Самостоятельная сборка или покупка готового оборудования для конструирования. 3d-принтер. Часть 1

В первую очередь необходимо определиться с самой конструкцией принтера. Тут возможно несколько вариантов:

1. Сборка принтера на базе уже готовых и известных проектов, которые есть в общем доступе, например: RepRap Mendel Prusa i2, Prusa i3 и всевозможные их конфигурации.

2. «Изобретение велосипеда» — полностью конструируем свою модель 3D-принтера. Тут уже все зависит от ваших знаний, навыков, бесконечной фантазии и творческих способностей.

Выбор модели для сборки

Для примера выберем Prusa i3, а точнее одну из ее модификаций — Prusa i3 Steel. На наш взгляд это самая успешная модель: жесткая стальная конструкция, никаких шпилек, эстетически выдержанный стиль и дизайн, собирается быстро и четко. Если вы захотели собрать другую модель 3D-принтера, ничего страшного, суть не меняется, различие будет лишь в сборке самого каркаса.

Ниже приведен список тех комплектующих, которые необходимо будет приобрести для сборки 3D-принтера. Электроника на базе платы arduino mega 2560 и платы расширения ramps 1.4.

Электроника:

— Набор плат: Arduino mega 2560 + ramps 1.4 + 4 драйвера шагового двигателя + LCD панель + USB кабель ;

— Блок питания мощностью от 350 Вт;

— Шаговый двигатель Nema 17 (5 шт.);

— Нагревательный стол;

— 2 термистора;

— 3 концевых выключателя ( механические или оптические );

— Хотэнд;

— Набор проводов.

Механика:

— Набор корпусных деталей из стали 3 мм;

— Полированные валы диаметром 8 мм (Ось Z: 2 x 320 мм, Ось Y: 2 x 341 мм, Ось X: 2 x 375 мм.)

— Линейные подшипники LM8UU (11 шт.)

— Набор пластиковых деталей

— Винты, гайки,шайбы

— Шпилька с гайкой для оси Z в качестве винтовой передачи ( 2 шт.) диаметр 5 мм. Длина около 295 мм.

Также могут потребоваться дополнительные инструменты и расходные материалы:

— Мультиметр;

— Изолента;

— Термоизоляционный скотч (каптон);

— Паяльник и расходные материалы для него (припой, флюс);

— Термоусадочные трубки;

— Провода для соединений всех частей электроники;

— ABS или PLA пластик для настройки и последующей печати.

Набор плат

Как написано выше, принтер будем собирать на базе Arduino mega 2560 и платы расширения Ramps 1.4.

Вариантов плат, с помощью которых можно собрать принтер, очень много. На сайте reprap вы можете ознакомиться с основными их видами и характеристиками. Мы же остановимся на наборе плат, который включает в себя:

Arduino mega 2560

Можно приобрести как оригинальную плату, так и клон, все упирается в цену. С уверенностью можем сказать, что при использовании качественных китайских клонов, мы ни разу не сталкивались с проблемами. Так что можете смело покупать неоригинальные платы (при этом сэкономите значительную часть денег!). Вам может потребоваться USB кабель, если он не включен в комплект. Часто из-за плохого кабеля, могут возникать проблемы при печати, поэтому сразу приобретайте качественный USB кабель!В 

Ramps 1.4

Драйвера шаговых двигателей

Драйвера необходимы для управления шаговыми двигателями.

Обычно для 3D-принтеров используются драйвера A4988 и A4983. Для выбранной модели 3D-принтера будем использовать драйвер A4988, который поддерживает ток до 2 Ампер. Для драйверов необходимо приобрести небольшие радиаторы (часто радиаторы идут в комплекте), так как при работе драйвера сильно нагреваются, и необходимо обеспечить стабильный отвод тепла.

Таких драйверов потребуется 4 штуки:

— один драйвер на шаговый двигатель оси Х;

— второй на шаговый двигатель оси У;

— третий на движок экструдера;

— четвертый драйвер на два параллельно подключенных движка оси Z.

Блок питания

Для питания электронных компонентов 3D-принтера необходим блок, способный выдавать напряжение 12В и мощность от 350Вт. Тут есть два варианта:

1. Обычный компьютерный блок питания. Он недорогой, его легко достать, но потребуются дополнительные манипуляции, чтобы его использовать.

2. Блок питания для светодиодных систем. Этот вариант немного дороже, но при его использовании не потребуется совершать никаких лишних действий, он более компактный и удобный. В выбранной модели будем использовать данный блок питания.

Шаговые двигатели

В 3D-принтерах используются биполярные шаговые двигатели, которые как раз и обеспечивают движение по координатным осям. Вращение шаговых двигателей дискретно, для принтеров обычно используют двигатели шагом 1.8 градуса, то есть за один оборот двигатель совершает 200 шагов.

При выборе шагового двигателя необходимо обратить внимание на следующие параметры: момент удержание и ток. Что бы не ошибиться можно взять «универсальные» nema 17: 17HS8401 или 17HS4401 током 1.7 А и моментом удержания 4 кг x см.

Нагревательный стол

Если Вы хотите, чтобы Ваш 3D-принтер печатал ABS пластиком, то в конструкцию должен быть включен нагревательный стол.

Вариантов есть несколько: можно приобрести широко используемый Heatbed MK2B — недорогой, качественный стол. К нему необходимо приобрести стекло или зеркало, так как при нагреве данный стол может прогибаться, а стекло обеспечит ровную поверхность для печати.

Если позволяют финансы, то связку стол + стекло можно заменить одним алюминиевым нагревательным столом Mk2b.

Терморезисторы (термисторы)

Для измерения температуры нагревательного стола и хотэнда потребуется два термистора. Возьмем широко используемые и не дорогие NTC термисторы 100 кОм 3950.

Концевые выключатели

Для определения «точки отсчета» в 3D-принтерах используются концевые выключатели, механические или оптические. В принтерах в основном используются механические концевые выключатели в количестве трех штук, которые определяют начальные точки трех осей.

Хотэнд (HotEnd)

Вот и добрались до одной из самых главных частей 3D-принтера.

Хотэндов очень много, у всех свои плюсы и минусы. Исходя из нашего опыта и опыта других пользователей можем посоветовать цельнометаллический хотэнд типа E3D. Оригинальные e3D вы можете заказать на официальном сайте, мы же используем не оригинальные E3D, цена естественно на них ниже. По качеству ничуть не уступают оригиналу, никаких проблем с печатью не возникает.

Мы не затрагивали компоненты касающихся механики, но скорее всего, что такое шпильки, гайки, валы и подшипники Вы итак знаете.

363

3D печать и 3D принтеры уже давно вошли в обиход, из года в год цена на сами принтеры, комплектующие и расходные материалы падает все ниже и ниже. Читая многочисленные форумы, где владельцы именитых брендовых принтеров стоимостью от 50 000 до 250 000р., жалуются на те же проблемы, что и на дешевых само сборных, я задумался. Если разницы нет, зачем платить больше? Я уже опробовал на практике 2 готовых набора 3D-принтеров из Китая и качеством остался весьма доволен. Остается один интересный момент, что же выходит дешевле? Собрать самому из комплектующих или купить один из наборов?   На фото мой принтер из предыдущего обзора — JG Aurora, переодетый в стальную раму. В принципе я только заменил раму и всё, но принтер стал выглядеть намного лучше. Печатать он особо лучше не стал, до этого и так было все в порядке, но на определенные мысли меня это натолкнуло. Почему обязательно нужно брать наборы с брендом, будто китайский или европейский и переплачивать им, пускай и немного в случае с Китаем, но все же. А если взять комплектующие без рамы, а раму купить уже тут в России? Не выйдет ли это дешевле? Я начал искать самый дешевый набор для 3D-принтера на всеми известном сайте и нашел подходящий за 8 700р. примерно. Цена уже с доставкой. Давайте рассмотрим этот набор подробнее. Основа любого 3D-принтера это мозги. Мозги тут стандартные — Arduina Mega 2560 и шилд для нее – Ramps 1.4. В принципе это стандарт и большинство принтеров собраны на этой схеме. Более дорогие платы, например MKS Gen или Base так же в своей основе имеют ту же Arduin’у. Главное тут посмотреть Ramps на наличие не пропаянных мест или наоборот лишних наплывов, из-за этого чаще всего у людей бывают проблемы.Далее. Я вижу в данном наборе присутствует четырехстрочный экран LCD2004 с карт-ридером. Это очень удобное дополнение, я уже год не пользуюсь связкой 3D-принтер + компьютер. Закидываю G-код для печати на карту памяти и принтер печатает автономно. Красная платка это переходник для Ramps с выводами под этот экран, она есть в комплекте, как и провода для экрана. Драйвера, провода, концевые выключатели. Это все есть. Драйвера обычные – DRV8825, концевые выключатели на платах, провода без оплетки. Дешево и сердито, но эффективно. К драйверам так же положили радиаторы. Моторы тут так же стандартные для большинства 3D-принтеров, это шаговые моторы NEMA17.Так же в наборе есть нагревательный элемент для стола – плата МК2А на текстолитовой основе. Для меня это более удачный нагреватель чем версия МК3, который интегрирован на алюминиевую пластину. Дело в том, что я печатаю на стекле и дополнительная прослойка между стеклом и нагревателем мне ни к чему. МК2 быстрее будет нагреваться. И венцом данного набора является печатающая голова в виде клона E3D версии 5. Голова идет в собранном виде с нагревательным элементом и терморезистором. Недостает только проталкивающего механизма для пластика — экструдера. А так как моторов тут 5, значит нужна только небольшая часть экструдера. Под этот элемент необходим экструдер типа боуден, это значит пластик будет подаваться по ПТФЕ трубке к нагретому соплу. ПТФЕ трубки я на картинке не вижу, хотя продавец пишет что она в комплекте, возможно он имеет в виду маленькую тефлоновую трубку внутри термобарьера.Теперь чего недостает в наборе. Ну основной недостающий элемент – это рама. Я покупал 2 типа стальных рам от Nioz и Soberistanok. Nioz собирается легче и не требует никаких печатных элементов, но в комплекте нет болтов. Соберистанок кладет в комплекте болты, но сама рама использует несколько напечатанных элементов, не имея принтера, которых не так просто достать. Обе рамы вырезаны в Челябинске и при цене примерно 3000-3500р. без покраски и весе 3-5 кг. доставляются транспортной компанией. За доставку из Челябинска в Москву за раму я отдал чуть менее 600р. Стоимость рамы 3800 + доставка получается 4400р. Помимо рамы нужно добавить валы, подшипники, трапециевидные или обычные винты и шпули с ремнем. Валы как и раму, лучше брать у нас в России, они выходят дешевле чем на Алиэкспресс. Например набор валов для данной рамы у того же Nioz выйдет 1380р.Трапецивидные винты с гайкой на али почти в 2 раза дешевле и выходят примерно в 800р за пару. Остается добавить только Bowden экструдер и пару шпулей с ремнем. Экструдер так же лучше взять на али: Bowden Extruder  — 600р.Тут уже присутствует  крепление мотора к раме и используется хорошая каленая стальная шестерня с мелкими зубьями. Ремень GT-2 можно взять у того же продавца: ремень GT-2  — 200р., тем более он уже с 2-мя шпулями.Подшипники – 400р.за 12 штук, чего вполне достаточно. И нужно еще добавить блок питания это еще примерно 1400р.Итого выходит примерно 17900р.  Останется только залить через Arduino IDE на плату прошивку Марлин и отрегулировать  параметры под ваш принтер. Подставлять нужные параметры в прошивку удобно при помощи калькулятора, например такого: http://prusaprinters.org/calculator/  Теперь рассмотрим набор для сборки, например самый дешевый – Annet A6.  По ссылке производитель указан как Infitary, но это точно клон достаточно популярного Annet A6, возможно с некоторыми доработками.  Давайте сравним его с набором представленным выше. Тут уже есть трапециевидные винты и даже с алюминиевыми демпферами. Установлен более дорогой экструдер типа Direct и уже с обдувом, что положительно сказывается при печати пластиками типа PLA или HIPS. Нагревательный стол более дорогой – МК3, хотя МК2 для меня более привлекательный. Плата управления не бутерброд из Mega + Ramps а что-то посолиднее, в описании нет названия платы, но на вид там все в порядке, напоминает что-то из линейки MKS. Присутствует так же экран 2004 с картридером и дополнительно имеется подставка для катушки с пластиком.Цена за такой набор 3D-принтера примерно 14200р.То-есть получается разница в примерно 4000р. Что как раз соответствует стальной раме. А принтеры со стальной рамой продают уже за 25 000р., например, в том же Челябинске. В принципе я подозревал, что взять набор 3D-принтера от Китайцев выходит примерно так же как собирать самому по частям, только в наборе уже все налажено и подходит друг к другу а в самосборном принтере придётся еще и разобраться что куда подключить и повозиться с прошивкой. Еще один вариант получить недорогой 3D-принтер остается – покупка на авито и пр. через объявления, но тут нужно чаще мониторить доски объявлений в поисках хороших предложений, да и то, в итоге можно получить проблемный экземпляр.

Благодаря специальным DIY-наборам с комплектующими вы можете собрать 3D-принтер самостоятельно. Мы подыскали для вас три заслуживающих рекомендации комплекта, о которых расскажем в данной статье с практическими советами.

Anet A8: набор для начинающих

Комплект для объемной печати Anet A8 отлично подойдет для новичков, которые решили заняться 3D-моделированием. Принтер работает с PLA-пластиком, и благодаря достаточно подробной инструкции может быть собран довольно быстро. Конструкция обладает акриловой рамой, подогреваемой поверхностью, оснащена разъемом USB и интерфейсом для SD-карт.

Стоимость стартового набора составляет около 10 000 рублей, а заказать его можно, например, на Aliexpress с доставкой из России. Скорость цветной печати составляет 100 мм/с. В комплекте с устройством поставляется 10 метров пластика, так что после сборки на принтере сразу же можно напечатать что-нибудь небольшое. А в дальнейшем на Anet A8 можно напечатать еще и дополнения для улучшения принтера: например, держатель для шестигранных ключей и отверток.

Tevo Tarantula: золотая середина

Если вы являетесь немного более продвинутым пользователем и уже имеете опыт работы с 3D-принтерами, можете попробовать использовать комплект Tevo Tarantula. Этот принтер также оснащен интерфейсами для подключения USB-накопителей и SD-карт, но стоимость у него чуть выше — от 11 000 рублей и более.

Зато этот принтер оснащен алюминиевым профилем, нагреваемой платформой и обладает хорошей площадью печати (220х270х260 мм), что редко встречается в моделях данного ценового сегмента. Купить сборочный комплект можно на том же Aliexpress. Скорость печати цветным пластиком составляет 150 мм/с, что весьма неплохо.

Anycubic 3D DIY: потребует навыков 3D-печати

В качестве примера профессионального комплекта для самостоятельной сборки 3D-принтера можно привести набор Anycubic 3D DIY. Но мы можем порекомендовать его только в том случае, если вы являетесь экспертом в вопросах, связанных с объемной печатью. Тем не менее, собирается комплект относительно просто, а жесткая металлическая рама добавляет устройству надежности.

Из разъемов устройство предлагает все те же интерфейсы USB и слот для чтения SD-карт. Стоимость набора на Aliexpress составляет около 15 000 рублей. Скорость цветной печати у данной модели в два раза ниже, чем у предыдущего образца (всего 60 мм/с), зато качество исполнения образцов выше. В финале придется стачивать меньше заусенцев с готового отпечатка.

[socialpoll id=»2465159″]

Поделиться ссылкойИспользуемые источники:

• https://pikabu.ru/story/kak_sobrat_3dprinter_svoimi_rukami_poisk_komplektuyushchikh_4328186
• https://www.ixbt.com/live/3d-modelling/3d-printer-komplekt-dlya-sborki-protiv-samosbornogo-chto-deshevle.html
• https://ichip.ru/obzory/periferiya/sobiraem-3d-printer-svoimi-rukami-obzor-luchshikh-diy-naborov-122177