Эксперимент по сборке самодельного 3D принтера с нуля Леонид Захаров's blog / 09.03.2016 После сборки 3D принтера из КИТ-набора появляется стойкое ощущение, что конструкция принтера, спроектированная и построенная собственными руками, будет гораздо лучше. В прошлой статье рассказано о проблемах, возникающих при сборке принтера МС5 D.R.O.V.A., которые портят настроение. Но эти же проблемы побуждают к эксперименту, поиску технических решений, которые хочется реализовать в собственной улучшенной конструкции.Коллега, Евгений Дульцев, помогавший мне собирать принтер МС5, попросил помочь ему с постройкой собственного принтера. Сначала он решил собрать принтер Mendel. Для этого нужно скачать полный набор 3D моделей в формате stl для печати, распечатать их на МС5, вырезать на станке ЧПУ файлы фанерных деталей и просто собрать принтер.Принтер № 1Посмотрев на модели деталей, мы сошлись во мнении, что можно сделать всё по-другому, взяв за основу лишь принцип конструкции. Я рисовал на листке эскизы деталей, а Евгений прорисовывал в 3D редакторе модели узлов. Узлы принтера №1 рисовались отдельно, по очереди, а потом уже на основании того, что получилось, создавались следующие. Получались такие рисунки:Из-за того, что узлы и некоторые детали рисовались отдельно, случались ошибки. Пару деталей пришлось перепечатывать. Но в конце концов, принтер начал потихоньку собираться. Для станины нашлась полка от стола, для каркаса, две доски ламината. Поскольку не все детали по размеру входили в станок ЧПУ, то их пришлось выпиливать электролобзиком. При попытке нарезать на станке детали, выявились люфты, из-за которых не совпали отверстия. Отверстия тоже пришлось сверлить вручную. Файлы из чертежа просто распечатывались, наклеивались тонким двухсторонним скотчем на деталь, потом прямо по чертежу и сверлили. Все бы ничего, но оказалось, что коллега, обладая внушительными знаниями по настройке всевозможного оборудования, ни сверлить, ни пилить... Пришлось самому. Но все же постепенно, одновременно устраняя люфты в станке ЧПУ и распиливая ламинат, приступили к сборке.Принтер № 1 вышел неплохой. Печатал качественно. Рабочее поле 230х230х180 мм. Была, правда, одна конструктивная, но вполне устранимая особенность, из-за которой плавал ноль по Z. Кроме того, работал принтер достаточно шумно. Видео работающего принтера № 1Из недостатков конструкции принтера № 1 хотелось бы отметить использование двух моторов (вместо одного) на оси Z и подачу прутка через боуден.Принтер № 2Не захотел коллега доводить принтер №1 до ума, не понравилась почему-то конструкция, а решил, что всё надо полностью переделать. В итоге сошлись на том, что принтер № 2 будет нарисован целиком в 3D редакторе, а уже из готовой 3D модели будут вычленены все детали, напечатаны и распилены. Недостатки предыдущей модели в новой версии были устранены. В итоге проект вышел примерно таким:Как видно из рисунка, теперь у модели прямая подача прутка и один мотор на оси Z. Стол движется по Х и Y. Гусак неподвижен, мотор подачи опускается вместе с экструдером, подшипники неподвижны, опускается рамка с направляющими. Таким образом, мы попытались обойти недостаток принтера МС5, у которого печатающая головка висит консолью, создавая большую нагрузку на подшипники. Принтер № 2 получился лучше принтера № 1, но и при его изготовлении не обошлось без ошибок. Стол был изготовлен из алюминия 3 мм толщиной. Из-за мягкости металла, его ровность оставляла желать лучшего. Мы вышли из положения, положив на него оконное стекло 4 мм. А во время печати выявилась ошибка. Из-за длинной консоли оси Z, вибрации от движущегося стола стали передаваться на экструдер, причем, когда он входил в резонанс, его колебания из стороны в сторону составляли более миллиметра! Мы попробовали усилить конструкцию диагональными штангами, но это мало помогло. Тогда я предложил снять стол и взвесить его. При размерах 240х240 мм его масса оказалась 1,7 кг! Тут удачно нашелся равный кусок гетинакса, толщиной 4 мм. После замены материала, масса стола стала 300 г и вибрации исчезли. На этом было решено остановиться и признать конструкцию принтера № 2 удачной.Видео работающего принтера № 2Итоги эксперимента1. Стоимость самостоятельной постройки такого принтера составляет 13-15 тыс. рублей. Многовато, но приемлемо. Стоимость электроники примерно 1,5-1,7 тыс. рублей. Основные затраты составляют моторы и направляющие с подшипниками. Из-за большой массы увеличивается стоимость доставки из Китая.2. Овладев достаточно средними навыками в 3D моделировании при помощи SketchUp – бесплатного редактора, можно создавать 3D модели вполне сложных устройств. Создавая готовую модель из узлов, можно впоследствии вычленять детали простым удалением лишних объектов, экспортировать их в stl и распечатывать на 3D принтере. Можно экспортировать плоские детали в файлы dxf, а затем на выбор: просто распечатывать их на листах, наклеивать на заготовки и пилить-сверлить вручную, или вырезать на станке ЧПУ.3. Наличие 3D принтера и станка ЧПУ позволяет достаточно легко создавать идентичные этим аппаратам устройства: роботы изготавливают роботов! Без этих устройств создавать модели роботов очень сложно, долго, а в условиях кружка робототехники почти невозможно.Школьный технопаркИсходя из всего вышесказанного, я считаю, что любой детский коллектив, занимающийся робототехникой, должен иметь доступ к станку ЧПУ и 3D принтеру. Это позволит создавать качественные модели, позволяющие выполнять поставленные перед ними задачи. Время от идеи до изделия резко сокращается, что позволяет быстро переключаться на другие разработки, поддерживая и развивая интерес детей. Важным направлением работы робототехнического кружка является умение моделировать в 3D редакторе. Изучение 3D редактора может быть