Собираем 3D-принтер своими руками

Всем привет!
В каком-то роде это не просто пост о том, как собран самодельный 3D принтер, это скорее инструкция, как повторить, где-что заказать, как прошить, как настроить, итд. В общем от А до Я.

Много фото (229), текста, и пару роликов (4), необходимый перечень деталей via

Пост из 6 частей.

Часть 1. Приобретение всего необходимого.
Часть 2. Корпус и механика.
Часть 3. Электроника.
Часть 4. Подключение электроники..
Часть 5. Прошивка и настройка принтера – Marlin.
Часть 6. 32-битный Ultimaker с тач-дисплеем.

В результате мы получим то, что на фото, полностью собранное и настроенное своими руками.

01

Часть 1. Приобретение всего необходимого.

Этот пост по сборке принтера Ultimaker своими руками. В посте я расскажу про постройку принтера, начиная от заказа запчастей в различных интернет магазинах и Ali, сборки, программирования и т.д.

Статьи будут написаны в стиле IKEA - доступно и понятно для любого желающего!

Стоимость: принтер обойдётся Вам примерно в 25 тысяч рублей - это будет надёжный и качественный аппарат.

Почему DIY?

Я сторонник сборки принтера своими руками, а что будет дальше, каждый решает сам.

Почему самодельный? - Причин несколько:

Разумная стоимость. На данный момент принтер обходится в пределах 25 000 рублей. Есть много китайских принтеров стоимостью от 14 до 25 тысяч рублей. Однако, эти конструкторы требуют еще столько же, для того что бы они начали выдавать то что можно назвать 3d-печатью. Эта стоимость заводских принтеров складывается из: маркетинга, зарплаты, инженерных изысканий и т.д. На пути инженерных изысканий я потратил гораздо больше чем 25 000 рублей. Сейчас же я делюсь своими знаниями и накопленным опытом совершенно бесплатно.
Приобрести 3D принтер это не пол и даже не треть дела, нужно еще научиться им пользоваться! Так вот опыт сборки и настройки дает ощутимый шаг в освоении 3D печати.
Как владелец и пользователь двух принтеров Ultimaker 2 и самодельного Ultimaker, могу точно заявить, скорость и качество печати у них не отличаются. Они оба прекрасно печатают, при этом экструдер и печатаная голова у Ultimaker 2 более капризная.
Цикл поста будет своего рода иллюстрированной инструкцией по сборке и настройке своего личного персонального 3D-принтера. Буду стараться максимально подробно освещаться весь процесс и вести диалог с вами в комментариях.

В качестве принтера для строительства был выбран и взят за основу Ultimaker:

Он достаточно прост - в сборке.
Он надежен - как автомат Калашникова.
Все его чертежи лежат в открытом доступе.
Он, пожалуй, самый распространенный в мире.
Инженерные изыскания над ним веду я и другие пользователей по всему миру. Почти все, что есть в этом принтере, собрано из разных мест и доступно в открытом виде.Философский вопрос относительно диаметра прутка может быть 3 мм или 1,75мм – каждый решает сам что ему использовать, выскажу только свое мнение по поводу плюсов и минусов.

3 мм – Плюсы:

Проще получить пруток более со стабильным качеством, в том числе и в домашних условиях.
Лучший для Bowden (боуден) экструдера.
Как правильно в принтерах с прутком 3 мм можно использовать пруток 1,75 мм.
Перехлесты и зажёвывания в катушках встречаются реже, чем 1,75.

3 мм – Минусы:

Мало производителей на данный момент его выпускают.
Мало различных видов пластика.

1.75 мм – Плюсы:

Очень много разных видов пластика.
Гораздо больше производителей.
Прекрасен для директ экструдера.

1,75 мм – Минусы:

Не очень хорошо себя зарекомендовал для боуден экструдера (некоторые специалисты возразят, но на это могу ответить только одно – попробуйте, а потом обсудим).

На данный момент я на 1,75 мм, но исключительно из за того что скопились большие запасы пластика. Планирую в ближайшее время перейти на 3 мм, если кому нужен пластик 1,75 мм - меняю на 3 мм.

Итак, поехали!
02

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:34

Что необходимо закупить:

1. Корпус на выбор из любого листового материала толщиной 6 мм (фанера, МДФ, акрил, монолитный поликарбонат и т.д.).
Цена за фанерный примерно – 1200-2000 рублей.
Если кто-то сомневается в фанерном корпусе, то доказательство на фото, ниже:
2. Основа стола из аллюминия – ценник разный от 700 рублей. Можно из фанеры, но мне не нравится, чертежи такого стола есть, необходимо вместо LMK12LUU использовать LM12LUU и делать переходник или искать другую гайку для трапецеидального Винта.
3. Стекло для стола заказать можно в обычной стекольной мастерской – 4мм – 100-120 рублей, чертеж ниже.
4. LM6LUU (шарикоподшипник) - 2шт - 325 рублей.
5. LMK12LUU (линейный подшипник) - 2 шт - 680 рублей.
6. Подшипники F688 - 8 шт - 217 рублей за 10 шт.
7. Валы 6 мм- длинной 300,5 и 320 мм по 1 шт, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 550 рублей.
8. Валы 8 мм - 2 шт 348 мм, 2 шт 337 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 1 300 рублей.
9. Валы 12 мм - 2 шт по 339 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 911 рублей.
10. Пневмофитинг - 1 шт 32 рубля для 1,75 или 3 мм.
11. Энкодер или потенциометр - 1 шт - 40 рублей.
12. Двойная шпуля 20 зубов на вал 8 мм - 134 рубля.
13. HeatBed (нагревательный элемент для стола) - 1 шт - 440 рублей.
14. Двигатели - необходимо 4 шт (продаются по 5 штук за 3600 рублей). Трапециидальный винт - 480 рублей. Муфта - 270 рублей за 5 шт, ее можно и напечатать.
15. Медные втулки с графитовыми вставками, каретки, ремни длинные и короткие и пружины для ремней - 1 комплект - продаётся комплектом за 1225 рублей (каретки можно напечатать, ремень использовать обычный GT2 без пружин, получится небольшая экономия).
16. Подающая шестерня - 1 шт - 217 рублей.
17. Блок питания - 1 шт - 1 800 рублей.
18. HotEnd e3d v6 + Volcano в подарок - 765 рублей для 1,75 или 3 мм и Термобарьер – 1 шт 44 рубля (термобарьер не обязательно).
19. Кулер охлаждения детали - 2 шт - 136 рублей.
20. Концевики с длинной лапкой - 3 шт - 404 рубля за 10 шт.
21. Шпули GT2 20 зубов под вал 8 мм - 8 шт - 340 рублей.
22. Шпули GT2 20 зубов под вал 5 мм - 2 шт - 90 рублей.
23. Кардридер - 1 шт - 178 рублей
24. Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + A4988 (4 шт) - 1 комплект - 1 150 рублей.
25. Экран 12864 - 1 шт -525 рублей.
26. Пружина пальца передних колодок ВАЗ - 4 шт - 100 рублей.
27. Разъемы DuPont
28. Демпфер - 1-2 шт. (не обязательно) 230 рублей за 1 шт.
29. Выключательдля подсветки - 1 шт (не обязательно). - 100 рублей за 5 шт.
30. Разъем для кабеля с предохранителем и выключателем - 1 шт - 86 рублей (не обязательно).
31. Оплетка для кабеля - 3 метра 8 мм - 300 рублей (не обязательно).
32. Радиаторы для драйверов - 4 шт (не обязательно) - 10 шт 290 рублей.
33. Транзистор - 1 шт - 246 рублей 5 шт. и Радиатор для транзистора - 1 шт - 53 рубля 3 шт (не обязательно).
Вместо замены транзистора на RAMPS можно использовать автомобильное или твердотельное реле. С твердотельным реле у меня и у Ильи были проблемы, оно просто расплавилось.
34. Прижимы для стекла - 4 шт - 107 рублей (можно заменить на канцелярские зажимы).
35. Гайки для регулировки стола - 3 шт -100 рублей (можно заменить на гайки М3).
36. Кулер охлаждения платы - 1шт -280 рублей (можно заменить на кулер от системного блока).
37. Светодиодная лента - 1 метр - 210 рублей за 5 метров (не обязательно).
38. Провода гибкие многожильные сечением не менее 0,22 мм порядка 15 метров. Использую так называемые домофонные провода.
39. Провода гибкие многожильные сечением 2.5 мм примерно 2 метра.
40. Термоусадка под эти провода.
41. Крепеж и провода, если у вас в городе есть проблемы с крепежом, то обращаемся туда же куда и за остальным:
41.1. Винт M2.5x20 6 шт.
41.2. Винт M3x10 30 шт.
41.3. Винт M3x12 30 шт.
41.4. Винт M3x14 15 шт.
41.5. Винт M3x16 85 шт.
41.6. Винт M3x20 20 шт.
41.7. Винт M3x25 20 шт.
41.8. Винт M3x30 21 шт.
41.9. Винт M3x4 2 шт.
41.10. Винт M3X5 10 шт.
41.11. Винт M3X6 10 шт.
41.12. Винт M3X45 2 шт.
41.13. Винт M3x8 10 шт.
41.14. Гайка M2,5 6 шт.
41.15. Гайка M3 130 шт.
41.16. Гайка самоконтрящаяся M3 35 шт.
41.17. Шайба M2,5 6 шт.
41.18. Шайба кузовная или широкая M3 17 шт.
42. Термоклей – 1 шт – 80 рублей (не обязательно, последнее время радиаторы идут самоклеящиеся или можно использовать термопасту)
43. Термистор (датчик температуры) стола – 1 шт 59 рублей, стоит взять с запасом, рвутся, ломаются, врут.
44. Подшипник 623ZZ – 1 шт - 80 рублей за 10 шт.
45. Ножка мебельная – 1шт – 86 рублей (аналогов очень много) или держатель для катушки, ее можно и напечатать.
46. Пластиковые детали (рекомендую печатать все из ABS со 100% заполнением), если у Вас нет возможности распечатать, то можно заказать
46.1. Шайба 8,5*10,5*5 – 2 шт.
46.2. Шайба 8,5*10,5*10 – 5 шт.
46.3. Шайба 8,5*10,5*25 – 1 шт.
46.4. Экструдер часть 1 – 1шт.
46.5. Экструдер часть 2 – 1 шт.
46.6. Экструдер часть 3 – 1 шт. или такой вариант - 1 шт.
46.7. Крепление E3D 1 часть – 1шт.
46.8. Крепление E3D 2 часть – 1 шт.
46.9. Обдув детали – 1 шт.
47. Инструмент:
47.1. Отвертки под винты.
47.2. Пассатижи.
47.3. Паяльник и припой.
47.4. Мультиметр.
47.5. Наждачная бумага.
47.6. Масло (предпочитаю использовать силиконовое).
47.7. Стяжки.
47.8. Нож модельный или канцелярский.
47.9. Изолента.
47.10. Желательно иметь обжимку для разъемов Dupont, но можно справится и пассатижами, а так же я люблю использовать обжимку для НШВИ, и соответственно НШВИ под размер проводов.
47.11. Клей-карандаш, я предпочитаю фирмы UHU или 3M Skotch, еще рекомендуют Каляка-Маляка.
03

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:35

чертеж стекла для стола
04

И так вот мой сформированный заказ на Ali:
Так как картинка почти 2Мб, то выкладываю ссылкой

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:36

Часть 2. Корпус и механика.

Итак мы приобрели все необходимое для сборки принтера и выглядит это примерно вот так:
05

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:36

Сборка 3D-принтера. Корпус и механика.

1. Пайка концевых выключателей осей X и Y.

Нам потребуется:
- два микровыключателя, один можно с обычной ногой, второй обязательно с длинной.
- провода сечением не менее 0,22 кв.мм. - 4 штуки по 1 метру (я использовал кабель 2*0,22 кв.мм. (в магазинах называется сигнальный или домофонный кабель).
- паяльник (припой, олово)
06

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:37

Припаиваем провода к микровыключателям. Я рекомендую использовать контакты C и NC на микровыключателях! Иначе это называется нормально закрытый контакт, т.е. в состоянии покоя цепь замкнута, в состоянии нажатия цепь размывается.
07

В некоторых случаях контакты подписаны цифрами, тогда это будет 1 и 2.
Необходимо это для дополнительной проверки работоспособности принтера, т.е. если с концевыми выключтелями что-то не в порядке, то печатная голова не пойдет в положение HOME.
08

2. Установка концевых выключателей осей X и Y на корпус.

Нам потребуется:
- Концевые выключатели с припаянными проводами - 2 шт.
- Панель корпуса левая.
- Панель корпуса верхняя.
- винт M2.5*16 - 4 шт.
- гайка M2.5 - 4 шт.

ВАЖНО! В случае если вы используете микровыключатели с разной длинной лапок, то по оси X устанавливается микровыключатель с длинной лапкой, на ось Y можно с обычной лапкой.

ВАЖНО! Не затягиваем микровыключатели сильно, они очень хрупкие, как правило хватает затяжки руками.
09

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:38

Устанавливаем микровыключатели как на фото:
Ось X:
10

Ось Y:
11

3. Сборка корпуса.

Нам потребуется:
- Панель корпуса левая, с установленным микровыключателем.
- Панель корпуса правая.
- Панель корпуса верхняя, с установленным микровыключателем.
- Панель корпуса нижняя.
- Панель корпуса передняя.
- Панель корпуса задняя.
- Две маленьких детали для крепления энкодера.
- Винты M3*16 - 40 шт.
- Гайки M3 - 40 шт.
- Энкодер - 1 шт.
12

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:42

Последовательность сборки:
- Заднюю панель кладем на стол ножками к себе, овальным отверстием под двигатель вправо.
- устанавливаем верхнюю панель мировыключателем внутрь корпуса слева.
13

- устанавливаем нижнюю панель маленьким прямоугольным отверстием вниз и справа.
14

- устанавливаем переднюю панель ножками к себе круглым отверстием справа.
15

- поворачиваем принтер на левый бок.
- устанавливаем правую панель ножками к себе, круглым отверстием сверху, которое ближе к краю, влево.
- переворачиваем принтер на правый бок.
- устанавливаем левую панель, ножками к себе, микровыключателем внутрь, влево.
16

- переворачиваем принтер на верхнюю панель.
- Собираем и устанавливаем панели для энкодера, как на фото.
17

Готовый корпус
18

Готовый корпус
19

- Скрепляем всю это конструкцию 40 винтами M3*16 и гайками.
20

Вкручиваем энкодер.

!!!ВАЖНО!!! вкручивать аккуратно, лучше если туго идет рассверлить отверстие, т.к. плата от энкодера отрывается очень легко.
21
===

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:41

Вкручиваем энкодер.
22

4. Установка выключателя подсветки.

Нам потребуется:
- Корпус принтера.
- выключатель.
23

Это сообщение отредактировал boxee - 25.04.2017 - 21:42

Устанавливаем выключатель в корпус до упора.
24