Anycubic Kossel Plus - превращение в mechanicus⁠⁠

Тема 3D принтеров интересовала меня давненько - с первых упоминаний про различные самоделки в сети. Но практической пользы для себя я в них не видел. Просто как игрушка он меня не устраивал - хотелось практического применения.

Всё изменилось, когда появились принтеры у товарищей. Стал замечать мысли - а вот был бы принтер, можно было бы напечатать... о! у товарища же есть! надо обратиться... Так мне напечатали первый сток для контроллеров VR шлема, ещё какие-то мелочи... Летом 2018 года я захотел не только распечатать новый сток, но и изменить под себя. А это подразумевало печать нескольких прототипов. Беспокоить друзей так сильно было бы не вежливо и я начал неспешно присматриваться к предложениям наших китайских товарищей.

В конце августа на Али были какие-то сезонные скидки и я приобрёл в оф. магазине производителя Anycubic Kossel Plus. Я знал, что покупаю по большей части конструктор - интернет пестрел различного рода доработками, улучшениями, сравнением плюсов и минусов. Поэтому в голове уже созрел примерный план нужных (по моему мнению) доработок. Морально и физически я был готов приложить мозги и руки. Тем более, что после создания своего H.O.T.A.S.'a руки уже чесались заняться каким-нибудь полезным рукоблудием.

Первоначальная сборка не заняла много времени. Фотографировать было особо некогда - надо было печатать :) Сохранилось только фото "до":

Одна из первых распечаток - ручка для энкодера управления:

Собирал на работе, потом повёз домой. Безопасность прежде всего!

Потом началась череда доработок. Большинство напечатано на принтере, но есть и детали из других материалов. В результате на сегодняшний день принтер выглядит так:

Основное улучшение, которое придало конструкции рамы жёсткость - уголки из 2 мм стали. Большое спасибо Павлу, который помог с их изготовлением на одном из предприятий нашего города! После внедрения уголков на свои места конструкция стала просто монолитной.

Из остатков ламината сделал дно - что бы было где разместить основную плату принтера и Raspberry Pi 3. На малину установлен Octoprint - для удалённого управления принтером. На стол вместо штатной наклейки было посажено на термопасту боросиликатное стекло. В совокупности с 3D клеем дало отличную адгезию пластиков и глянцевую нижнюю поверхность моделей. На всё, что могло греться были наклеены на теплопроводный скотч радиаторы - моторы, драйвера, мосфеты, процессор. Далее списком сделанное:

уголки на "дно" с перфорацией, что бы обеспечить вентиляцию двигателей под ними:

новые держатели стола - планка на профиль, винты удерживающие прижим и ключ для этих винтов:

корпус для панели экрана и лоток под мелочёвку справа от него

ноги - держатели мячей для сквоша (мячи пришлось залить цементом, что бы избежать лишней раскачки)

крепление 92 мм вентилятора для обдува "подвала"

перфорированные уголки на верх принтера

верхнее крепление катушки с пластиком и шестерёнчатый подшипник для неё

на эффекторе заменена турбинка обдува детали 4010 на 5015, нагревательный блок поменян на Volcano, смоделирован и напечатан обдув

экструдер заменён на Titan и подвешен на силиконовых тягах, сделан так называемый "летающий экструдер" - для избавления от длинного боудена (трубки подачи филамента), что дало более точную подачу, уменьшение ретракта

механические концевики заменены на оптопары

верх принтера закрыт комбинированной крышкой - рамка из PLA и ПЭТ пластик

боковые стороны принтера закрыты листами ПЭТ пластика - держатся на приклеенных магнитных полосках (выше на фото с боковым обдувом видно ПЭТ с правой стороны)

Много потратил времени на тестирование прошивок. Родная была отметена сразу - проблема с сохранением настроек и отсутствие исходника. Пробовал Marlin 1.1.9 и 2.0beta - тоже были различные проблемы, поэтому стал искать дальше. Следующая прошивка - Marlin Kimbra, она же MK4Duo - форк марлина от итальянцев. Работает стабильно, настраивается легко в веб-конфигураторе. Но установленную в принтер Raspberry Pi надо было использовать по полной, поэтому поставил Klipper. Данная прошивка хороша тем, что основная её часть работает на малине (или на любом компьютере с linux) а в плату принтера прошивается маленькая часть (около 20 kb), которая только принимает команды от хоста и управляет моторами. Для дельта принтеров характерно большое количество вычислений и слабые 8 битные платы с ними могут не справляться, что приводит к дефектам печати. Klipper все расчёты производит на малинке, которая в разы производительнее даже популярных 32 битных плат принтеров. Конфиг клиппера - простой текстовый файл. Перешивать принтер для изменения конфигурации как в марлине не надо - правим файл текстовым редактором и жмём перезапуск прошивки в веб-морде Октопринта.

Опробовано несколько вариантов датчика для калибровки. Родной датчик от Anycubic'ов не отличается надёжным креплением и точностью. Мембранный датчик, одевающийся на сопло был неоднократно пожжён ввиду моей забывчивости. Вовремя на глаза попалась схема датчика на пьезоэлементах, они же пьезоизлучатели. В радиотоварах были закуплены сами излучатели и чутка комплектухи для преобразователя. Собрано навесным монтажом на попробовать, в итоге так и оставлено. Три датчика расположены под столом на профиле и касаются стола через прокладку из пробки и каптона.

В итоге при калибровке принтер просто касается соплом стола. Не надо ничего надевать/подключать. Сначала думал обойтись одним датчиком, но не по всей поверхности стола была нормальная сработка. В результате экспериментов просто подключил 3 параллельно.

После всех доработок принтер уже мало напоминал изначальный вариант. Решив его переименовать я перебрал несколько вариантов и остановился на укороченном от Adeptus Mechanicus. Надпись выполнил из чёрного и серого пластика:

(и да, я нескромный! поэтому ручка энкодера такая ;)

Для размещения принтера в отведённом углу из запасов дсп была запилена тумбочка. Размерами почти под принтер и высотой в метр. Внутри лежит пластик и различные детали, которые накопились при апгрейдах.

Печатаю тремя видами пластика - PLA, PETG, SBS. Для детей всякие безделушки, для жены всякое на работу, себе полезные вещи - инструменты, детали для того же принтера. Качество вполне устраивает - обычно печатаю слоем 0.2, если надо выше качество - 0.1, но это редко.

Но как выяснилось, модернизацию не остановить. Уже закуплена новая плата - SKR v1.3, экран для неё - MKS mini12864, углепластиковые тяги, магниты и шары для шарниров... Будет новый эффектор - легче и компактнее стокового, напечатанный из пластика. Магнитные шарниры хочется попробовать из-за отсутствия в них люфтов. В текущем варианте люфты "фишай" шарниров выбраны пружинными стяжками тяг, но хочется исключить этот костыль. Так же приобретён новый нагреватель сопла - круговой керамический. Для компактности и эффективного нагрева.