3Д-принтер своими руками – стоит ли игра свеч?

Написал: Administrator

Теги: 3d печать

Administrator

Источник: http://3dpr.ru/3d-printer-svoimi-rukami-stoit-li-igra-svech

Желание обладать агрегатом, способным изготавливать объемные прототипы для собственных нужд периодически посещает каждого третьего члена современного интернет сообщества. Беглый мониторинг ценовых предложений производителей означенных устройств наталкивает на мысль о недоступности 3D-принтера рядовому отечественному пользователю.

Статистические опросы, проведенные на тематических сайтах, определяют максимально допустимую сумму, которую российский потребитель готов потратить на установку для трехмерного прототипирования в тридцать семь тысяч рублей. Тогда как средняя цена бытового 3D-принтера варьируется в районе отметки 2500 единиц американской валюты. На возникший вопрос «как сэкономить» ответ нашли, что удивительно, британские студенты (проблема нехватки денег беспокоит не только россиян), собрав первый «самопальный» прототипирующий станок в 2003 году. Этот проект, несколько видоизменившись, положил начало целому конструкторскому направлению, получившему название RepRap.

3d-принтер своими руками

REPRAP - история самовоспроизведения

Если разложить означенное английское сокращение на составляющие, то получиться фраза на одноименном языке обозначающая устройство способное воспроизвести само себя (Replicating Rapid Prototyper). Идея саморепликации впервые зародилась на страницах блога доктора технических наук Андриана Боуера (Andrian Bowyer), читавшего курс машиностроения студентам в британском Университете Бата (University of Bath). Он превратил банальное желание сделать 3D-принтер своими руками в глобальную цель – обеспечить каждый дом на планете Земля универсальным устройством воспроизведения предметов быта, посредствам печати новых агрегатов (или их комплектующих) на установках предыдущего поколения.

Даже спустя семь лет 3D-принтер еще не способен создать полную копию самого себя, однако доля реплицированных деталей растет ежегодно. Команда Боуера начинала с трехмерного моделирования шестерней и элементов кинематики агрегата, а их последователи в 2008 уже смогли распечатать плату с электронными компонентами и токопроводящюю электрическую цепь. Перспектива проекта Боуера безгранична, а количество RepRap принтеров продолжает расти в геометрической прогрессии.

Необходимый набор компонентов

Проекты «самопальных» 3D-принтеров столь же вариативны, как и модельный ряд их промышленных коллег. Однако есть определенный минимум комплектующих деталей, которым должен обладать каждый «девайс», чтобы исправно выполнять свою основную функцию – создавать трехмерные объекты. Итак, чтобы собрать 3D-принтер своими руками необходимо:

  • металлические направляющие (шпильки или стержни), формирующие жесткий остов конструкции;
  • пластиковые шестерни (шевронные передачи), осуществляющие передачу момента от электрических приводов подвижной траверсе;
  • пластина рабочего стола, на котором происходит формирование объекта, с подогревающим элементом, поддерживающим необходимую температуру поверхности и контрольной термопарой;
  • шаговые двигатели, перемещающие печатающую «головку» в пространстве;
  • экструдер с термодатчиком превращающий твердый расходный материал в жидкий расплав;
  • печатная плата электроники с цифровым микроконтроллером для управления приводам и контроля положения каретки в пространстве;
  • концевые выключатели, ограничивающие область печати 3D-принтера по основным осям.

Часть компонентов из перечисленного выше списка можно создать самостоятельно (шестерни, шпильки, рабочий стол, плату электроники), благо чертежи и схемы исходников отыскиваются в недрах всемирной «паутины» без труда. Другие детали – шаговые электромоторы, экструдер, концевые выключатели, микроконтроллер придется докупать.

Видео с процессом сборки 3Д-принтера:

Взаимодействие ключевых компонентов

Каждый типовой самодельный 3D-принтер снабжен подробной инструкцией по сборке и полным списком всех частей и материалов с указанием типа и количества, однако даже разработчики порой ошибаются. Кроме того, в процессе эксплуатации, у пользователей часто возникает потребность модернизировать уже готовый RepRap агрегат с целью повышения качества печати. Поэтому, понимать алгоритм взаимодействие элементов установки между собой очень важно.

Модель будущего предмета создается посредствам специализированного программного обеспечения, и сохраняется в CAD-файл. Далее полученный образ детали необходимо преобразовать в последовательность простых команд (G-код), которыми способен оперировать микроконтроллер, ретранслируя их на шаговые двигатели системы. Отвечает за трансформацию файла софт называемый «Slic3r».

Созданный алгоритм управления не статичен, он может легко корректироваться самим контроллером в зависимости от данных снимаемых с двух термодатчиков принтера. Первый контролирует температуру рабочей площадки устройства, второй – величину нагрева экструдированного пластика.

Точность позиционирования «каретки» самодельного 3D-принтера в пространстве обеспечивает не только управляющее воздействие от микроконтроллера, но и число шагов выполняемых электроприводом за поворот шпинделя на 360 градусов. Например, для вертикальной оси один полный оборот мотора соответствует перемещению экструдера на один миллиметр. Если разработчик использует в конструкции принтера двухсотшаговые двигатели, то минимально возможный ход «головки» составит пять микрометров, если четырехсотшаговые, то два с половиной.

Загруженная в «оперативку» 3D-принтера последовательность G-команд постепенно «скармливается» контроллеру. Электроника управляет двигателями, перемещающими экструдер, и регулирует степень дозирования выделяемого расплава в зависимости от показаний внешних термодатчиков. Результатом подобного не хитрого взаимодействия становится готовый трехмерный объект.

Обратные ссылки(0)

Обратные ссылки для данной записи

Комментарии (0)

RSS канал комментариев

Написать комментарий

Вы должны зарегистироваться или авторизоваться, чтобы добавлять комментарии.

busy