Як зробити 3D-принтер своїми руками? Це питання цікавить багатьох, проте все ж є люди, які їм задаються. Таке пристосування є дуже зручним і може стати в нагоді навіть в повсякденному житті. Звичайно, зібрати такий пристрій не так вже і просто, а також доведеться витратитися, але результат того вартий. Крім того, саморобний варіант буде набагато дешевше, а при правильній збірці ще краще в деяких аспектах роботи.
Чому варто вибрати ручний варіант?
Тут важливо почати з того, що зібрати саморобний 3D-принтер своїми руками – це процедура, яка вимагає певної кількості часу, і приблизно 20 000 рублів. Тут багато хто може задуматися над тим, а чому б не купити принтер за 15-20 тисяч вже готовий? Відповідь досить проста. Найчастіше це китайські дешеві збірки, які прослужать досить довго. Перший мінус полягає в тому, що корпуси у таких приладів найчастіше з акрилу або фанери. Це призведе до того, що буде постійна боротьба з жорсткістю пристрою друку, а також постійних калибровкам.
Крім того, корпусу з цих матеріалів відрізняються ще і гнучкість. При друку на підвищених швидкостях це призведе до того, що принтер “ходитиме ходуном”, а це суттєво позначиться на якості надрукованій моделі. Найчастіше власники таких моделей витрачають багато часу, сил і коштів на те, щоб зміцнити/посилити раму. Суттєвою різницею між таким китайським виробом і зібраним своїми руками 3D-принтером саморобним в тому, що в якості рами цілком можна використовувати сталь.
Для того щоб успішно зібрати прилад, знадобиться паяльник, набір викруток, шестигранників, трохи знань електроніки і точне дотримання інструкції. При дотриманні цих простих правил практично будь-який має можливість зібрати такий прилад.
Деталі для зборки
Природно, що для складання принтера знадобляться різні деталі та інструменти.
Перша і найбільш важлива частина – це рама. Чим важче і стійкіше буде цей елемент, тим краще. Це позбавить власника від постійної боротьби з поганою якістю деталей, виготовлених на підвищених швидкостях. Тут відмінно підійде сталева рама від будь-якого російського виробника. Вартість деталі – приблизно 4 900 рублів. Тут варто додати, що рама буде йти в комплекті з усіма необхідними елементами кріплення.
Окремо варто потурбуватися покупкою направляючих валів, а також шпильок М5. Хоча на картинках і показано, що вони йдуть в наборі з рамою, насправді їх там немає. Комплект валів складається з 6 деталей. Для складання 3D-принтера своїми руками знадобиться всього 1 такий набір вартістю 2 850 рублів. Можна знайти і дешевше, проте шукати потрібно обов’язково поліровані моделі. В іншому випадку всі косяки елементів будуть позначатися на якості друку деталей.
Що стосується шпильок М5, то купувати їх потрібно парою. Ціна однієї штуки становить 200 рублів. Насправді, це звичайні шпильки, які можна придбати в будівельному магазині. Найважливіше, це те, що вони повинні бути максимально рівними. Для того щоб перевірити цей параметр, можна покласти деталь на скло і катати його. Чим краще буде кататися виріб, тим воно рівніше. Напрямні вали перевіряються таким чином. Ці деталі є другим кроком, який потрібно зробити, щоб зібрати 3D-принтер своїми руками.
Електронні частини і механіка для них
Наступний крок – це придбання електроніки. Потрібно купити такі деталі, як RAMPS 1.4, Arduino Mega 2560 R3 і крокові драйвери А4988. Вартість всіх трьох деталей буде дорівнює приблизно 1 045 грн.
Тепер про все детальніше. RAMPS 1.4 – це основна плата розширення для Arduino. 3D-принтер своїми руками, що складається за такою схемою, буде мати цю плату в якості основи. Саме до неї будуть підключатися інші електронні елементи, драйвера двигунів та інше. Вся силова частина принтера буде підтримуватися саме цією платою. Тут також варто відзначити, що “мізків” у такої плати немає, згоріти там нічому. Це говорить про те, що купувати запасну деталь не має сенсу.
Будь-яка електроніка повинна мати “мозок”. При складанні 3D-принтера своїми руками на Arduino 2560 R3 саме ця частина і буде таким. На цей елемент буде заливатися прошивка надалі. Цей елемент досить легко спалити, наприклад, якщо неправильно вставити драйвер для крокового двигуна, переплутати полярність при підключенні кінцевика. Все це призведе до того, що плата згорить, а при першій збірці, коли немає досвіду, це відбувається досить часто, а тому варто купити запасну.
Крокові драйвери в такому пристрої будуть відповідати за роботу моторів. Рекомендується також придбати один комплект запасних. Є важлива деталь. Ці пристосування мають построечный резистор. Крутити його не слід, так як він, швидше за все, вже виставлений на потрібний струм.
При складанні 3D-принтера на “Ардуїнов” своїми руками як запасний плати найкраще взяти Arduino MEGA R3. Вартість запчастини – 679 рублів. Що стосується комплекту запасних драйверів, то краще придбати комплект з 4, а не з 2 елементів. Вони будуть коштувати по 48 рублів за один примірник.
Потрібно також понижуючий регулятор напруги для захисту плати “Ардуїнов”. Коштувати він буде всього 75 рублів. Параметри роботи – це зниження з 12 до 5 Ст. Проте така електроніка дуже примхлива. Вона досить сильно гріється, часто виходить з ладу.
П’ятий крок – це придбання комплекту крокових двигунів. Вартість цього набору 2 490 рублів. Тут варто відзначити, що в комплекті 5 примірників, а для складання принтера знадобиться лише 4. Можна, звичайно, шукати набір з 4 штук, але краще придбати повний. Один залишиться в якості запасного, або його можна використовувати, щоб обладнати додатковий екструдер, щоб друкувати допоміжні елементи деталей або ж щоб робити вироби двоколірними.
Механічні частини
Для складання 3D-принтера своїми руками обов’язково знадобиться комплект підшипників, муфт і ременів. Вартість одного набору 769 рублів. Купувати що-небудь додаткової або запасні частини не має сенсу. Тут є все необхідне для складання.
Механічні обмежувачі. Детальки досить маленькі, проте дуже важливі, так як без них експлуатувати пристрій не вийде. Ціна за 1 штуку 23 рубля. Для успішної складання знадобиться всього 3 примірники. Однак варто купити чотири, щоб один був запасним, на всякий випадок.
Дисплей з вбудованим картрідером. Щоб зібрати 3D-принтер своїми руками ця річ є необов’язковою. Однак це лише в тому випадку, якщо все обладнання буде підключено до комп’ютера і друк моделей буде проводитися з нього.
Хоча, як показує практика, купувати такий дисплей краще в будь-якому випадку. У нього ззаду є картрідер, в який вставляється SD-карта з моделями для друку. По-перше, це допоможе зробити його більш мобільним, його можна буде перенести в будь-яку кімнату. По-друге, друк не перерветься, якщо, наприклад, посеред роботи комп’ютер вимкнеться або зависне. Також можливість роботи з обладнанням залишиться, навіть якщо ПК вийде з ладу.
Звичайно ж, знадобиться блок живлення. Брати потрібно на 12 Ст. Він буде дещо більше за габаритами, але без проблем встановиться всередину корпусу. А його потужності буде навіть з запасом. Коштує він приблизно 1 493 рубля.
Знадобиться і гарячий стіл. Ціна на цю деталь – 448 рублів. Тут варто зазначити, що гарячий стіл для 3D-принтера, своїми руками виготовляється, потрібен тільки при друці ABS-пластиком. Якщо використовується PLA або будь-який інший вид, який не дає усадки при охолодженні, то нагрівати платформу зовсім не обов’язково. Сам стіл обов’язковий, так як на нього буде укладатися скло.
Внутрішні деталі та охолодження
Знадобляться кнопки і клеми на 220 В. Вартість компонентів за 99 рублів за штуку.
Важлива частина при складанні 3D-принтера своїми руками – екструдер. Для цього пристрою найкраще використовувати директ-екструдер. Іншими словами, цей елемент буде виступати в якості механізму, який подає пластик. Він буде перебувати безпосередньо під нагрівальним елементом. Брати найкраще саме директ-модель, так як вона дозволить працювати з усіма видами пластику без будь-яких проблем. У комплекті є все необхідне для монтажу. Вартість пристосування 2 795 рублів.
При роботі з PLA та іншими типами, повільно затвердевающих видів пластику, потрібно кулер для обдування деталі. Коштує він всього 124 рубля. При складанні великого 3D-принтера своїми руками знадобиться ще й великий кулер для обдування драйверів. Він є необхідним, так як він значно зменшить кількість, видаваного шуму, принтером.
Ще одним важливим елементом стане сопло. Коштує вона всього за 17 рублів за штуку, тому краще брати кілька штук відразу. Крім того, замінити їх, коли вони накопичують набагато простіше, ніж почистити. Тут важливо зауважити, що діаметр сопла впливає на швидкість і якість 3D-моделі. Чим більше діаметр, тим помітніше шари, але швидше друк і, навпаки, чим менше діаметр, тим краще якість, але знижується швидкість. Достатнього діаметру для хорошої якості буде 0,3 мм.
Також знадобиться і свердло для чищення. Однак такі тонкі розхідники досить часто ламаються, тому потрібно бути акуратним.
Потрібно придбати невеликий комплект пружин для столу. У наборі 5 штук, а для столу знадобиться всього 4. П’ята використовується для обмеження руху осі Х. Вартість 56 рублів за комплект.
Знадобиться придбати два комплекти для регулювання столу, кожен з яких коштує 36 рублів. З цих наборів потрібно лише довгі болти, за допомогою яких буде кріпитися екструдер. Для того щоб підключити крокові двигуни, потрібно комплект проводів – 128 рублів.
Останній елемент – це шматок звичайного скла на стіл. Тут можна на замовлення купити боросилікатне скло, яке відрізняється стійкістю до підвищених температур.
Даний перелік є повним. Маючи всі деталі в наявності, можна зробити 3D-принтер своїми руками так, що якість виготовлених деталей на ньому практично нічим не буде відрізнятися від тих, що виготовляються на заводських моделях. Загальна вартість усіх деталей складе приблизно 20 000 рублів.
Збірка 3D-принтера своїми руками: покрокова інструкція
В якості прикладу збірки буде використовуватися модель Prusa I3 STEEL.
1. Природно, що перший крок – це складання каркаса. Для початку необхідно вставити в сталеву раму бічні косинки. В якості фіксуючих елементів використовуються болти М3х12. Тут варто зазначити, що на корпусі є отвір під кнопку управління. Після складання вона повинна знаходитися у верхній частині праворуч (якщо дивитися на раму спереду).
2. Далі здійснюється складання задній панелі з кронштейном для двигуна. Тут також є невеликий нюанс. Різьбові заклепки для фіксуючих елементів повинні бути звернені всередину рами. Для початку необхідно вставити дві деталі, що використовуються для кріплення двигуна, в пази по центру. В якості фіксації також використовуються болти М3х12. Між кріпленнями вставляється пластикова проставка.
3. Після того, як задня панель буде зібрана, її можна кріпити на основну раму. Кріпимо все тими ж болтами. Перш ніж перейти до монтажу передньої стінки, варто встановити ребра жорсткості.
4. Далі йде монтаж передній панелі. Різьбове з’єднання також має бути звернена всередину рами. Під час складання слід використовувати болти М3х12 і один М3х35. Також використовується підшипник моделі 608zz, який дистанціюється шайбами М8. Сюди ж вставляється болт М8х25, який фіксується за допомогою колпачковой гайки.
5. Після цього кріпиться натягувач до передньої стінки рами. Готова конструкція фіксується на корпусі за допомогою болтів.
6. Наступний крок – це складання каретки для нагрівальної форми. Для монтажу необхідно встановити підшипник моделі LM8uu в пази. Фіксуються вони за допомогою притискних пластин. Вони, в свою чергу, затягуються болтами М3х12. Щоб дотримати такий важливий параметр, як співвісність підшипників, рекомендується спочатку встановити вал, а тільки потім затягувати фіксуючі гвинти. Для того щоб закріпити фіксуючий ремінь потрібно використовувати гвинти М3х20, а також шестигранні стійки. Спочатку вставляються гвинти, а тільки потім монтуються стійки. Далі кріпиться пластина, яка фіксує ремінь і закручуються гайки типу М3.
7. Наступний пункт – це встановлення валів L=395 передню стінку рами. На них одягається каретка для столу і просовується до кінця в задню стінку. Спереду і ззаду фіксуються вали притискними пластинами. Використовуються гвинти типу М3х16. Якщо потрібно дистанціювати притискну пластину, то можна використовувати шайби.
8. Далі потрібно перейти до складання правою каретки для осі Х. Для складання інструкції 3D-принтера своїми руками, потрібно зробити наступне. Використовуються гвинти М3х12. Потрібно встановити підшипники LM8uu в пази. Фіксуються вони за допомогою пластикових стяжок, по 2 штуки на кожну деталь. Для фіксації такої моделі підшипника, як 608zz, потрібно використовувати болт М8х25 і гайку колпачкового типу.
9. Ліва каретка для цієї ж осі, як і каретка для екструдера збирається таким же чином. Тут варто звернути увагу, що підшипники у каретки екструдера повинні бути звернені всередину, а не назовні, як у кареток для осі Х.
Рекомендації до складання
Повна інструкція набагато більше, однак це основа, яку дуже важливо правильно зібрати. Також дуже важливо відзначити, що є деякі доповнення, які були вивчені методом проб і помилок попередніх майстрів.
По-перше, 3D-принтер, зібраний своїми руками, не вимагає використання підшипників типу 625z для кріплення торцевих опор. Тому їх не варто і замовляти. Ходові гвинти краще всього залишити в “вільному плаванні”. Це допоможе позбутися такого дефекту, який називається вобблингом. Далі при здійсненні складання кареток в зображеннях часто використовується чорна сталева проставка. Однак у комплекті самої рами такої деталі зазвичай немає. Замість них йдуть пластикові втулки, які і потрібно використовувати.
Ще один важливий момент, який стосується кріплення кінцевика для осі Y. Монтувати його потрібно не до задньої стінки, а до передньої. Якщо зробити не так, то всі моделі будуть друкуватися дзеркальним чином. Виправити це в прошивці самого принтера не вийде. Для того щоб здійснити перенесення потрібно перепаяти клему на задню частину плати.
В інструкції для складання представлений не той вид екструдера, який купувався раніше за планом. Однак суть його кріплення залишається такою ж. Єдина різниця в тому, що використовувати для цього доведеться довгі болти, які потрібно взяти з набору для кріплення столу. У наборі з рамою немає настільки довгих болтів, які потрібно використовувати.
Що стосується правильно складання електроніки. При з’єднанні частин RAMPS і Arduino є важлива деталь, про яку рідко пишуть в інструкціях, але вона дуже важлива, щоб підтримувати безперебійну роботу принтера в майбутньому.Для цього ардуїнов треба відв’язати від харчування, яке на неї спочатку подається з плати RAMPS. Робиться це дуже просто. З плати выпаивается або відрізається діод, який відповідає за цю функцію.
До входу живлення потрібно припаяти регулятор напруги, який виставляється на 5 Ст. Закріпити регулятор можна там, де зручніше за все людині, який збирає прилад. В деяких посібниках по збірці 3D-принтера своїми руками нитка може виступати, як потрібний елемент для з’єднання чого-небудь.
Використання приладу
Потрібно розуміти, що вірною збірки не вистачить для того, щоб успішно експлуатувати досить складний механізм принтера. Потрібно провести підготовчі роботи. Необхідно мати офіційну прошивку від 3D–diy.
Процес заливки програми здійснюється за допомогою IDE Arduino 1.0.6. Після цього на дисплеї самого принтера потрібно натиснути на кнопку Auto Home. Потім потрібно переконати в тому, що кінцевики були підключені вірно, і в те, що дотримана вірна полярність для шаговиков. Якщо руху буде направлено в протилежну від потрібної бік, то потрібно просто перевернути клему, яка розташовується біля мотора, на 180 градусів. Якщо після включення принтера буде чутний неприємний свист, то, швидше за все, це шаговики. Щоб позбутися цього писку, потрібно підкрутити підстроювальні резистори на них.
Рекомендується починати друк моделей з PLA-пластика. Він відрізняється тим, що не “вередує” під час роботи, а також він відмінно клеїться до синього скотчу, що продається в будівельних магазинах.
Чому використовувалася база саме моделі Prusa I3:
- В якості матеріалу для друку можна використовувати будь-який вид пластику або гнучкого прута.
- Модель вважається найбільш простий у своїй збірці, обслуговуванні і ремонті.
- Відрізняється досить високою надійністю серед інших виробів.
- Вважається дуже поширеною моделлю, а це означає, що знайти інформація по якому-небудь питанню, що стосується пристрою, не складе труднощів.
- Є можливість поліпшення. Можна встановлювати або два екструдера, або один, але з подвійною головкою.
- Дана модель вважається найбільш доступною по своїй вартості.
Моделі з DvD і з H-bot системою
Якщо збирається 3D-принтер з DVD своїми руками, то потрібно розуміти принцип його роботи. Найчастіше на базі таких приладів виготовляють пристрій RAP Print. У такому разі цифрові моделі 3D-об’єктів, які будуть друкуватися, завантажуються в програмне забезпечення приладу. Далі буде використовуватися оптична система від CD або DVD-приводу. Пересувається він за двох горизонтальних осях Х та Y. Однак тут важливо буде змінити лазерний діод, який встановлений в таких приводах, на ультрафіолетовий діод. Його вартість лише 20 рублів.
Що стосується 3D-принтера з H-bot своїми руками, то тут потрібно розуміти, що це таке. H-bot – це кінематика для 3D-принтера.
Найкраще збирати саморобну модель на базі вже готових, як це було Prusa i3. Однак тут, природно, доведеться використовувати вже іншу модель в якості вихідної. Підійде приклад складання принтера “Ультимейкера” або “Сігнум”. Корпус збирається з листових матеріалів. Далі потрібно зайнятися виготовленням осей Х і Y. У деяких інструкціях пишеться, що для цього краще всього використовувати алюмінієві куточки. Однак якщо відповідного матеріалу не виявиться під рукою або буде неможливо купити, то можна замінити алюміній на фанеру товщиною 4 мм.
Висновок
Таким чином, на сьогоднішній день тема: “Робимо 3D-принтер своїми руками”, яка не так давно піднімалася вкрай рідко, зараз не просто значно затребувана. Майстри навчилися виготовляти такі прилади самостійно. Основними перевагами домашніх моделей стало те, що вони коштують у кілька разів дешевше, ніж готові заводські. Крім того, якість надрукованих моделей в деяких випадках нічим не поступається, а може бути і краще, ніж у заводських пристосувань. Частіше всього це помітно, якщо порівнювати дешеві китайські пристрої з саморобними. Так що сподіваємося, що тепер кожен бажаючий зможе зібрати у разі необхідності 3D-принтер своїми руками. А покрокова інструкція, представлена в огляді, допоможе у цьому.
