Дешевый 3д принтер своими руками

Как сделать 3D-принтер своими руками? Этот вопрос интересует немногих, однако все же есть люди, которые им задаются. Такое приспособление является очень удобным и может пригодиться даже в повседневной жизни. Конечно, собрать такое устройство не так уж и просто, а также придется несколько потратиться, но результат того стоит. Кроме того, самодельный вариант будет гораздо дешевле, а при правильной сборке еще и лучше в некоторых аспектах работы.

Почему стоит выбрать ручной вариант?

Здесь важно начать с того, что собрать самодельный 3D-принтер своими руками - это процедура, которая потребует определенного количества времени, и примерно 20 000 рублей. Здесь многие могут задуматься над тем, а почему бы не купить принтер за 15-20 тысяч уже готовый? Ответ достаточно прост. Чаще всего это китайские дешевые сборки, которые прослужат достаточно недолго. Первый минус заключается в том, что корпуса у таких приборов чаще всего из акрила или фанеры. Это приведет к тому, что будет постоянная борьба с жесткостью устройства при печати, а также к постоянным калибровкам.

Кроме того, корпуса из этих материалов отличаются еще и гибкость. При печати на повышенных скоростях это приведет к тому, что принтер будет "ходить ходуном", а это значительно скажется на качестве напечатанной модели. Чаще всего владельцы таких моделей тратят много времени, сил и средств на то, чтобы укрепить/усилить раму. Существенной разницей между таким китайским изделием и собранным своими руками 3D-принтером самодельным в том, что в качестве рамы вполне можно использовать сталь.

Для того чтобы успешно собрать прибор, понадобится паяльник, набор , немного знаний электроники и точное следование инструкции. При соблюдении этих простых правил практически любой имеет возможность собрать такой прибор.

Детали для сборки

Естественно, что для сборки принтера понадобятся разные детали и инструменты.

Первая и наиболее важная часть - это рама. Чем тяжелее и устойчивее будет этот элемент, тем лучше. Это избавит владельца от постоянной борьбы с плохим качеством деталей, изготовленных на повышенных скоростях. Здесь отлично подойдет стальная рама от любого российского производителя. Стоимость детали - примерно 4 900 рублей. Тут стоит добавить, что рама будет идти в комплекте со всеми необходимыми элементами крепежа.

Отдельно стоит озаботиться покупкой направляющих валов, а также шпилек М5. Хотя на картинках и показано, что они идут в наборе с рамой, на самом деле их там нет. Комплект валов состоит из 6 деталей. Для сборки 3D-принтера своими руками понадобится всего 1 такой набор стоимостью 2 850 рублей. Можно найти и дешевле, однако искать нужно обязательно полированные модели. В противном случае все косяки элементов будут отражаться на качестве печатаемых деталей.

Что касается шпилек М5, то приобретать их нужно парой. Цена одной штуки составляет 200 рублей. На самом деле, это самые обыкновенные шпильки, которые можно купить в строительном магазине. Самое важное, это то, что они должны быть максимально ровными. Для того чтобы проверить этот параметр, можно положить деталь на стекло и катать его. Чем лучше будет кататься изделие, тем оно ровнее. Направляющие валы проверяются таким же образом. Эти детали являются вторым шагом, который нужно сделать, чтобы собрать 3D-принтер своими руками.

Электронные части и механика для них

Следующий шаг - это приобретение электроники. Нужно купить такие детали, как RAMPS 1.4, Arduino Mega 2560 R3 и шаговые драйверы А4988. Стоимость всех трех деталей будет равна примерно 1 045 рублям.

Теперь обо всем подробнее. RAMPS 1.4 - это основная плата расширения для Arduino. 3D-принтер своими руками, собираемый по такой схеме, будет иметь эту плату в качестве основы. Именно к ней будут подключаться остальные электронные элементы, драйвера двигателей и прочее. Вся силовая часть принтера будет поддерживаться именно этой платой. Тут также стоит отметить, что "мозгов" у такой платы нет, сгореть там нечему. Это говорит о том, что покупать запасную деталь не имеет смысла.

Любая электроника должна иметь "мозг". При сборке 3D-принтера своими руками на Arduino 2560 R3 именно эта часть и будет являться таковым. На этот элемент будет заливаться прошивка в дальнейшем. Этот элемент довольно легко спалить, к примеру, если неправильно вставить драйвер для шагового двигателя, перепутать полярность при подключении концевика. Все это приведет к тому, что плата сгорит, а при первой сборке, когда нет опыта, это происходит довольно часто, а потому стоит купить запасную.

Шаговые драйверы в таком устройстве будут отвечать за работу моторов. Рекомендуется также приобрести один комплект запасных. Есть важная деталь. Эти приспособления имеют построечный резистор. Крутить его не следует, так как он, скорее всего, уже выставлен на нужный ток.

При сборке 3D-принтера на в качестве запасной платы лучше всего взять Arduino MEGA R3. Стоимость запчасти - 679 рублей. Что касается комплекта запасных драйверов, то лучше купить комплект из 4, а не из 2 элементов. Они будут стоить по 48 рублей за один экземпляр.

Потребуется также понижающий регулятор напряжения для защиты платы "Ардуино". Стоить он будет всего 75 рублей. Параметры работы - это понижение с 12 В до 5 В. Однако такая электроника очень капризная. Она довольно сильно греется, часто выходит из строя.

Пятый шаг - это приобретение комплекта шаговых моторов. Стоимость этого набора 2 490 рублей. Тут стоит отметить, что в комплекте 5 экземпляров, а для сборки принтера понадобится лишь 4. Можно, конечно, искать набор из 4 штук, но лучше купить полный. Один останется в качестве запасного, либо его можно использовать, чтобы оборудовать дополнительный экструдер, чтобы печатать вспомогательные элементы деталей или же чтобы делать изделия двухцветными.

Механические части

Для сборки 3D-принтера своими руками обязательно потребуется комплект подшипников, муфт и ремней. Стоимость одного набора 769 рублей. Покупать что-либо дополнительной или запасные части не имеет смысла. Здесь есть все необходимое для сборки.

Механические ограничители. Детальки довольно маленькие, однако очень важные, так как без них эксплуатировать устройство не получится. Цена за 1 штуку 23 рубля. Для успешной сборки понадобится всего 3 экземпляра. Однако стоит купить четыре, чтобы один был запасным, на всякий случай.

Дисплей со встроенным картридером. Чтобы собрать 3D-принтер своими руками эта вещь является необязательной. Однако это лишь в том случае, если все оборудование будет подключено к компьютеру и печать моделей будет производиться с него.

Хотя, как показывает практика, приобретать такой дисплей лучше в любом случае. У него сзади имеется картридер, в который вставляется SD-карта с моделями для печати. Во-первых, это поможет сделать устройство более мобильным, его можно будет перенести в любую комнату. Во-вторых, печать не прервется, если, к примеру, посреди работы компьютер отключится или зависнет. Также возможность работы с оборудованием останется, даже если ПК выйдет из строя.

Конечно же, понадобится блок питания. Брать нужно на 12 В. Он будет несколько больше по габаритам, но без проблем установится внутрь корпуса. А его мощности будет даже с запасом. Стоит он примерно 1 493 рубля.

Понадобится и горячий стол. Цена на эту деталь - 448 рублей. Тут стоит отметить, что горячий стол для 3D-принтера, своими руками изготавливаемого, нужен только при печати ABS-пластиком. Если используется PLA или любой другой вид, который не дает усадки при остывании, то нагревать платформу вовсе не обязательно. Сам стол обязателен, так как на него будет укладываться стекло.

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.

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.

Полная инструкция гораздо больше, однако это основа, которую очень важно собрать правильно. Также очень важно отметить, что есть некоторые дополнения, которые были изучены методом проб и ошибок предыдущих мастеров.

Во-первых, 3D-принтер, собранный своими руками, не требует использования подшипников типа 625z для крепления торцевых опор. Поэтому их не стоит и заказывать. лучше всего оставить в "свободном плавании". Это поможет избавиться от такого дефекта, который называется вобблингом. Далее при осуществлении сборки кареток в изображениях часто используется черная стальная проставка. Однако в комплекте самой рамы такой детали обычно нет. Вместо них идут пластиковые втулки, которые и нужно использовать.

Еще один важный момент, который касается крепления концевика для оси Y. Монтировать его нужно не к задней стенке, а к передней. Если сделать не так, то все модели будут печататься зеркальным образом. Исправить это в прошивке самого принтера не получится. Для того чтобы осуществить перенос нужно перепаять клемму на заднюю часть платы.

В инструкции для сборки представлен не тот вид экструдера, который приобретался ранее по плану. Однако суть его крепления остается такой же. Единственная разница в том, что использовать для этого придется длинные болты, которые нужно взять из набора для крепления стола. В наборе с рамой нет настолько длинных болтов, которые нужно использовать.

Что касается правильно сборки электроники. При соединении частей RAMPS и Arduino есть важная деталь, о которой редко пишут в инструкциях, но она очень важна, чтобы поддерживать бесперебойную работу принтера в будущем.Для этого ардуино нужно отвязать от питания, которое на нее изначально подается с платы RAMPS. Делается это очень просто. С платы выпаивается или отрезается диод, отвечающий за эту функцию.

Ко входу питания нужно припаять регулятор напряжения, который изначально выставляется на 5 В. Закрепить регулятор можно там, где будет удобнее всего человеку, который собирает прибор. В некоторых пособиях по сборке 3D-принтера своими руками нить может выступать, как нужный элемент для соединения чего-либо.

Использование прибора

Нужно понимать, что верной сборки не хватит для того, чтобы успешно эксплуатировать довольно сложный механизм принтера. Нужно провести подготовительные работы. Необходимо иметь официальную прошивку от 3D--diy.

Процесс заливки программы осуществляется при помощи IDE Arduino 1.0.6. После этого на дисплее самого принтера нужно нажать на кнопку Auto Home. Затем нужно убедить в том, что концевики были подключены верно, и в том, что соблюдена верная полярность для шаговиков. Если движения будет направлено в противоположную от нужной сторону, то нужно просто перевернуть клемму, которая располагается возле мотора, на 180 градусов. Если после включения принтера будет слышен неприятный свист, то, скорее всего, это шаговики. Чтобы избавиться от этого писка, нужно подкрутить подстроечные резисторы на них.

Почему использовалась база именно модели Prusa I3:

• В качестве материала для печати можно использовать любой вид пластика или гибкого прута.
• Модель считается наиболее простой в своей сборке, обслуживании и ремонте.
• Отличается достаточно высокой надежностью среди других изделий.
• Считается очень распространенной моделью, а это значит, что найти информация по какому-либо вопросу, касающегося устройства, не составит труда.
• Имеется возможность улучшения. Можно устанавливать либо два экструдера, либо один, но с двойной головкой.
• Данная модель считается наиболее доступной по своей стоимости.

Модели из DvD и с H-bot системой

Если собирается 3D-принтер из DVD своими руками, то нужно понимать принцип его работы. Чаще всего на базе таких приборов изготавливают устройство RAP Print. В таком случае цифровые модели 3D-объектов, которые будут печататься, загружаются в программное обеспечение прибора. Далее будет использоваться оптическая система от CD или DVD-привода. Перемещается она по двум горизонтальным осям Х и Y. Однако здесь важно будет сменить лазерный диод, который установлен в таких приводах, на ультрафиолетовый диод. Его стоимость всего лишь 20 рублей.

Что касается 3D-принтера с H-bot своими руками, то здесь нужно понимать, что это такое. H-bot - это кинематика для 3Д-принтера.

Лучше всего собирать самодельную модель на базе уже готовых, как это было Prusa i3. Однако здесь, естественно, придется использовать уже другую модель в качестве исходной. Подойдет пример сборки принтера "Ультимейкера" или "Сигнум". Корпус собирается из листовых материалов. Далее нужно заняться изготовлением осей Х и Y. В некоторых инструкциях пишется, что для этого лучше всего использовать алюминиевые уголки. Однако если подходящего материала не окажется под рукой или будет невозможно купить, то можно заменить алюминий на фанеру толщиной 4 мм.

В заключение

Таким образом, на сегодняшний день тема: "Делаем 3D-принтер своими руками", которая не так давно подымалась крайне редко, сейчас не просто значительно востребована. Мастера научились изготавливать такие приборы самостоятельно. Основными преимуществами домашних моделей стало то, что они стоят в несколько раз дешевле, чем готовые заводские. Кроме того, качество напечатанных моделей в некоторых случаях ничем не уступает, а может быть и лучше, чем у заводских приспособлений. Чаще всего это заметно, если сравнивать дешевые китайские устройства с самодельными. Так что надеемся, что теперь каждый желающий сможет собрать в случае необходимости 3D-принтер своими руками. А пошаговая инструкция, представленная в обзоре, поможет в этом.

Выход первых аппаратов для 3D-печати вызвал немало восторженных откликов. Поистине, это одна из наиболее ярких разработок сегмента IT в начале 21 века. На данный момент трехмерные принтеры достаточно прочно вошли в специализированные области приборостроения, промышленности и других сфер. Компании, которым нужен высокоэффективный аппаратный производитель небольших деталей, охотно покупают 3D-принтер. Цена, составляющая порядка 100 тыс. руб., их не останавливает, поскольку технологичное устройство себя окупает.

Что касается домашнего пользования, подобные вложения редко оправданы, так как смысл в приобретении такой техники есть. Сама потребность в наличии такого прибора объясняется, как правило, любопытством и желанием поэкспериментировать. Хотя, конечно, есть немало примеров, когда 3D-принтеры активно используются в быту. Так или иначе, методики самостоятельного изготовления инновационного устройства за последние годы обрели массу последователей. Подогревается же этот интерес к «трехмерному производству» успехами домашних мастеров.

Из чего создается принтер?

Как обычно бывает в самодельном творчестве, поле для реализации задумки безгранично. Каждый мастер вырабатывает свои рецепты и технологии, позволяющие воплотить идею в жизнь. И все же 3D-принтер своими руками изготовить без специальных методичек и знаний невозможно. Изначально примером для первых энтузиастов были продукты Z Corporation и 3D-Systems. Наиболее же весомый вклад в индустрию самодельных устройств внесла компания RepRap, занимающаяся разработкой комплектов для принтеров с трехмерной печатью.

Собственно, перед каждым, кто решит сделать подобный продукт, стоит дилемма: воспользоваться комплектом, требующим лишь сборки, или же приобретать комплектующие по-отдельности. Ответ на этот вопрос каждый решает сам, но 3D-принтер своими руками можно сделать только при наличии соответствующих знаний и технических навыков, которые обязательно потребуются в процессе изготовления.

Механические компоненты

Независимо от того, приобретен ли готовый пакет, или решено закупать составные части самостоятельно (желательно в Китае), ни одна сборка 3D-принтера не обходится без следующих элементов:

• крепежные детали, при помощи которых формируется каркас прибора;
• металлические направляющие для подвижных компонентов;
• шестерни, на основе которых будет обеспечена трансляция от электроприводов к движимым узлам;
• площадка, которая выступит специальным полем для изготовления объектов;
• нагревательное устройство и термопара, с помощью которой будет контролироваться температура.

Сборка основной конструкции

Процесс сборки зависит от набора составляющих. При грамотном подходе его можно реализовать на глаз - но в этом случае надо четко придерживаться конфигурации расположения электропривода, направляющих и головки экструдера по осям. Без специального комплекта 3D-принтер своими руками можно скомпоновать из фанерных листов, подходящих шурупов и зажимов.

Мотор фиксируется каждой оси и будет выступать в качестве источника питания для поясной системы, которая отвечает за передвижение по направляющим. Также на одной из осей следует предусмотреть приводное устройство, за счет которого будет выполняться передвижение платформы. Другая ось, зафиксированная на верхушке 3D-принтера, обеспечит движение экструдера.

Электротехнические устройства

Тем, кто решился на самостоятельные поиски составных элементов, механическую часть вполне можно реализовать из подручных материалов. Но для того чтобы изготовить 3D-принтер своими руками, также понадобится электроника, без покупки которой обойтись не удастся. Для реализации этой части необходим следующий комплект:

• выключатели, которые будут отвечать за ограничение печати на «рабочей» области по главным осям;
• шаговые электромоторы;
• плата с микроконтроллером - данный компонент является одним из важнейших: он обеспечивает печать на 3D-принтере и управляет позициями каретки.

Кроме этого, потребуется экструдер с термодатчиком. Именно он выступит преобразователем материала из твердого состояния в мягкий расплав.

Подключение электроники

На этом этапе нужно реализовать установку центрального стержня (опоры) и головки экструдера, от которого зависит работа 3D-принтера и, в частности, техника печати. Далее последует соединение площадки для печати и элементов нагрева. В завершение останется подключить монтажную плату и обеспечить соединение кабелей с нагревателями, блоком питания и температурными индикаторами. Соединение проводов, как и другие операции, не вызовут проблем у тех, кто знаком с базовыми правилами радиотехники. Во многом ход работы схож с установкой перемычек на компьютерной «материнке».

Важно помнить, что от надежности каркаса во многом зависит, насколько качественной выйдет печать на 3D-принтере, поэтому все зажимы, крепежи и соединения следует выполнять максимально точно - без отклонений в пропорциях и последовательности.

Кроме этого, здесь же стоит предусмотреть возможность изъятия «рабочей» площадки. В ходе эксплуатации неизбежно возникнет необходимость ее чистки, поэтому зажимы должны легко отсоединяться. К слову, специальные комплекты располагают ZIP-локами, которые позволяют без труда фиксировать монтажную плату. Впрочем, их качество редко бывает высоким, поэтому следует быть готовым к замене фиксаторов.

Работа аппаратной начинки

Обработанный слайсером код передается в оперативную память устройства, после чего микроконтроллер начинает свою работу. В процессе исполнения алгоритма электроника может корректироваться в зависимости от состояния термодатчиков. Кроме этого, система управляет параметрами, в соответствии с которыми двигается экструдер для 3D-принтера и отслеживаются характеристики температуры. От корректности дозирования и выдавливания расходного материала будет зависеть качество полученного трехмерного объекта.

Точность печати и ее повышение

Помимо настройки контроллера немалую роль в параметрах работы каретки, напрямую определяющей точность печати, играет и шаговый мотор. Сразу важно отметить, что самодельный 3D-принтер, цена которого составит от 30 до 50 тыс. руб., несомненно, обойдется дешевле фирменного. Желательно обеспечить его производительным электроприводом. Этот мини-агрегат применяется для передвижения головки экструдера и определяет чувствительность его работы. Например, при 360-градусном повороте шпинделя число шагов электродвигателя составит 200, соответственно, будет обеспечена точность в 5 мкм. В случае если количество шагов будет 400 — точность обеспечивается на 2,5 мкм. Таким образом, электропривод, располагающий наибольшим числом шагов, сможет гарантировать и более высокую точность.

Программное обеспечение

Основная задача программы для 3D-принтера заключается в переводе трехмерной виртуальной модели в понятный контроллеру алгоритм. Далее, в соответствии с параметрами этого кода, путем нарезки будет осуществлено изготовление объекта именно в том виде, в котором была сохранена модель на компьютере. В этом плане важно отметить, что не всякий файл подойдет для принтера - на сегодняшний день чаще используется формат STL. Сделать конвертацию труда не составит, но для последующей обработки кода и предоставления его микроконтроллеру необходимо соответствующее ПО.

В фирменных устройствах компании специально разрабатывают софт, предназначенный для конкретных моделей. По сути, это несложные программы для 3D-принтера, которые также называются слайсерами. С подобными функциями справляются и приложения типа Skineforge, Slic3r и Kisslacer. Для плодотворной работы также потребуется 3D-редактор, который будет сохранять заготовки в файле STL. Стоит отметить, что при использовании крупных моделей принтер может некорректно выполнить нарезку из-за недостаточной площади платформы. Решение таких проблем заключается в элементарном разделении виртуального объекта на несколько частей.

3D-принтер – устройство, которое может печатать или создавать объемные изображения.

Современные промышленные модели работают на специализированном пластическом материале (разработчики научили девайсы работать со всеми видами пластиков), который наносится на форму и постепенно создает объемную модель. При этом устройство может работать на любых «чернилах».

О чём пойдет речь:

Как это работает

Принцип создания объекта также может по факту быть разным – от фрезерования, до нанесения пластичного материала в виде заданной формы послойно. Уже сейчас существуют большие строительные модели, которые «печатают» дома из бетона, имеются и сенсационные слухи о попытке печати на принтере живых органов.

При этом можно «спуститься на Землю» и сделать своими руками подходящую модель для поделок, конструирования или других прикладных целей. Итак, собираем 3D принтер своими руками – сколько времени это может занять? Все зависит от выделенного времени, от инструкции, в целом, на сборку уходит максимум несколько дней, устройство помещается на небольшой стол.

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.

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.

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.

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.

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.

• 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.

Экструдер МК8, требуется небольшая доработка, но вполне реально даже для неопытных мастеров, в качестве хотэнта (термонагревателя для акрила) используется E3D V6, который оптимизирован термотрубкой.

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

• 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.

Собственно, сама мысль собрать принтер своими силами возникла примерно год назад после прочтения статьи на вики про RepRap принтеры. До этого ничего не собирая сложнее корпусов для компьютера, было трудно оценить всю сложность предстоящей работы. Но, листая страницы дальше, обнаружил, что все схемы, чертежи и инструкции присутствуют и более того даже на русском языке.

Немного погодя, оказалось, что все компоненты стоят вместе как готовый принтер и настрой сильно упал (Ох уж эти московские перекупщики), но на помощь пришел Китай со своими сверхдешевыми электроникой и электромеханическими компонентами. В порыве радости был заказан комплект электроники RAMPS 1.4 (Как самый простой в использовании по отзывам), 5 шаговых двигателей типа nema 17 (момент удержания должен быть не меньше 1.5кг/см, но я взял аж 4кг/см), 2 метра приводного ремня размера t2.5 с двумя алюминиевыми шкивами по 20 зубьев, а так же нагревательную платформу (mk2a самая распространенная), так же нужно не забыть взять 12 линейных подшипников lm8uu. На всё я потратил чуть больше 13 тысяч рублей, что, согласитесь, несколько меньше, чем, даже, комплекты для самостоятельной сборки в магазинах.

Спустя 2 месяца ожидания

За эти месяцы я успел познакомиться на форуме с несколькими интересными людьми, один из которых любезно распечатал на своем Replicator2 детали для моего принтера (Я выбрал конструкцию Prusa Mendel i2 из-за её дешевизны и простоты сборки). Кстати говоря, точность изготовления деталей мало на что влияет и, в принципе, можно их делать хоть из ложек, я лично сделал часть деталей для рамы из толстой фанеры. Большой проблемой было найти направляющие валы, которые стоят от 600 рублей за метр (Каленые и прочные, т.е. избыточная прочность), но решение было найдено на рынке: обычные прутки из нержавейки диаметром 8мм отлично подошли (Нужно всего 3 метра, как и что резать, написано на Вики), так же 6 метров шпилек м8 и 6 подшипников 608 (Как в роликах и скейтбордах). В качестве блока питания можно использовать что угодно от 400Вт 12-19В. Забрав с почты последнюю посылку (Не буду говорить про нашу почту, все и так всё знают. Битые и мятые коробки, ожидание, потерянные извещения), я понял, что предстоит много работы.

Первый блин комом

Самую сложную (как выяснилось позже) деталь решено было сделать самому, а именно hotend или сопло. Мой совет: если у вас нет токарного станка и вы не знаете тонкости изготовления хотендов, не беритесь за это. Было потрачено много времени и денег, но сопло было готово (спасибо сайтам и форумам), кстати, как выяснилось, готовое решение стоит 1500 рублей и это в два раза меньше, чем я потратил на свой хотенд. (Если кто-то всё же решится, то советую делать сопло сменным, а в качестве нагревателя не использовать резисторы из магазина, закажите керамический 12В 40Вт из Китая).

Собирать раму и подключать электронику по инструкции не сложно, но долго из-за возни с более чем 50 гаек и винтов.

Самая простая часть позади, предстоял самый долгий этап: настройка. Электроника основана на Ардуино, так что, проблем ни у кого возникнуть не должно. Собственно, нужно в прошивке настроить количество шагов по всем осям и на экструдере, так же настроить концевые датчики, откалибровать высоту и горизонтальность платформы, выбрать правильные термисторы. Кстати говоря, я начинал печатать ABS пластиком без нагревательной платформы на легендарном Синем Скотче. Важно: ABS нельзя печатать без нагревательной платформы, потому что неминуемо будет деформироваться деталь при остывании и все края загнутся наверх.

Детский восторг и осознание того, как много всего надо решить.

Работа над ошибками

Первым делом, я прикрутил нагревательную платформу, которая дала такой потрясающий результат с первого раза:

Ничего не отклеивается и не загибается даже на деталях такого размера. Но были и минусы: синий скотч оставался на деталях и его приходилось переклеивать каждый раз. плюс ко всему, перегорали резисторы раз в неделю стабильно и был заказан нагреватель из Китая.
Печать шла, вроде бы все хорошо, но хотелось большего. Засел за редактор и через пару дней родил проект нового принтера, больше, выше, солиднее. Рама из толстой фанеры, части напечатанные, все шло хорошо, но, собрав всё воедино, оказалось, что направляющие не параллельны и прочее и прочее, в итоге проект был заброшен.

Провал не давал спокойно спать и многие дни я думал надо новой конструкцией. Идей было много, некоторые удалось реализовать, но как это и бывает, с косяками, потому не буду надолго останавливаться на этом.

Музой стал принтер Prusa Mendel третьего поколения с фанерной рамой (Правильно читать не «пруса», а «прюша», т.к. это Чешский парень Йозеф Прюша). Как раз под рукой оказался станок для лазерной резки и автокад. Долгие вечера перед монитором, 3 разные версии.

Не обошлось без напечатанных деталей, но их было уже гораздо меньше: всего 3 каретки и 3 держателя концевиков.

Печать всех частей заняла около 9 часов. В то время я порезал фанеру (Покупайте для резки фанеру в магазинах, потому что на рынках она вся в сучках, которые не прорезаются нормально) и собрал первую версию рамы.

Ставка была сделана на высоту, она составила немного больше полуметра, что давало рабочую область высотой в 420мм, вряд ли вы найдете похожий.

Первое время я использовал пруток 3мм в силу его дешевизны, но для его подачи в экструдер необходимо использовать редуктор. печать неплохая, но подающий болт порой забивается и сам экструдер получается большим.

В следствии, было решено перейти на пруток меньшего диаметра, 1.75мм (Благо, сейчас полно производителей появилось) с маленьким экструдером без редуктора и с большей точностью подачи.

Советую всем сразу печатать прутком 1.75, потому что это реально удобнее. 3мм- это архаизм со времен использования сварочного прутка.

Идеальная машина

Само собой, работы еще предстоит много, но, могу сказать, что это вполне законченный продукт, который, при желании, можно повторить самому. Принтер не отличается ни сверхточностью, ни скоростью печати. Это обычный принтер на уровне того же Prusa i3, просто он выше и удобнее. Хочется сказать, что любой принтер можно настроить так, что он будет не хуже покупных монстров с ценником за 100.000, на который вы потратите не больше 15.000 рублей. Форумы и блоги пестрят различной информации, Китай доставляет что угодно за смешные деньги, так почему бы не сделать это самому?

*пару фотографий последней версии:

Желание иметь в своем хозяйстве 3D принтер встречается у многих, но возможность приобрести такой аппарат есть не у всех. Эта статья рассказывает о том, как сделать своими руками очень низкобюджетный принтер, что построенный в основном из переработанных электронных компонентов. В результате работы был построен мелко форматный принтер стоимостью меньше 100$.

Прежде всего, мы узнаем, как работает универсальная систему ЧПУ (сборка и калибровка подшипника, направляющих и пластикового волокна), а затем научимся управлять принтером с помощью инструкций g-кода . После этого добавим небольшой пластиковый экструдер , вставив параметры калибровки, регулятор мощности двигателя и несколько других операций, что приведут принтер к жизни. Следуя данной инструкции, вы получите небольшой «карманный принтер», что на 80% будет состоять из компонентов перерабатываемой электроники, которые придадут ему большой потенциал и помогут значительно снизить стоимость.
Эта статья поможет вам разобраться в более сложных проблемах связанных с утилизацией электронных устройств.

Шаг 1: Координатные оси X, Y и Z

Необходимые компоненты:

• 2 стандартных CD/DVD привода от старого компьютера.
• 1 Floppy дисковод.

Все эти компоненты можно приобрести на местных барахолках. Убедитесь в том, что моторы, которые получены от дисковода – шаговые , а не двигатели постоянного тока.

Шаг 2: Подготовка моторов

Компоненты:
3 шаговых двигателя от CD/DVD приводов;
1 NEMA 17 шаговый двигатель, что необходимо приобрести для проекта. Этот тип двигателя будет использован для пластикового экструдера, где необходимо больше мощности для перемещения пластикового волокна;
ЧПУ электроника: RAMPS или RepRap Gen6/7 . Это важно, чем будете пользоваться Sprinter/Marlin открытой прошивкой. В данном примере будем пользоваться электроникой RepRap Gen6, но вы можете выбрать другой вариант в зависимости от цены и доступности;
Блок питания;
Кабели, разъемы, термоусадочные трубки.
Первое что необходимо сделать, когда у вас появятся шаговые двигатели, это припаять к ним провода. В этом случае 4 провода должны быть на своих местах, в соответствии с последовательностью цветов (описание в паспорте двигателя).
Паспортные данные для CD/DVD шаговых моторов: http://robocup.idi.ntnu.no/wiki/images/c/c6/PL15S020.pdf
Паспортные данные для NEMA 17 шагового двигателя: http://www.pbclinear.com/Download/DataSheet/Stepper-Motor-Support-Document.pdf

Шаг 3: Подготовка блока питания

Следующий шаг заключается в подготовке блока питания, чтобы использовать его в проекте. Прежде всего, соединим два кабеля друг с другом (как показано на рисунке), это позволит включать блок. После этого выбираем один желтый (12 В) и один черный кабель (землю) для питания контроллера.

Шаг 4: Arduino IDE

Теперь необходимо проверить двигатели. Для этого скачиваем Arduino IDE (физическая вычислительная среда), что можно найти по адресу: http://arduino.cc/en/Main/Software.
Нужно загрузить и установить версию Arduino 23 .
После этого скачаем прошивку. В проекте выбор пал на Marlin , что уже настроен и может быть загружен по ссылке.
Marlin:
После того, как была установлена Arduino, подключим компьютер к ЧПУ контроллеру Ramps/Sanguino/Gen6-7 с помощью USB кабеля, выбираем соответствующий последующий 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).
Основные параметры, параметры конфигураций находятся в файле «configuration.h »:
В среде Arduino открываем прошивку, загруженный файл и видим параметры конфигурации, прежде чем загрузить прошивку на наш 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).

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/