Duża w każdym rodzaju – drukarka 3D

Witam,Chciałbym przedstawić wam moją drukarkę 3D z założenia wielofunkcyjną np. jeszcze do frezowania

Układ pracy:

Układ jaki wybrałem to zwykły kartezjański-XYZ, ponieważ mam frezarkę w tym układzie. Czasami nachodzą mnie myśli, że mogłem wybrać inny układ pracy np. coreXY, ale może i kiedyś pojawi się drukarka i w tym układzie.

Elementy użyte do wykonania tej drukarki:

– płaskowniki: 6x60mm, 10x60mm – zewnętrzne krawędzie drukarki,

– kątownik  80x80x8mm – kolumny

– wałki fi12 – prowadnicę

– g10 – obudowę lcd

– śruby trapezowe – oś Z

– foreks – zabudowa elektroniki

– pasek gt2 – oś X, Y

– łożyska itp.

– śruby 3mm, 5mm – głównie typ „imbus”

– ramps 1.4

– arduino mega klon

– panek kontrolny 12864 lcd

– silniki krokowe używane 4 szt. – na osie X Y Z

– silnik krokowy nema17 – do ektrudera

– ekstruder

– krańcówki 3 szt.

– sterowniki a4988 4szt.

– stół grzewczy MK2B

– zasilacz 12v 20A

– sprzęgła aluminiowe

– głowica z grzałką (aktualnie dysza 0,4mm)

– termistory, wtyczki, przewody, pcv, peszel
wentylatory itp. Drobne mniej znaczące elementy

Do konstrukcji drukarki zostało w 95% użyte aluminium
Myślę, że wypisałem wszystkie użyte elementy wymnieniłem

Parametry i liczby:

– waga ok. 10kg

– wymiary 800mx800x700mm

– prędkości maksymalne – druk na “obwodzie drukarki” – 45mm/s, wypełnienie 60mm/s
(myślę, że da radę jeszcze trochę więcej wycisnąć zachowując dokładność 

– pole robocze 200x200x500mm, lecz można je zwiększyć do 500x450x500mm wystarczy tylko wymienić płytę stołu
(aktualnie brak potrzeby robić większy stół grzewczy, wiec zostaje narazie ten)

– podgrzewany stół =<120 C

– głowica =< 260 C

– minimalna grubość warstwy 0,4mm

– dokładność (na kwadracie 0,05mm, okrąg 0,1mm)

– filament na średnice 1,75mm

– oprogramowanie sterujące Repetier

– pobór prądu na wyjściu zasilacza podczas druku bez grzania stołu i hot end na 200 C ok. 5A

Wykonanie:

• Głowica, ekstuder, karetka osi X
  Głowica byłą kupiona jako gotowa. Wykonana jest z aluminium i owinięta kaptonem. Znajduję się w niej grzałka, termistor, dysza, oraz wyjście radiatora. 
  Radiator jest wykonany z wałka aluminiowego fi8, zostały w nim wytoczone żebrowanie oraz została zakupiona dedykowana obudowa z radiatorem.
  Ekstruder jest wykonany z odlewu aluminium. Zwykły najtańszy “od chińczyka”, za podawanie filamentu odpowiada silnik (także chiński nema17).
  Zostało także wydrukowane dysze do chłodzenia wydruków na wentylatory 40mm.
  Oś jest napędzana przez pasek gt2 i prowadzona na 2 wałkach fi12 na łożyskach liniowych (tym razem nie chińskich)
  Całość jest zamontowana do płaskownika aluminiowego i prezentuję się następująco: 
   
  Oś X podczas bazowania
  
• Stół i oś Y
  Stół jest wykonany z blachy aluminiowej 4mm, na krawędziach zostały wywiercone i za gwintowanie otwory na śruby m3 mocujące stół MK2B.
  Stół grzewczy jest poziomowany przez odpowiednie wkręcenie śruby na jednej z krawędzi. W śrubkach są sprężyny na ściskanie utrzymujące poziom.
  Oś jest napędzana także paskiem gt2 i opiera się na wałkach fi 12 i łożyskach liniowych.
  Stół od spodu:
   
  Łożyskowanie osi Y:
  
  Mocowanie silnika do osi Y wyfrezowanie na CNC:
  
• Oś Z
  oś jest napędzana przez 2 silniki krokowe połączone szeregowo ze sobą. Napędzają one śruby trapezowe na których zamontowana jest oś X. Do stabilizacji użyto pręta fi12 i łożyska liniowe.
• Mocowanie LCD
  Wyświetlacz i cały panel kontrolny przymocowany jest  za pomocą blachy pod kątem ok 30 stopni. Front jest wyfrezowany z tworzywa g10. Całość znajduję się nad zasilaczem.
  Front lcd podczas frezowania:
  
  Ekran drukarki:
  
•  Przewody są prowadzone w korytku pcv oraz w czarnej siatce.

Czas w jakim powstała drukarka to ponad 1 rok. Byłą tworzona wtedy kiedy była chęć aby coś przy niej pomajsterkować. Od pierwszego wydruku do dziś minęło około 6mc.
Dziś drukarka jest ukończona w 95%. Zostało tylko dopieścić kilka szczegółów takich poprawa prowadzenia przewodów i lepsze trzymanie szpuli z filamentem (aktualnie kawałek wałka z powodu braku dobrego pomysłu) . Tylko rzeczy estetycznę.

• Drukarka w całości

Oprogramowanie:

Oprogramowaniem na jakim drukarka działa to open souce Repetier. Jest bardzo łatwe w konfiguracji przez stronę. (Kod będzie 28.02.2017r.)

Elektronika:

Jako serce drukarki działa klon arduino mega i płytka ramps 1.4 do tego wyświetlacz i czytnikiem kart oraz sterowaniem. Główne silniki krokowe są używane, mają po 200 kroków na obrót i działają z rozdzielczością 1/16kroku. Sterownikami do nich są popularne a4988. Połączenia ograniczają się tylko do utrafienia w rząd goldpinów. Wszystkie elementy elektroniczne drukarki mają na płytce ramps swoje miejsce i są opisane. (brak zdjęć elektroniki ponieważ to tylko pęczek kabli zakryte foreksem w kątowniku od kolumny)
– Schemat: 

Kilka wydruków:

• Koła zębate z ABS’u

• zbliżenie i pokazanie warstw

• także koło zębate tylko pla i inny typ

• już zamontowane dyszę do chłodzenia wydruku

• chwytak

• Dokładność kostki 20x20mm

Podsumowanie
Drukarka jest bardzo masywna i sztywna. Doskonale spisała by się jako frezarka CNC do aluminium. Konieczność bardzo dokładnej kalibracji pokrzyżowało plan urządzenia wielofunkcyjnego. Aktualnie drukarka ma stół tylko 200x200mm ale można to spokojnie powiększyć tylko po co jeżeli jak na druk 3d to duże już wymiary (chyba że ktoś lubi drukować po kilka dni xD ). Drukarka zdziwiła mnie swoją dokładnością. Pewnie niedługo wezmę się za budowę bardziej mobilnej i zoptymalizowanej drukarki w układzie core xy lub podobnym

To jest mój pierwszy w życiu większy artykuł i proszę o wyrozumiałość