Drukarka 3D RepRap.

Cześć,

chciałbym Wam zademonstrować wykonane przeze mnie urządzenie. Przy okazji pokażę Wam jak w łatwy sposób skonfigurować cały układ elektroniczny do obsługi drukarki 3D. Od dawna marzyło mi się takie urządzenie, chociażby do drukowania różnego rodzaju obudów do zaprojektowanych przeze mnie układów jak i samych paneli do nich z dedykowanym miejscem pod wyświetlacz, przyciski i inne złącza. Oczywiście zastosowanie drukarki jest znacznie szersze do czego nie musze chyba nikogo przekonywać :)

Układ sterujący drukarki 3D składa się z:

–Układ Arduino Mega2560

–Sterownik drukarki 3D Ramps 1.4

–Sterowniki silników krokowych

W moim przypadku są to DRV8825, gdyż mogą wytrzymać większy prąd, co przy zastosowanych przeze mnie silnikach było bardzo istotne.

–Wyświetlacz graficzny

Projekt urządzenia

Projekt drukarki powstał w programie Autodesk Inventor. Poniżej przedstawiam finalny efekt pracy.

Chciałbym teraz napisać kilka słów o projekcie. Stelaż drukarki został wykonany z profili aluminiowych 30x60mm, które gwarantują wystarczającą sztywność i stabilność urządzenia. Było to dla mnie kluczowe, gdyż przy szybkich przejazdach wózka osi X, oraz stołu (oś Y) drukarka mogłaby wchodzić w wibracje, co skutkowałoby pogorszeniem się jakości wydruków.

W moim urządzeniu nie znajdziemy żadnej części plastikowej (co właściwie jest cechą drukarek RepRap). Postanowiłem zastąpić je elementami wycinanymi z aluminium, które jak wiadomo będą bardziej trwałe i nie będzie problemów z pękaniem plastikowych części w newralgicznych miejscach drukarki.

Postanowiłem zrezygnować z prowadnic liniowym na rzecz prowadnic szynowych typu Hiwin i Igus Drylin. Niestety takie rozwiązanie wygenerowało dość spore koszta, ale za to efekt końcowy był tego warty. Tego typu prowadnice pracują bardzo lekko, praktycznie nie posiadają luzów, co przy drukarce 3D jest niezwykle ważne.

W osi Z zostały zastosowane pręty trapezowe, dodatkowo łożyskowane od dołu. Ewentualna krzywizna śrub oddawana jest u góry w postaci bicia, dzięki czemu nie wpływa to na jakość wydruków.

Postanowiłem również zastosować bardzo dobrej jakości głowicę e3d v6, która nie posiada żadnych teflonowych elementów w środku, dzięki czemu można ją podgrzewać do 260 stopni. Ekstruder (podajnik filamentu) to full aluminiowy goliat.

Stół grzewczy to gotowa płyta mk2b pozwalająca na podgrzanie szyby (znajdującej się na nim) do 120 stopni. Od spodu zamontowany jest korek i sklejka, które izolują ciepło.

Mała fotorelacja z budowy

Dolny stelaż ramy:

Zamontowane dolne prowadnice (od stołu). Wykorzystano dwie prowadnice, odsunięte od siebie na odległość 10cm, tak, aby wyeliminować możliwość występowania luzów. Dodatkowo każde z łożysk ma możliwość regulacji nacisku na prowadnicę.

Następnie zamontowałem pionowe elementy konstrukcji. Należało zwrócić szczególną uwagę na zachowanie wszystkich wymiarów, odległości, kątów.

Zamontowany wewnętrzny stół, mocowanie silnika, łożyska oraz pasek.

Każda z części elektronicznych i elektrycznych otrzymała swoje mocowanie :) Tutaj przykładowe do zasilacza:

Równolegle powstawała oś, po której będzie poruszał się wózek. Na zdjęciu widać już zamontowaną prowadnicę Hiwin, mocowanie silnika (do ekstrudera), nakrętki trapezowe z tworzywa, łożyska liniowe przedłużane z kołnierzem oraz czujnik krańcowy, który pozwala na określenie pozycji minimalnej w osi X. Taki czujnik znajduję się w każdej z osi. W moim przypadku został zamontowany w pozycjach minimalnych.

Ok, nie będę Was już zanudzał milionem zdjęć, dlatego pokażę od razu “prawie” efekt końcowy. Do końca pracy pozostało umieszczenie śrub trapezowych, zamontowanie łożysk u ich podstawy, stołu grzewczego oraz uporządkowanie przewodów, które znajdują się w peszlach. Jest ich na prawdę sporo :) Po 8 od każdego z 5 silników, po 3 od każdego z czujników krańcowych. Dodatkowo przewody od termistora stołu i głowicy, wentylatorów, zasilania itd.

No i efekt finalny pracy. Złożenie całości zajęło mi około tygodnia :)

Konfiguracja układu elektronicznego

Wbrew pozorom skonfigurowanie układu elektronicznego drukarki 3D jest bardzo proste. Mamy do wyboru dwa oprogramowania: Marlin i Repetier. Sam zdecydowałem się na Repetier Firmware. Wsad do mikrokontrolera jest darmowy i można go pobrać stąd.

Silniki, czujniki krańcowe, głowicę, stół, termistory należy  podpiąć zgodnie ze schematem zamieszczonym poniżej.

Schemat pochodzi ze strony. Możemy tam również znaleźć dodatkowe informacje na temat sterownika i sposobu podłączenia.

W przypadku oprogramowania Repetier Firmware istnieje bardzo prosty konfigurator on-line, w którym ustawiamy wszystkie parametry dotyczące naszej drukarki, w tym: układ, wybrany sterownik, definiujemy ilość kroków dla poszczególnych osi i wszystkie inne parametry wymagane do uruchomienia drukarki. Konfigurator znajdziemy tutaj.

Praca urządzenia

Film nagrywany jest bez żadnych przyspieszeń. Drukarka pracowała z prędkością około 60mm/s.

Przykładowe wydruki

Pierwszy wydruk, jeszcze przed kalibracją :))

I kolejne trochę ładniejsze :D

Mam nadzieję, że artykuł Wam się spodobał. Chętnie odpowiem na wszystkie pytania.

Pozdrawiam

Dorian