изображенного ниже, обошлась его автору по его словам в 80-90 долларов.
Если хотите полностью с нуля собрать свой принтер, то лучше отнеситесь к этому, как к отдельному хобби и смиритесь, что получится не сильно дешево. Ну или посмотрите в сторону бывших в употреблении принтеров.
Вообще не знаю зачем мне принтер, но попробовать хочется — китаец или отечественный набор для сборки. Можно бывшие в употреблении. Если не зайдет — всегда можно перепродать.
С типом принтера определились — на что смотреть в первую очередь при покупке?
- Во первых — на жесткость конструкции — именно от нее зависят точность и скорость печати. Именно в направлении усиления жесткости будут направлены ваши первые доработки китайского принтера, так-как материал “сталь пластилин 3 (с)” для китайцев считается непозволительной роскошью. В случае покупки отечественных КИТов ситуация чуть получше.
- Во вторых — если принтер будет стоять в квартире — “бесшумные” драйвера для шаговых двигателей. 3D-печать процесс не быстрый и наличие постоянной достаточно громкой жужжалки под ухом надоедает.
- В третьих — наличие подогреваемого стола и простота доработки до корпуса закрытого типа. Со временем придет желание (необходимость) печатать ABS, а на открытом дрыгостоле это сделать проблематично.
- В четвертых — наличие хорошей системы обдува пластика тоже немаловажно.
- В пятых — при выборе принтеров с механикой CoreXY, H-Bot или Delta сильно желательно наличие 32-битной платы управления, или столкнетесь с замираниями (фризами) на высоких скоростях печати.
- В шестых, седьмых, и т.д — в конструкциях принтеров много нюансов. Если что-то непонятно — не стесняйтесь спросить у сообщества.
В любом случае, если собираетесь покупать или уже купили 3D-принтер — начинайте осваивать какой-нибудь 3D-редактор. Самый простой, на мой взгляд — https://www.tinkercad.com. Смоделировать в нем шайбочку или всем известную табличку перевертыш можно без особых усилий.
Со временем его возможностей перестанет хватать — тогда можно перейти на более серьезные САПР. На мой взгляд печатник должен владеть двумя типами редакторов — твердотельником для моделирования технических изделий (САПР) и полигональником (Blender и т.д.) — для моделирования художественных, но многие печатники считают это избыточным и осваивают, только один.
На этом пожалуй закруглюсь — статья и так вышла достаточно объемной, если есть вопросы — с удовольствием отвечу на них в х или в отдельной статье. Сразу говорю — на вопросы типа: “что лучше: летающий медведь 5 или ендер 3” отвечать не буду — на эту тему уже сломано немало копий на профильных ресурсах, смысла повторяться не вижу.
С уважением, Максим.
Как подобрать шаговый двигатель для станка ЧПУ. ШД из принтера
Любая разработка начинается с выбора компонентов. При разработке ЧПУ станка очень важно правильно подобрать шаговые двигателя . Если у вас есть деньги на покупку новых двигателей, в таком случае нужно определить рабочее напряжения и мощность двигателя. Я купил себе для второго ЧПУ станка шаговые двигателя вот такие: Nema17 1.7 А.
Если у вас нет достаточно денег или вы просто пробуете свои силы в данной сфере. То вы скорее всего будите использовать двигателя из принтеров . Это самый недорогой вариант. Но тут Вы столкнетесь с рядом проблем. У двигателя может быть 4, 5, 6, 8 — проводов для подключения. Как их подключить к драйверам L298n и СNC shield.
Давайте разберемся по порядку. Какие шаговые двигателя бывают. Если вы видите четное количество выводов это биполярный шаговый двигатель . Расположение обмотки для данного двигателя вот такое.
Если у двигателя 5 выводов, это униполярный шаговый двигатель . Вот так выгладит его схема.
Наши драйвера рассчитаны на двигателя с 4 выводами . Как быть? Как их подключить?
Биполярные ШД с 6-ю выводами подключаются к драйверу двумя способами:
В данном случае ШД имеет момент в 1.4 раза больше. Момент более стабилен на низких частотах.
При таком типе подключения нужно уменьшить ток, подаваемый на обмотки двигателя в √2 раз. Например, если номинальный рабочий ток двигателя составляет 2 А, то при последовательном включении обмоток требуемый ток — 1.4 А, то есть в 1.4 раза меньше.
Это можно легко понять из следующих рассуждений.
Номинальный рабочий ток, указанный в каталоге, рассчитан на сопротивление одной обмотки (R — именно оно приведено в каталоге). При последовательном включении обмоток сопротивление объединенной обмотки возрастает в два раза (2R).
- Потребляемая мощность ШД — I*2 * R
- При последовательном включении обмоток потребляемая мощность становится Iпосл.*2 * 2 * R
- Потребляемая мощность не зависит от типа подключения, поэтому I*2 * R = Iпосл.*2 * 2* R, откуда
Iпосл.= I/ √2, т.е.
Iпосл.= 0.707 *I.
Так как крутящий момент двигателя прямо пропорционален величине магнитного поля, создаваемого обмотками статора, то он возрастает с увеличением числа витков обмотки и убывает с уменьшением ток, пропускаемого через обмотки. Но так как ток уменьшился в √2 раз, а число витков обмотки увеличилось в 2 раза, то крутящий момент возрастет в √2 раз.
Tпосл. = 1.4 * T.
Во втором случае момент более стабилен на высоких частотах. Параметры ШД при таком подключении соответствуют заявленным в datasheet, (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах .
Униполярный шаговый двигатель можно переделать.
Для этого нужно разобрать шаговый двигатель и перерезать провод соединяющий центр обмоток. И при подключении общий провод подключать ни куда не нужно.
В итоге у нас получается биполярный двигатель с 4 выводами.
Шаговые двигателя с 8-ю выводами можно подключить тремя способами.
Подключение А — шаговик работает с характеристиками, заявленными в описании (момент, ток), момент более стабилен на высоких частотах.
Подключение B – момент ↑1.4 раза, момент более стабилен на низких частотах (относительно А).
Подключение C – момент ↑1.96 раза, момент более стабилен на высоких частотах (относительно А).
Вот мы и решили проблему подключения шаговых двигателей. Но не все двигателя у нас заработают. Нужно еще определить рабочее напряжение двигателей. Самый правильный способ это найти datasheet.
Так все параметры есть. Но не ко все двигателя из принтера можно найти datasheet.
В таких случаях я пользуюсь вот такой таблицой.
| Сопротивление обмотки, Ом | Рабочее напряжение, В |
| 5-15 | 5 |
| 30-60 | 12 |
| 60-120 | 24 |
Не знаю на сколько данная таблица верная но у меня все сходиться и работает как надо.
Двигателя я выбираю чтобы рабочее напряжение было меньше или равно напряжению источника питания. Для двигателей рассчитанных на меньшее напряжения необходимо настроить ток ниже.
Настраивать СNC shield будем в следующей статье. Не пропустите!
Выбираем шаговый двигатель для 3D-принтера: особенности и назначение устройств
С появлением 3D-принтеров жизнь людей стала значительно проще. Устройства успешно используют во многих сферах — стоматологии, промышленности, ювелирном деле и медицине.
Сейчас 3D-принтер — не предмет роскоши, а вполне доступная по стоимости конструкция. Но все же есть те, кто решается на самостоятельное изготовление печатающих станков.
Далее поговорим о том, как выбрать шаговый двигатель для будущего 3D-принтера и какие особенности при этом стоит учесть.
Двигатель на 3D-принтере
В конструкции 3D-принтера основную функцию за движение экструдера по осям выполняют шаговые двигатели. Они имеют незначительный вес и большой крутящий момент.
Шаговый электродвигатель — это двигатель, не имеющий коллектора, у которого вращение производится не плавно, а дискретно (шагами). Задавая скорость и длительность импульсов, можно заставить устройство вращаться в определенном направлении. При этом есть возможность регулировать направление вращения и количество оборотов ротора.
Если говорить о конструкции подобных устройств, то выделяют три основных вида:
- Двигатели с переменным магнитным сопротивлением — имеют несколько полюсов на статоре и ротор, изготовленный из мягкого материала, и 3 независимые друг от друга обмотки. Этот вид практически не используется.
- Двигатели с постоянным магнитным сопротивлением — в комплектацию входит статор и намагниченный ротор. Такие двигатели имеют от 24 до 48 шагов на один оборот.
- Устройства, сочетающие переменное и постоянное магнитное сопротивление (гибриды) — сочетание лучших свойств переменного и постоянного вращающего двигателя. Число шагов составляет от 100 до 400.
Гибридный двигатель — наиболее часто встречающаяся конструкция, которая, в свою очередь, делится на униполярный и биполярный тип.
Какие шаговые двигатели выбрать для 3D-принтера: лучшие варианты
При покупке вращающего устройства для 3D-принтера стоит обратить внимание на следующие параметры:
- размер вращающей конструкции;
- момент удержания — от 2,5–4 кг/см;
- номинальный ток — оптимальная версия на 1,7 А;
- вал — диаметр должен соответствовать конструктивным параметрам принтера.
Самые распространенные двигатели, которые устанавливают на конструкцию печатного устройства — биполярный с четырьмя выводами. Такие конструкции в случае поломки легко найти и заменить.
В 3D-принтерах устанавливаются вращающие моторы с маркировкой NEMA.
NEMA — Национальная ассоциация производителей электрооборудования, которая стандартизировала вращающие устройства по таким параметрам, как размер фланца и посадочные параметры. Такой стандарт позволяет разным производителям выпускать двигатели по определенным параметрам в зависимости от маркировки.
Самые востребованные модели в серии NEMA:
- NEMA 17 с фланцем 42 * 42 мм;
- NEMA 23 с фланцем 57 * 57 мм;
- NEMA 34 размером 86 * 86 мм.
Драйверы шаговых двигателей для 3D-принтера
Для управления двигателями в 3D-устройствах были разработаны драйверы, устанавливаемые в гнездо платы.
Драйверы бывают несколько типов:
- Постоянного напряжения — такие драйверы неэффективны и используются в изделии с малыми скоростями.
- Двухуровневые — подобные контроллеры поддерживают шаговые и полушаговые режимы. Они снижают нагрев двигателя и эффективны в работе.
- Драйверы с ШИМ — самые популярные, которые можно встретить на рынке. Они высокоинтеллектуальные и имеют множество дополнительных функций.
Также при выборе драйвера стоит обращать на следующие параметры:
- сила тока;
- напряжение питания;
- наличие опторазвязанных входов;
- наличие механизмов подавления резонанса;
- наличие протоколов, необходимых для работы двигателя;
- защита от скачков напряжения;
- микрошаговый режим;
- качество драйвера.
Собрать качественный 3D-принтер вполне реально, если следовать рекомендациям и внимательно изучить конструктивные устройства. Вполне возможно, что такой печатный станок обойдется его владельцу дешевле. Но новичкам мы рекомендуем заказывать готовые 3D-устройства в специализированных магазинах. Так вы сможете освоить азы 3D-печати и ознакомиться с устройством принтера. Желаем удачи!
Загрузка...
