Создан умный прибор, печатающий на 3d принтере нарисованные макеты
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Создан умный прибор, печатающий на 3d принтере нарисованные макеты

Сообщества › 3D Печать (сканирование и моделирование) › Блог › Технология создания 3D образцов

Всем добрый день!
Я 3D моделированием в различных сферах занимаюсь уже лет 10, а 3D печатью только третий год. Недавно вступил в это сообщество по 3d печати, и посмотрев блок не обнаружил описание общей технологии. Для профессионалов технология понятна, а вот у новичков или интересующихся людей возникает много вопросов. Вот я и решил поделиться своим опытном FDM 3d печати — не судите строго.

Первое с чего я начинаю это с получения исходных данных. Все зависит от задачи это могут быть обычные замеры, фото или 3D скан поверхности.
Приведу пример на базе создания накладки на суппорт.
Самый информативный способ получения данных — отсканировать суппорт. Можно так же сделать фото, а в последствии отмасштабировать в 3D редакторе.

Я использую сканер sense 3d, мне его погрешности хватает для создания качественных моделей.

Далее производим моделирование. Дизайн и редактор зависят от индивидуальных предпочтений. Можно сделать что угодно и в чем угодно.
Вот я построил 3D модель.

Далее нужно подготовить 3D модель к печати. Для этого экспортируем 3D модель в STL файл и открываем с специальной программе – слайсере, которая производит нарезку 3D модели на слои. Я пользуюсь несколькими программами – одна из них Cura – наиболее распространенная. Так же стоит обратить внимание на Simplify3D (она платная), но в ней очень хорошо формируются поддержки, в том числе вручную.

Здесь стоит отметить, что на FDM 3D принтерах можно печатать одним материалом, либо несколькими (как правило это 2 материала). Печать сложной детали с поддержками нависающих частей будет более качественной на 2-х экструдером FDM 3D принтере, когда одним материалом печатается деталь, а вторым поддержки. После печати, поддержки отделяются и на выходе получаем готовую деталь. Так же советую печатать детали для автомашин только ABS пластиком, т.к. он держит температуру, всякие SBS, PLA и т.п. даже летнего солнышка не выдержат — плавяться.
Это все нужно учесть в слайсере при подготовке детали к печати. Ну и конечно не стоит забывать по параметры 3D принтера: размер стола, температура стола и сопла и т.п.

Когда сформирован файл 3d модели, в большинстве случаев это *.Gcode можно начинать печать.
Вот несколько примеров:

Приведенные модели напечатаны высотой слоя 0,15 мм. Мое мнение, для качественной печати и оптимального времени печати нужно варьировать слой от 0,1 до 0,15 мм. Печатались детали 16 -18 часов.

После удаления поддержек получаем готовый экземпляр. Далее можно проводить обработку.

Здесь стоит отметить, что процесс/длительность/интенсивность обработки обратно пропорциональна качеству печати. А качество печати зависит от 3d принтера — как правило, чем дороже принтер, тем качественнее 3d печать вы получаете, поскольку в более дорогих моделях применяется:
1) Более качественная механика – это линейность направляющих, отсутствие люфтов, воблинга и т.п.
2) Более жёсткий корпус, например на моем Hori Gold корпус из 2-х мм стали, весит более 20 кг.
3) Закрытая камера – это не маловажно для ABS пластика.
4) Более продуманный конструктив экструдера.
Для домашних целей подойдет принтер из за 15 т.р. но не стоит требовать от него сверх качественной печати. Я общался с многими людьми, которые покупали дешевый принтер, разочаровывались и начинали его апгрейдить, в результате совокупный ценник в разы вырастал.

Процесс обработки как правило состоит из химической обработки и физической обработки. Цель химической обработки лучше склеить слои. Например для ABS деталей, применяют обработки парами ацетона — помещают деталь в герметичную емкость с ацетоном и нагревают. Если так сильно не заморачиваться, то можно поверхность детали обработать ацетоном.

Далее можно шкурить, красить и т.п. В результате можно получить очень качественную деталь.

История 3д печати

В данном разделе нам хотелось проследить историю развития 3d печати от момента ее появления до сегодняшнего дня, а так же дать прогноз относительно будущего развития технологии.

Первый 3d принтер был изобретен американцем Чарльзом Халом (Charles Hull), он работал по технологии стереолитографии (SLA) патент на технологию был оформлен в 1986 г. Принтер представлял из себя довольно габаритную промышленную установку. Установка “выращивала” трехмерную модель посредством нанесения фотополимеризующегося материала на подвижную платформу. Основой служил заранее смоделированный на компьютере цифровой макет (3д модель). Данный 3d принтер создавал трехмерные объекты, поднимаясь на 0,1-0,2 мм – высоту слоя. Несмотря на то, что первый аппарат обладал множеством минусов, технология получила свое применение. Чарльз Халл так же является со-основателем компании 3dsystems, одного из лидеров мирового производства промышленных 3д принтеров.

Чарльз Халл был не единственным, кто экспериментировал с технологией трехмерной печати, так в 1986 году Карл Декарт ( Carl Deckard) изобрел метод селективного лазерного спекания (SLS). Подробнее о методе Вы можете узнать в другой статье, вкратце: лазерный луч спекает порошок (пластик, металл и т.д.), масса порошка при этом подоргевается в рабочей камере до температуры, близкой с температурой плавления. Основой так же служит заранее смоделированный на компьютере цифровой макет (3д модель). После прохождения лазером горизонтального слоя, камера опускается на высоту слоя (как правило 0.1-0.2 мм), масса порошка выравнивается специальным устройством и наноситься новый слой.

Однако самым известным и распространенным на сегодняшний день методом 3д печати является послойное направление (FDM). Идея технологии принадлежит Скотту Крампу (Scott Crump), патент датируется 1988 годом. Подробнее о методе Вы можете узнать в другой статье, вкратце: из нагретого сопла печатающей головки при помощи шагового двигателя подается материал (как правило пластик), печатающая головка перемещается на линейных направляющих по 1 или двум осям, так же по 1 или 2 осям двигается платформа. Основой движения так же служит 3д модель. Расплавленный пластик укладывается на платформу по установленному контуру, после чего головка или платформа перемещаются и поверх старого накладывается новый слой. Скотт Крамп является одним из основателей компании Stratasys, так же являющейся одним из лидеров в производстве промышленных 3д принтеров.

Все описанные выше устройства относились к классу промышленных аппаратов и стоили довольно дорого, так один из первых принтеров 3d Dimension от компании Stratasys 1991 году стоил от 50 до 220 тысяч долларов США (в зависимости от модели и комплектации). Принтеры работающие по технологиям, описанным выше стоили еще дороже и до самого недавнего времени о данных устройствах было известно лишь узкому кругу заинтересованных специалистов.

Все начало меняться с 2006 года, когда был основан проект RepRap (от англ Replicating Rapid Prototyper – само-воспроизводящийся механизм для быстрого изготовления прототипов), имеющий своей целью создание само-копирующего устройства, которым являлся 3д принтер, работающий по технологии FDM (послойное наплавление). Только в отличие от дорогостоящих промышленных аппаратов он был похож на неказистое изобретение из подручных средств. Рамой служат металлические валы, они же служат направляющими для печатающей головки. которой управляют простые шаговые двигатели. Программное обеспечение имеет открытый код. Почти все соединяющие детали печатаются из пластика на самом 3д принтере. Данная идея зародилась в среде Английский ученых и ставила своей целью распространение доступных аддитивных технологий, чтобы пользователи могли, скачивая 3д модели в сети интернет, создавать необходимые изделия, максимально сокращая таким образом производственную цепочку.

Оставив в стороне идеалогическую составляющую, сообществу (существующему и развивающемуся по сей день) удалось создать доступный “обычному человеку” 3d принтер. Так набор непечатанных деталей может стоить в районе пары сотен долларов США а готовый аппарат от 500 долларов. И пусть эти устройства выглядели неказисто и существенно уступали по качеству промышленным аналогам, все это доло невероятный толчок для развития технологии 3д печати.
По мере развития проекта RepRap, начали появляться 3d принтеры, взявшие за основу заложенную движением базу в техническом и, иногда, идеалогическом плане (например приверженность концепции открытого кода – OpenSource). Компании, производившие принетры старались сделать их более качественными как в плане рабочих характеристик, так и в плане дизайна и user experience. Первые принтеры RepRap нельзя назвать комерческим продуктом, так как управлять им не так уж просто (а собрать тем более) а добиться стабильных результатов работы получается не всегда. Тем не менее компании старались сократить более чем существенный разрыв в качестве, по возможности оставляя существенный разрыв в стоимости.

Здесь стоит в первую очередь упомянуть о компании MakerBot, начавшейся как startup, взявшей за основу идеи RepRap и мало по малу превратившие их в продукт нового качества.

Их флагманским продуктом (и по нашему мнению лучшим по сей день) остается 3д принтер MakerBot Replicator 2. Модель была выпущена в 2012 г. и позже снята с производства, однако по сей день остается одной из самых популярных моделей 3д принтеров “персонального” сегмента (по данным 3dhubs). Слово “персональный” взято в скобки по причине, что данный принтер, со стоимостью на момент выпуска 2200 долларов США, в основном использовался (и используется) для бизнес целей, однако попадает в персональный сегмент по причине своей стоимости. Данная модель отличается от своих прородителей (RepRap), являясь, по сути, законченным комерческим продуктом. Производители отказались от концепции OpenSourse, закрыв все источники и коды ПО.

Паралельно с выпуском техники компания активно развивала ресурс Thingiverse, содержащий множество моделей для 3d печати, доступных для скачивания бесплатно. В период работы над первым принтером и в дальнейшем сообщество сильно помогало компании, тестируя продукт и предлагая различные апгрейды. После выпуска модели Replicator 2 (и закрытии разработок), ситуация изменилась. Подробнее о истории компании MakerBot а так же других компаний и людей, связанных с 3d печатью, вы можете узнать, посмотрев фильм Print the legend.

Читать еще:  Почему сильно шумит, гудит стиральная машина при стирке?

В этом фильме также освещается история компании Formlabs, одной из первых начавшей производство доступного 3д принтера, работающего по технологии SLA (стререолитография). Компания собирала средства на первую модель FORM 1 посредством краудфандинга, столкнулась с трудностями производства, но в итоге выпустила доступный и производительный 3д принтер, сократив разрыв в качестве, описанный выше.

И хотя описанные выше 3д принтеры были далеки от совершенства, они положили начало развитию досутпной техники для трехмерной печати, которое происходит и по сей день. В настоящий момент качетсов принтеров технологий FDM и SLA повышается, однако существенного снижения цены уже не происходит, скорее она наоборот немного растет. Наряду с FDM и SLA множество компаний ведет разработки в области спекания порошков (SLS), а так же печати металлом. Несмотря на то, что такие принтеры доступными не назовешь, цена их значительно ниже, в сравнении с аналогами из профессионального сегмента. Стоит так же отметить, развитие линейки материалов, помимо стандартный ABS и PLA пластиков, сегодня используется множество различных материалов, включая нейлон, карбон и другие прочные и тугоплавкие материалы.

3d принтеры персонального сегмента сегодняшнего дня сильно приблизились к профессиональным устройствам, развитие которых так же не останавливается. Помимо компаний “основателей” технологии (Stratasys, 3dsystems) появилось множество небольших компаний, специализирующихся на промышленных технологиях 3d печати (в частности металлом). 3д печать так же привлекает к себе внимание крупных корпораций, которые с разной степенью успешности стремяться занять свое место на растущем рынке. Здесь стоит выделить компанию HP, которая не так давно выпустила модель HP Jet Fusion 3D 4200 завоевавшую популярность среди профессионалов 3d печати (по состоянии на 2018 г. держится в верхней части рейтинга профессиональных 3д принтеров в ежеквартальных отчетах портала 3dhubs).

Однако технологии 3д печати развиваются не только в ширь, но и вглубь. Одним из главных недостатков трехмерной печати, по сравнению с другими методами производства, является низкая скорость создания моделей. Существенным движением вперед в плане ускорения 3д печати стало изобретение технологии CLIP компанией CARBON, работающие по этой технологии принтеры компании могут производить модели в 100 раз быстрее по сравнению с классической технологией SLA.

Так же постоянно происходит расширение линейки, свойств и качества материалов и постобработки изделий. Все это ускоряет переход к использованию 3d принтеров именно в производстве, а не только как аппаратов для прототипирования. Сегодня многие крупные и не только компании и организации тесно используют 3д принтер в своей производственной цепочке: начиная от производителей потребительский товаров NIKE и PUMA и заканчивая BOEING и SPACE X (последняя печатает части двигателей для своих ракет, которые не возможно было изготовить никаким другим образом).

Помимо “классической” области применения 3д печати, сегодня все чаще можно видеть новости о том, как на 3d принтере напечатали дом или какой-нибудь орган (а точнее его маленькую часть) из био-материала. И это действительно так, несколько компаний по всему миру тестируют или уже частично применяют 3д печати в строительстве зданий и сооружений. В основном это касается контурной заливки стен (похоже на метод FDM) специальной композитной бетонной смесью. А в Амстердаме существует проект 3д печатного моста и этот список будет только расширяться со временем, так как применение 3d печати в строительстве способно существенно сократить издержки и увеличить скорость работ на определенных этапах.
Касаемо медицины, здесь 3д печать так же находит применение, однако в настоящий момент это не печать органов, а скорее применение технологии в протезировании (самого различного толка) и замещении костей. Так же технологии 3d печати широко используется в стоматологии (технология SLA). Касательно печати органов, это пока далеко в будущем, в настоящий момент био-3д принтеры это экспериментальные установки на ранних стадиях, успехи которых ограничиваются печатью нескольких ограниченно-жизнеспособных клеток.

Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать, что технологии трехмерной печати будут расширяться как в ширь так и вглубь, совершенствуя технологии, ускоряя процессы, качество и улучшая свойства материалов. 3д принтеры все больше будут замещать старые методы в производственных цепочках различного масштаба, а мировое производство, благодаря этому, будет двигаться к схеме работы “по требованию” (on demand) увеличивая степень кастомизации изделий. Возможно, когда нибудь, 3д принтеры будут широко применяться и на бытовом уровне для производства необходимых вещей (мечта и цель движения RepRap), однако для этого необходимо не только развитие технологии, но и смена парадигмы общественного мышления, а так же развитие мощной экосистемы проектирования (3д моделирования) изделий (о чем очень часто забывают).

3d печать домов (и прочих сооружений), без сомнения так же будет развиваться, сокращая издержки и сроки производства, что вместе с освоением новых подходов в архитектуре и городском планировании (таких как модульное строительство и метод prefabricated), придаст ощутимый импульс к развитию индустрии в целом.

Биологические 3d принтеры будут выступать важным инструментом в научных исследованиях. Тем не менее, до их появления в больницах и клиниках, где они будут печатать новые органы, еще очень и очень далеко (фактически это научная фантастика).

Что может быть напечатано на 3D-принтере?

Использование 3D-технологий позволяет создавать поистине уникальные и неповторимые вещи. Возможности аддитивных методов безграничны, поэтому любая фантазия или задумка с легкостью воплощается в реальный объект. То, что было напечатано на 3D-принтере, может по праву называться современным искусством. Мы подготовили для вас список из 9-ти самых потрясающих изделий и объектов, созданных на трехмерном принтере.

Пальмы с солнечными батареями

В ОАЭ было напечатано на 3D-принтере специальные устройства с бесплатной раздачей Wi-Fi. Сделаны эти изделия в виде пальм, которыми украсили улицы в Дубае. Кроме того, что возле них можно подключиться к сети интернет, они также оснащаются солнечными батареями. Поэтому при желании от такой «пальмы» можно подзарядить телефон или любой другой электронный прибор.

Использование 3D-принтеров позволило создать прочные устройства необычной формы. Для изготовления применили бетон и волоконно-армированный пластик. Примечательно, что подобные установки надежно защищены от воздействия ультрафиолетовых излучений и влаги. Эти уникальные пальмы выполняют еще одну важную функцию – освещают город в темное время суток.

Автомобиль, напечатанный на 3D-принтере

Современный мир настолько динамично развивается, что на смену обычным транспортным средствам пришли инновационные изделия, напечатанные на 3D-принтере. Известно много примеров подобных автомобилей. Одним из них является продукт компании Lосal Моtors. Его представили в прошлом году в Лас-Вегасе. Для его создания применялся метод DDМ. Кузов произвели из термопластичных материалов. Остальные же детали выпускали преимущественно из углеродных волокон и АВS-пластика в соотношении 20% и 80%, соответственно. В среднем такое творение автомобильной промышленности стоит около 53-х тысяч долларов.

Но это не единственная машина, напечатанная на 3d-принтере. Свеженький пример высокотехнологичного авто – суперкар Вlаde, новое творение Divergent Microfactories. По сути, это каркасная структура алюминиевых узлов и карбоновых стержней. Аддитивная технология позволила не только сэкономить материалы для изготовления машины, но и облегчила ее на целых 90%! Оборудовали этот суперкар 700-литровым двигателем, что позволяет ему разгоняться до сотни всего за 2,2 секунды.

«Зеленый велосипед»

Байки, напечатанные на 3D-принтере, фото их деталей не сложно найти в Интернете. В принципе, многие фирмы и компании выпускали свои версии 3D-печатных великов. Но сейчас хотелось бы поговорить о модели, напечатанной на 3D- принтере от Еuroсоmpositi. Назвали велосипед Вhulk.

Он считается первым в своем роде устройством, которое снабжается абсолютно экологически чистой рамой. При этом она может похвастаться высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды. Раму напечатали из биоразлагаемого РLA-пластика. Примечательно, что для ее создания затратили намного меньше усилий, времени и энергии, чем при производстве металлической рамы.

Применение 3D-технологий в медицине

Возможности 3d-принтера в медицинской отрасли безграничны. Особых успехов удалось добиться в сфере протезирования. Одним из успешных проектов, посвященных этому, считается Аrt 4 Leg. Его суть – создание поверхностей с аутентичным дизайном. Впоследствии данные поверхности крепят к протезам мощнейшими магнитами. Что это дает? Уникальные возможности 3D-печати позволяют обладателям необычных протезов выражать свою индивидуальность.

Что можно напечатать на 3D-принтере еще? Некоммерческая организация «Орeratiоn оf Норе» продемонстрировала уникальные возможности аддитивной технологии. Ей удалось успешно восстановить поврежденную часть лица пациента. Изначально провели компьютерную томографию, после чего преобразовали полученные изображения в трехмерные данные. Затем напечатали модель челюсти на 3D-принтере так, что можно было с ее помощью полностью реконструировать лицо. Для этого врачи провели 12-ти часовую операцию.

Высокое качество 3D-принтера позволяет даже создавать отдельные человеческие органы. Пока их используют как модели для передоперационных тренировок. Но не за горами времена, когда такие органы будут трансплантировать больным, спасая тем самым их жизни.

Что можно напечатать на 3D-принтере: фото настоящего оружия

Первым 3D-печатным оружием считается револьвер Джеймса Патрика. Практически все элементы PM522 Washbear .22LR были напечатаны с помощью аддитивной техники. Еще один пример оружия – полуавтоматический пистолет Shutу МР-1. Это вполне «серьезный» агрегат для убийств, хотя и мелкокалиберный.

Венцом коллекции 3D-печатного оружия считается Rail Gun. Несмотря на то, что этот пластиковый пистолет не отличается самым мощным выстрелом, зато он выглядит очень «грозно» и устрашающе.

Читать еще:  Какой выбрать строительный фен по характеристикам и не ошибиться

Стальной мост

Возможности 3D-печати активно используют и в строительной отрасли. Можно назвать немало архитектурных объектов, которые так или иначе были созданы с помощью аддитивной технологии. Поистине впечатляющим является проект, над которым работают Jоris Lааrmаn Lаb, Неijmаns и МХ3D. Компании планируют возвести в исторической части Амстердама стальной пешеходный мост.

Для строительства моста будет использоваться технология MX3D и промышленные манипуляторы с шестью степенями свободы. Данное решение позволит делать металлические конструкции прямо в воздухе. Отказ от традиционной сварки в пользу послойного наплавления металлических капель делает проект поистине уникальным.

Тапкабургер

Описание 3D-принтера и его безграничных возможностей стоит начать с того, что на нем можно делать еду. Аддитивные механизмы используют при изготовлении необычных макаронных и кондитерских изделий – этим уже никого не удивить. А вот «Shoe Burger» действительно поражает.

Этот бургер изготовляется в форме вашего кроссовка или туфли. Чтобы получить такой необычный тапкабургер, вначале необходимо отсканировать свой башмак и сделать его цифровую копию. Дальше очередь за ее печатью на трехмерном принтере. Следующий шаг – обратная форма из термостойкого пищевого силикона. Ее-то вы потом и зальете тестом перед отправкой в духовку.

Наноскульптуры

Существует не только 3D-принтер 3D Mini, но и возможность печати мини-скульптур и нанообъектов. Так, к примеру, Джонти Харвитс поражает всех своими необычными творениями. Их нельзя потрогать, нельзя даже увидеть без микроскопа. Секрет уникальных изделий состоит в особом устройстве для печати. Такое устройство избавляет от всяческих проблем со слоистостью. Правда, если вы захотите на нем напечатать модель, которую можно будет увидеть, ждать придется очень долго.

Институт «KarlsruheInstitute of Тесhnology» создал особую технологию мультифотонной литографии, благодаря которой и возможна печать подобных наноскульптур. Основан новый метод на феномене двухфотонного поглощения.

Биопечать

Другими словами, это особый Би-код, технология печати объектов с помощью пчел. Дженнифер Берри смогла контролировать пчел, тем самым добилась того, что они строят ульи по заданным формам. Биолог сделала своеобразный биопринтер, то есть искусственный улей. В нем пчелы живут под ее контролем и под ее руководством делают соты.

Технология не отличается сложностью. Вначале задается некая форма, которая должна ограничивать внешние границы создаваемой модели. Кроме этого, необходимо показать направление «роста» сот при помощи специального материала. Все это нужно поместить в прозрачный бокс. Внутри него обязательно поддерживается определенный микроклимат.

Как напечатать на 3d принтере другой 3d принтер

Автор статьи Nikus

Уже есть 3D-принтер? Хочу еще один?!

Зачем это нужно?

Ну, допустим, у вас есть свой более крупный принтер и вы можете печатать достаточно крупные объекты. Вы верите в идею движения reprap, принтер должен иметь возможность самостоятельно воспроизводить себя!

Или вы хотите бросить вызов себе и окончательно разобраться, как работает 3D-принтер.

Или ваш нынешний 3D-принтер просто стоит и пылится в углу комнаты, потому что вы уже напечатали все что приходило в голову и осталось самая сложная задача, которая беспокоит всех профессионалов 3d печати – как осуществить клонирование имеющегося оборудования на нем самом.

Шаг 1: Предисловие

Давайте будем откровенными. это не ультра дешевый принтер. Это не Chery 3D-принтер за $60. Это не способ сэкономить деньги или время. Это не первый принтер.

Теперь поговорим о том, что это такое.

В 3Dtje мини-3D-принтер – это:

  • Чертовски легко напечатать
    • Печатные части из PLA
    • Все укладывается в пределах 200х200 объем печати
      • Большинство деталей могут быть напечатаны в 100х100 объема печати
    • Большинство деталей печатаются без поддержек, лишь в некоторых случаях они могут понадобиться для улучшения качества
  • Очень мало нужных инструментов
    • В отличие от большинства поделок, которые требуют наличие лазерного резака, ЧПУ
    • Вы, вероятно, можете обойтись дрелью и ножовкой, чтобы подготовить 2 стержня необходимого размера
    • Не нужно источника МДФ, или дерева, или акриловые листы или алюминиевые профили, на которые можно сильно потратиться
  • A Prusa i3 Clone
    • Эта конструкция не новая, ничего революционного, но она надежная, печатает хорошо и работает с любым слайсером
  • Открытым исходным кодом
    • Все файлы моделей можно скачать бесплатно
    • Вы можете скачать их и изменять их так, как вы хотели бы
    • Вы даже можете продать их, если это вам нужно!
  • Простая и интересная печать
    • 19 моделек
    • Все детали разные и вместе смотрятся очень интересно
  • Простой в сборке
    • Все детали соединяются с помощью винтов и гаек м3.
    • Резка от 2 до 4 металлических направляющих
    • Некоторые 3d печатные детали собираются интуитивно, даже можно не обращать внимание на фото
  • Действительно чертовски круто!
    • Маленький, портативный, малая масса движущихся частей! Этот принтер может печатать быстро! (при правильной настройке)
    • Этот 3д принтер вы сделаете своими руками, полностью!!

Шаг 2: Предпосылки

Вам понадобится 3D-принтер, ну или найти кого-то с этим аппаратом.

  • Область печати должна быть не менее 200х200мм XY и может, 200мм Z если вы хотите печатать стержнями, лол
  • ПЛА 1 кг, можно другой, но это самый удобный вариант
    • Я, честно говоря, не знаю, сколько его потребуется. Скорее всего 500г или около того
  • Инструменты
    • Отвертки для винтов
    • Плоскогубцы, приспособления для очистки печатных объектов (канцелярского ножа достаточно)
    • Метрические сверла для открытия / чистки печатного отверстия (можно и отверткой)
  • Знания о том, как построить 3D-принтер с нуля
    • Это не жесткие требования, но зная, как решать распространенные проблемы принтера позволит сократить количество ругани, когда все не идеально в первый раз
    • Если Вы разбираетесь в прошивке Марлин было бы очень круто пообщаться на этот счет, так как есть желание улучшить некоторые вещи.

Шаг 3: Комплектующие

Сразу оговорим, я составил список того, что точно нужно и того, что можно купить, чтобы сделать как можно лучшее качество. Но это будет дороже. Поэтому Вам выбирать, какой набор покупать – принципиально они не будут отличаться. Кроме того, можно заказать все это из Китая, будет дешевле, но ждать дольше. В любом случае искать надо на английском все комплектующие, поэтому берем их из таблицы и, например, вставляем в поиск на alliexexspress.

Вот ссылка.

Шаг 4: Печать деталей

Теперь переходим к самой интересной, на мой взгляд, части – прототипированию моделек. Честно говоря, я очень люблю печатать всякие разные штуки, чувствуешь, что тебе по плечу любая задача, когда под рукой есть 3d принтер. Ладно, это все лирика.

Вот здесь расположен сам проект, где можно бесплатно скачать 3d модели для принтера. Качаем и начинаем подготовку к печати.

Самое главное – расположить верным образом детали на столе. Имеется в виду сделать так, чтобы у моделей как можно меньше было частей, висящих в воздухе. Это позволит отказаться от поддержек. Они ведь очень сильно портят качество, если делать слайсинг через Repetier Host с их автогенерацией, а не рисовать их самому.

Можно посмотреть видео, на котором видно оптимальное расположение деталей. Настройки печати я думаю Вы умеете делать, если нет – здесь есть статьи про это с файлами конфигураций.

Шаг 5: Монтаж

Предположим, что мы все напечатали. Кто-то может направляющие решил использовать металлические, купив их, например, в ИКЕЕ и разрезал их ну нужной длины участки. В любом случае, писать, как собирать этот 3d принтер особого смысла нет, да и лень, если честно. На мой взгляд – лучше фоток ничего нет!

Сборка рамы

Сначала выложу то, как должно выглядеть наше чудо в момент средней готовности. Потом будем смотреть как модули собирались.

Сборка оси Y

Данная ось двигает так называемую кровать. Сначала нам нужно установить мотор, на него надеть шкив. Затем установим свободно вращающийся шкив с другой стороны и вымерить для них ремень.

И теперь установим саму кровать, которая скрепит нам два конца ремня. Только не забудьте переде этим затянуть шкивы и то, что еще не туго затянуто. Подложка будет массивно и подлезать уже туда будет неудобно. Для соединения потребуются болты 200mm x 6mm, так что приготовьте их сразу.

Стоит отметить, что ремень должен быть очень хорошо натянут. Это будет сильно влиять на качество печати. Если вы не можете это сделать в момент сборки – можно воспользоваться специальным натяжителем. Это по сути простая пружинка. Что касается осей, то в данном случае они напечатаны, хотя это далеко не обязательно, просто название проекта обязывает))

Сборка оси X

В зависимости от вашего принтера, вам может понадобиться сделать отверстие сверлом 3мм в натяжителе ремня. Это отверстие должно быть весьма свободно.

  1. Прикрепите мотор к концу оси x разъемом вниз
  2. Прикрепите 20Т шестерни
  3. Вставьте 6мм стержни 6мм х 180 мм в отверстия на стороне двигателя. Вам нужно сократить эти стержни, если вы купили 200мм.
  4. Собрать натяжитель оси x либо с вашим собственным, либо с напечатанным натяжительным подшипником. Убедитесь, что гайка м3 в натяжителе, прежде чем продолжать.
  5. Пропустите ремень с левой стороны (со стороны двигателя), через редуктор, через натяжной подшипник на правую сторону
  6. В этот момент вы, вероятно, следует установить справа от оси x на стержни натяжитель ремня
  7. Если вас устраивает длина (убедитесь, что оси x натяжителя утоплен совсем немного) можно перерезать ремень. Не забудьте оставить дополнительную длину ремня
  8. Прикрепите LM6UU подшипники в каретке x
  9. Все собрали, ремни прикрепите к каретке x
  10. Потом останется отрегулировать все немного, чтобы убедиться в том, что ничего друг о друга не задевает
Читать еще:  Почему на экране телевизора появились вертикальные или горизонтальные полосы

Сборка оси Z

Теперь собираем ось Z. Если Вы еще не поставили по ходу прошлых работ движки – самое время это сделать. Как понимаете, они должны стоять слева и справа. На них установим переходники для винтовых стержней, куда оные и поставим, зажав их шестигранником.

Втыкаем направляющие (параллельно винтовым стержням) и вс ок. Можно сказать, что со сборкой корпуса мы закончили.

Шаг 6: Сборка электрической цепи.

Как укладывать проводку – дело каждого. Здесь будут приведены на фото варианты, а так решать вам. Самое важное – все правильно подключить. Схему тоже выложу, но лучше еще посмотреть как в обычных 3d принтерах это делается. Например, чтобы далеко не ходить, можно прям на данном сайте пробежаться по следующим статьям:

Не обязательно все читать – по картинкам можно увидеть ключевые места и углубиться именно в их изучение.

В картинке ниже виден терминал питания зеленого цвета. Это весьма опасная и ненадежная вещь, которая иногда воспламеняется – опасно оставлять дома без присмотра работающий 3d принтер. Поэтому в статье про Ramps лучше почитать, как быть в этом случае.

Шаг 7: Прошивка

Так как у вас в роли мозга 3d принтера будет (скорее всего) Arduino Mega, то залить на нее прошивку будет достаточно просто. Все что вам нужно – Arduino IDE. Самая стандартная прошивка от Marlin. Главное выбрать конфиги правильные для платы. На данном ресурсе статьи про прошивку я не видел, но на просторах интернета ее можно легко найти. Вот полезные ссылки:

  • Прошивка Marlin инструкция
  • Может быть кому-то полезная инфа про электронику reprap, как там что функционирует

Шаг 8: Тестим

Наконец-то время что-нибудь напечатать! Сразу отметим, что стол надо покрыть молярным скотчем или каптоном, так как он у нас без подогрева. Иначе адгезии не будет. Также перед печатью обязательно правильно надо настроить расстояние между соплом и кроватью. О том, как это правильно сделать говорится здесь. Калибровка 3d принтера – наше все.

Так как вы смогли напечатать детали для этого принтера – значит можете и заслайсить собственные модели для его маленькой копи, собранной своими руками. Поэтому про слайсер говорить не будем, не забудьте только уменьшить область печати!

А так вот что каждый из вас может иметь в конце данной стать!

Как устроен 3D-принтер

новости

статьи

файлы

Практически все персональные 3D-принтеры используют один и тот же подход к процессу 3D-печати. Детали могут различаться, но в основном, строение и принцип работы одни и те же. Давайте рассмотрим принцип работы 3D-принтера более подробно на основании примера с рисунка ниже.

Основная идея 3D-принтера – такая же, как и у картезианского робота. Это машина, которая может двигаться линейно в трех измерениях – по осям X, Y и Z, так же известные как картезианские координаты. Чтобы это делать, 3D-принтеры имеют небольшие шаговые двигатели, которые могут двигаться с высокими точностью и аккуратностью – обычно на 1,8 градуса на шаг. Эти “трехмерные” роботы управляются контроллером, как и любая другая автоматизированная система, и тем самым имеется возможность перемещать печатающую головку, выдавлювающую расплавленный пластик, создавая деталь слой за слоем. Многие 3D-принтеры используют ремни ГРМ и ролики по осям Х и Y для обеспечения быстрого, но точного перемещения. Также многие используют стержень с резьбой или особые винты по оси Z для еще более точного позиционирования.

Хотя все это и может звучать сложно, на самом деле это совсем не так, и многие 3D-принтеры содержат в себе стандартные элементы, которые используются в большом количестве других отраслей и устройств. Конечно, прошли годы, чтобы проверить, что действительно работает, а что нет, чтобы получить такие выдающиеся результаты работ 3D-принтеров, какие мы имеем сейчас. Благодаря большим количествам открытых технологий, разработчики могли делиться друг с другом, что облегчало процесс создания и обмена знаниями.

Имея возможность точного позиционирования, нам нужен экструдер, который мог бы «выдавливать» тонкие нити термопластика – пластика, который переходит в полужидкую форму при нагревании. Экструдер, самая сложная часть 3D-принтера, которая до сих пор постоянно улучшается и дорабатывается, на самом деле состоит из двух элементов – привод самой нити и термальная головка.


Привод нити выталкивает пластиковую нить, которая зачастую скручена в катушку, и имеет диаметр 1,75 или 3 мм, с помощью редукторного механизма. Большинство, если уже не все, современные проводы используют шаговый механизм для лучшего контроля подачи нити к термальной головке. Эти приводы обычно работают с помощью редукторов, чтобы придать системе подачи пластика необходимую для выдавливания нити силу.

Нить после подачи приводом в экструдер дальше переходит в термальную головку (иногда называется термальной камерой). Головка обычно термально изолирована от остальных частей экструдера и изготавливается из куска алюминия со встроенным нагревателем или каким-то другим источником тепла. Обязательно имеется датчик температуры для контроля нагрева. Когда пластик достигает термальной головки, он уже разогрет до температуры 170-220 градусов Цельсия в зависимости от типа пластика. Уже находясь в полужидком состоянии, пластик выдавливается из печатающей головки, диаметр отверстия которой обычно находится в диапазоне от 0,35 до 0,5 мм.

Поверхность печати (платформа)

Поверхность печати – это рабочая поверхность, на которой и готовятся 3D-детали. Размер рабочей поверхности варьируется в зависимости от модели принтера, и обычно находится в диапазоне от 100 до 200 квадратных миллиметров. Большинство, если не все, производители 3D-принтеров предлагают подогреваемую платформу – уже в комплекте либо как дополнительную опцию. В крайнем случае, крайне просто сделать подогреваемую платформу самому из подручного материала. Задача платформы – не допустить разрывов или трещин модели, а также обеспечить надежное сцепление между первыми слоями печатаемой детали и рабочей поверхностью.


Поверхность платформы обычно производится из стекла или алюминия для лучшего распределения тепла по рабочей платформе для обеспечения гладкой и ровной поверхности. Стекло дает более ровную поверхность, в то время как алюминий лучше распределяет тепло в случае подогреваемой платформы. Чтобы предотвратить от того случая, когда печатаемая модель слетает во время процесса создания, поверхность часто покрывается какой-либо клейкой поверхностью или пленкой, и создается поверхность, которую будет недорого менять в случае необходимости. Такие материалы часто состоят из каптоны или полиимидной ленты, пэта или полиэстерной кремниевой ленты, все зависит от типа пластика.

Тип линейного двигателя (привода), который используется на конкретном 3D-принтере, во многом определяет то, насколько точно будет печатать устройство, насколько быстро, а также насколько часто и много надо будет обслуживать 3D-принтер. Многие 3D-принтеры используют гладкие, точные стержни для каждой оси, а также пластиковые или бронзовые шариковые подшипники для движения по каждому стержню. Линейные шариковые подшипники снискали большую популярность за счет за счет своей долговечности и более качественной работы, однако они часто более шумные, чем бронзовые, которые, однако, сложнее откалибровать на момент сборки.


Лучший выбор линейного привода для 3D-принтера зависит от Ваших предпочтений так же, как и выбор личного автомобиля. Можно использовать втулки, распечатанные на 3D-принтере, как это показано на рисунке выше, но это будет не очень долговечное решение. Изготовленные стандартным способом пластиковые втулки очень хорошо и гладко работают, но имеют тенденцию к деформации после длительного объема работы. С другой стороны, качество предвидения также зависит от качества и гладкости рельс, по которым они передвигаются. С разными результатами были опробованы и более экзотические материалы, такие как войлок.

Диапазон движения линейных приводов обычно ограничен механическим или оптическим фиксатором. Грубо говоря, это просто ограничители, которые подают принтеру сигнал, что он подошел к краю рабочей поверхности, чтобы предотвратить выход за рамки платформы.


Хотя наличие фиксаторов и не является обязательным в работе 3D-принтеров, наличие его позволит делать принтеру калибровку положения перед началом каждого процесса печати, что позволит сделать печать более аккуратной и точной.

То, что держит все выше описанные элементы вместе, называется рамой. Форма рам, а также материал, из которого она изготовлена, очень сильно влияют на точность и качество печати. Во многих 3D-принтерах используются резьбовые стержни и другие материалы в конструкции рамы. Также многие принтеры используются созданные лазерной резкой фанерные листы для создания рамы.


Такая система базируется на принципе слотов, когда одна часть имеет слот для соединения с другой частью, и вместе они соединяются болтами и гайками. Такую раму обычно проще собрать, и она является более точной для калибровки принтера, однако обычно такая конструкция более шумная, а также со временем крепежные элементы придется подкручивать. В общем, резьбовые стержни делают аппарат более тихим, однако усложняют процесс сборки и калибровки.

В общем, выше описаны основная структура и принцип работы 3D-принтеры. Для примера мы взяли самые простые 3D-принтеры. Конечно, компании давно используют более сложные и современные разработки, многие из которых носят конфиденциальный характер. Такая простая модель была выбрана лишь для цели демонстрации структуры 3D-принтера. Надеемся, нам удалось дать Вам понимание основ работы 3D-принтеров, и теперь, когда устройства уже не кажутся Вам такими сложными, Вы можете задумать о том, чтобы купить 3D-принтер, цена на которые в нашем магазине начинается всего лишь с 44 900 рублей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector