01.12.2020

Андрей Смирнов

Время чтения: ~13 мин.

3D-принтеры H-bot и Deltabot своими руками

Доброго времени суток! Сегодня я решил поделиться своими мыслями насчет выбора кинематики для принтера. Честно говоря, в интернете нет однозначного мнения о том, какая все-таки схема движения экструдера по осям является наиболее удачной. Попробуем разобраться. Итак. Самая распространенная в интернете система принадлежит классическому Prusa Mendel: В классификации самих репраповцев такая схема движения называется XZ Head Y Bed. Это означает, что экструдер движется по оси X (влево-вправо) и Z (вверх-вниз), а стол бегает по оси Y (вперед-назад). И все тут вроде бы хорошо и достаточно просто, но! Несмотря на видимую простоту конструкции, ее практически нереально настроить на идеальную геометрию. Здесь слишком много гаек, которые надо одновременно крутить, чтобы выставить перпендикулярность / диагональность. Даже, если получается настроить правильную печать в основании детали, то ближе к вершине все равно модель «уплывает» куда-то не туда. Калибровка такого принтера подобна шаманству. Кроме всего прочего, точность принтера напрямую зависит от жесткости резьбовых шпилек, из которых он состоит процентов на 70. Я применял обычные шпильки М8 из строительного магазина — а они гнутся практически без усилий. Так что ждать от такого принтера печати запредельного качества не стоит. Но! Если заменить все эти хлипкие шпильки на цельные элементы, то результат будет гораздо лучше. Такой вариант реализации называется Prusa Air. Есть еще Prusa i3 (наверное, по-аналогии с компом автора, в котором трудится Intel Core i3) и еще целая куча вариантов. В том числе и комбинированные, в которых используются и цельные элементы и все те же резьбовые шпильки. Например такой: Собрать (а самое главное — настроить) такой принтер гораздо проще. Да и качество печати будет уже на уровне промышленных образцов. Необязательно делать боковины и прочие элементы из акрила при помощи лазерной резки, либо фрезерования. Можно обойтись фанерой (или МДФ): Самое главное — добиться параллельности / перпендикулярности осей. Советую все-таки воспользоваться услугами лазерной / фрезерной резки — сейчас практически в любом городе есть фирмы (производства), которые предоставляют такие услуги. Денег это будет стоить немного, зато сэкономите кучу времени и нервов. Если есть желание максимально упростить (ускорить) сборку принтера с такой кинематикой, можно, например, остановиться на варианте под названием Printrbot LC: Здесь практически все детали выполнены из фанеры, а точность печати в итоге практически никак не зависит от кривизны рук и определяется только качеством исходного материала. Поехали дальше. Бывают модели, в которых стол катается не только по одной оси (в менделе по Y). У этой ранней модели под названием Makerbot Cupcake стол двигается по осям XY, а экструдер только по оси Z. Такая кинематика распространена среди моделистов в различных микрофрезерных станках, где гораздо легче двигать маленькую обрабатываемую заготовку, чем тяжелый инструмент. Но в нашем случае экструдер тонну не весит, поэтому не стоит заморачиваться на такой схеме движения. Особняком стоят Delta-роботы с совершенно внеземной кинематикой, где стол стоит неподвижно, а голова летает по всем трем осям: Родоначальником всех подобных принтеров является Rostock (он на фото). Штука просто великолепная, а процесс печати доставляет гораздо сильнее, чем от простых принтеров. В инете очень много роликов процесса печати — советую всем посмотреть (если кто еще не видел) — тут например. Самый главный плюс этого принтера в том, что печатная головка может летать по всем осям на сверхзвуковых скоростях. Конечно, это в том случае, если мощности движков хватит, в головка будет обладать небольшой инерционностью. А самый главный минус — что для движения по любой из осей необходимо в любом случае задействовать все три двигателя одновременно. Тут возможен вариант с накоплением суммарной ошибки в точности позиционирования, которая, кроме всего прочего, сильно зависит от наличия люфтов в шарнирах плечей. Чтобы избавиться от люфтов, можно использовать шаровые наконечники, например такие: Мой безлюфтовый вариант (пока только прототип): … Едем дальше. Самая распространенная кинематика 99% современных принтеров — это XY Head Z Bed. Т.е., движение печатающей головки по осям XY, а стол — по Z. И самая известная реализация этого варианта — это конечно Makerbot Replicator (со всеми своими версиями, кроме последней 5-го поколения): Двигатель оси Y при помощи двух зубчатых ремней двигает каретку оси X с размещенным на ней двигателем, который, в свою очередь, двигает печатающую головку. Лично мне нравится такой вариант, за исключением того, что приходится постоянно «катать» двигатель оси Х, а это, в свою очередь, лишняя масса. В первой моей статье фото принтера именно с такой механикой: К недостаткам этого варианта я бы отнес необходимость использования трех отдельных зубчатых ремней, которые должны быть натянуты струной. Если они будут висеть, то качественной печати не получится. В принтере Ultimaker двигатели осей XY стоят неподвижно: При помощи целой кучи зубчатых ремней (4 больших и 2 маленьких) и валов они двигают печатающую головку с очень неплохой скоростью. Качество печати у такого принтера одно из самых лучших. Чуть подробнее кинематическая часть: В этой конструкции лично мне не нравится использование вращающихся валов, которые обязывают использовать бронзовые (или фторопластовые) втулки вместо подшипников качения. Да и валы должны быть идеально ровными, иначе весь механизм будет штормить при движении. Обилие зубчатых ремней я бы тоже не отнес к плюсам конструкции, поэтому ищем дальше. Медленно, но верно мы пришли к простой, но гениальной механике: Эта кинематика называется H-Bot. Вот ее схема: Еще один H-Bot: В интернете многие путают данную кинематику с CoreXY, которая выглядит немного иначе: А вот реализация CoreXY «в железе»: И CoreXY и H-Bot работают совершенно одинаково. Когда мы вращаем оба двигателя в одну и ту же сторону, происходит движение экструдера по оси X, если вращать двигатели в противоположные стороны — движется каретка по оси Y. Если только один из двигателей будет вращаться — получим одновременное движение по двум осям (каретка поедем по диагонали). Здесь самый наглядный пример такого движения. Тут еще один отличный пример. Анимация движения по осям: Сразу отмечу, что прошивка Marlin (про нее я уже писал) поддерживает такую кинематику — достаточно раскомментировать в конфигурации всего одну строчку.// Uncomment the following line to enable CoreXY kinematics// #define COREXY Очевидные плюсы этой кинематики — двигатели находятся статично, им не надо никуда ездить, соответственно, они могут быть любыми (т.е. мощными). Ремень здесь всего один — не надо заморачиваться с кучей натяжных механизмов. Но есть и минусы — данная конструкция должна быть абсолютно жесткой! Иначе вместо кругов будут получаться овалы. Подобная механика применяется в принтере компании Stratasys под названием Mojo. Вот он: Инженеры компании Makerbot в пятом поколении своих репликаторов, похоже, тоже решили использовать H-bot: Для себя я выбрал именно такой вариант кинематики. Здесь, само собой, не обойтись без точных ЧПУ инструментов, зато результат будет на уровне дорогих профессиональных принтеров. …x+7 (499) 322-23-19Пн–пт 10:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты Назад 3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать для стоматологииЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы Назад 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Киев Корзина пустаКорзина пуста+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы

4 января 2020, 08:30 | 3D-принтеры, станки и аксессуары

Обзор нового комплекта B and R для сборки 3D-принтера — бюджетного кита из двухмиллиметровой стали и с продуманной конструкцией. Комплект универсален и дает возможность самостоятельно собрать 3D принтер на кинематике H-bot или Core XY. Это, наверное, самый дешевый способ собрать отличный стальной принтер, который выигрывает по всем параметров у собратьев с фанерным корпусом или с рамой из алюминиевого профиля.

Вы не ослышались — комплектующие корпуса изготавливаются сразу с расчетом под два типа кинематики, H-bot или Core XY. Пользователь самостоятельно выбирает нужный тип. Все комплектующие изготовлены серийно на промышленном предприятии и прошли полный технологический цикл на современном оборудовании с ЧПУ (лазерная резка металла, гибка по чертежу, окраска).

Я получил один из первых комплектов. Это полный набор, включающий сборный корпус, детали портала, консоли, а также каретки. Корпус состоит из нескольких панелей — 2 боковых, задняя, и пара маленьких передних панелей. Все детали изготовлены из стали 2 мм, с грамотной компоновкой, качественной штамповкой, с последующей окраской.

Рама портала и сам портал, а также консоль стола для печати изготовлены из штампованной стали (2 мм), с учетом усиления жесткости, а также предусмотрены крепления под линейные направляющие типа MGN9 (XY) и валы 12 мм (Z).

Дополнительно, комплект включает стилизованные передние панели (с надписью 3D) и с вырезом под сенсорный дисплей и энкодер.

Портал стальной, облегченный, с усилением жесткости, а также с заранее нанесенными крепежными отверстиями под рельсу MGN9. При размере области печати 200 х 300 мм длина рельсы составляет 350 мм.

Две несущие детали конструкции корпуса: нижний поддон и верхняя рама портала. Нижняя часть имеет крепления под мотор оси Z, а верхняя — для моторов осей ХY.

Качество штамповки на высоте, я не нашел, к чему придраться. В том числе предусмотрен обдув «подвала» — отсека электроники, расположенного под корпусом.

Продумана передняя панель: предусмотрены посадочные места под энкодер, USB гнездо для накопителя, вырез под дисплей. Кстати, USB подключается через отдельный удлинитель.

На 3D-принтере научились печатать стекла разных составов

Толщина панели с учетом окраски (2 слоя) чуть более 2 мм.

Что касается кинематики — в раме предусмотрена сетка отверстий для двух типов кинематики: можно установить различные варианты обводных роликов, кареток и так далее.

В моем варианте корпуса окошко вырезано поддисплей LERDGE-X (3,5″ сенсорный).

Но есть и другие варианты, под другие размеры дисплеев. На фотографии 3,5″ и 2,4″. Окошко выреза можно сместить влево или вправо по желанию.

Процесс сборки комплекта не сложный. Не составляет труда собрать по инструкции панели, раму и остальные корпусные детали. Для сборки пригодится самый простой инструмент, а также винты М3х10 или М3х12 мм. Я рекомендую использовать винты М3 под HEX и гайки М3 с нейлоновым кольцом (самоконтрящаяся), что значительно облегчает сборку.

Сборка происходит с использованием специальных пазов и технологических отверстий. Затем идет крепление винтами М3 и гайками. Есть смысл использовать фиксатор резьбы (анаэробный клей). Сначала к задней панели крепятся рама и поддон.

Затем фиксируется левая боковая панель.

Настает черед правой боковой панели.

После этого крепятся две передние (центральные) панели: верхняя и нижняя.

#Unique3D

Качество прилегания панелей можете оценить по фотографии. Все ровно, зазоров нет, практически идеальный корпус.

На фото корпус, подготовленный для установки ходового винта TR8, линейных валов и рельс MGN.

Так как я все заказывал без запаса по времени, как раз под праздники, то теперь сижу и жду ((((

Пока есть время — изучаю инструкцию по сборке и общую информацию.

Сразу рекомендую заморочиться с акриловыми боковыми крышками. Таким образом у вас получится полноценная термокамера внутри. Передняя дверца устанавливается на удобных петлях (тип 2 40х40 мм). Кстати, другие полезные вещи для 3D принтера можно посмотреть в отдельной подборке.

Вообще, доступны несколько доступных моделей 3D принтеров B&R с областями печати 200 х 200 х 250 мм, 200 х 200 х 300 мм, 300 х 200 х 300 мм (и даже больше). Соответственно, внешние габариты так же отличаются.

Есть и более крупные корпуса (под заказ).

В таких консоль стола крупнее, и «катается» сразу на четырех валах и на двух винтах TR8.

В любом случае, 3D принтеры B&R на сегодняшний день — это чуть ли не самый дешевый способ получить стальной корпус для своего принтера. Я искал доступные аналоги, но, увы, пока доступны варианты из фанеры или из алюминиевого профиля. Цена готовых вариантов подобных принтеров зашкаливает за 100 тысяч рублей. Так что это отличный вариант бюджетного стального 3D принтера от B&R.