Доброе время суток. дорогой читатель!
Да же если вы прочитали это и ушли дальше в просторы информационного моря Интернет, Вам - Спасибо, за потраченные секунды.
Давно и плотно увлекаюсь 3Д перепечатаю. Могу о ней рассказывать, спорить, объяснять и делиться знаниями. Вот так и получилось, что очередная встреча с одноклассником привела к тому, что он заинтересовался данной тематикой и совместными усилиями (он финансировал и постоянно толкал/пинал/погонял, не давая мне остановиться и зациклится, я пыхтел, делал, переделывал, творил) общая идея воплотилась в первый рабочий прототип.
Идея была следующей - попытаться создать не дорогой, простой в сборке и настройке, 3D принтер. Принтер для детей и подростков. Причем такой, что бы его можно было при необходимости модернизировать: изменять размеры печати, усложнять механику и пр., одновременно с этим постигать все тонкости 3D печати и учиться закручивать, откручивать, соединять. Казалось - все просто, но это казалось...
Из всех не дорогих и доступных материалов для каркаса принтера, остановились на алюминиевых трубах диаметром 16 и 12 мм. Фанера, пластик, и пр. в качестве корпуса нас бы сразу ограничило в размерах. Алюминиевый конструкционный профиль - хороший вариант, но дороже. А трубы - доступны в любом хозмаге, да и если надоест принтер, их всегда можно приметить в хозяйстве. И так - основа каркаса выбрана, трубы.
Долго и тщательно строил эскизы по уголковым креплениям. Рисовал на бумаге, переносил в КАДы. Строил 3D модели. Печатал пробные варианты. В конечном итоге получил первую версию. Надежно, прочно, моно болтов и для сборки (мы же принтер-конструктор делаем). Собрал все на 3Д модели в компьютере. Распечатал все элементы. Разложил, что бы не перепутать. Начал собирать. Первом углу каркаса, понял, то не продумал удобство сборки. На третьем углу, понял, что переборщил с количеством крепежа. На последнем сам себя проклял, но собрал.
Параллельно крепежным элементам углов, были разработаны реечные механизмы, подшипники для осей. Напечатал все, что так красиво получилось на картинке. Собрал. Сомнений стало больше.
Подшипники скольжения - не очень-то хотят скользить. Количество крепежных болтов и гаек вызывает злость, а не радость при сборке. Да плюс ко всему понял, что в погоне за ... не знаю за чем, реечный механизм передачи, пусть и простой, и легко печатаемый на 3Д принтере, достаточно точный и надежный, красиво смотрящийся как на чертежах и фото, одним словом - ну просто прелесть, по факту лишил меня главного - масштабируемости. Печально вздохнув, пригласил партнера на посмотреть. Он очень сдержанный и терпеливый человек, но я и без слов все понял. Почти вся работа - в мусор. Из всего труда, только подшипники качения на ось Z можно было оставить, как удававшийся вариант и общая идея. Получив хорошую дозу депресняка, сел вновь за эскизы. Рылся в Интернете, читал, смотрел, спрашивал у коллег по цеху 3Д печати. В конечном итоге поменял координатным образом вначале углы. Из крепления, два болта, что намертво сжимают алюминиевый трубный каркас. Сам угол стал одной деталью. Доработал возможность крепление пет защиты:
Стало веселее. Далее полностью отказался от реечной передачи, вернувшись к старым, добрым ремням. В конце концов нам не дерево фрезеровать, большенство 3Д принтеров работают на ременных передачах, значит и мы не будем выеживаться. Вроде все пошло веселее. И опять уперся. В этот раз в винтовую передачу по оси Z. Винт на этой оси сразу ограничивает нас в высоте печати. Плюс, те что подешевле, не отличаются своей ровностью. Пришлось опять, читать, искать, смотреть. Информация о ременной передаче на Z была крайне противоречивой. Очень критикуемой - нет точности, падает стол, растягиваются ремни и пр. и пр. В конце концов понял, что большенство критиков - теоретики. Практики же ее успешно используют. Решил рискнуть. Вначале собрал прототип.
Понял, что схема рабочая, но "падение" каретки при выключении мотора присутствует, на и мотор стоит усилить. Сел за редуктор. Не спеша вначале на компьютерной модели, элемент за элементом. Учитывая все винты и удобство сборки "собрал" модель. Остался доволен. Распечатал черновик и собрал первый прототип. Сборка не вызвала трудностей, все удобно, просто и доступно для моих пальцев-сосисок, а значит и ребенок соберет.
Одновременно с этим переработал, создал новые, исправил старые крепления ремней, каретки на ось Z и все что с ней связано. Так же решил не делать отдельные дополнительные направляющие для Z, а использовать 16 мм трубы рамы, как направляющие. Тем самым упростив конструкцию и стоимость. Собрал все вместе и решил провести испытания. В качестве тяжести использовал шаговые моторы из расчета - а вдруг в перспективе мне придется двигать раму XY вместе с ее моторами (2 шт.), а если подача прутка будет на раме (еще мотор), а если будет 2 экструдера (еще мотор), а вес самой рамы (еще мотор), а если с запасом? Итого - завесил 7 моторов. И поехали:
Кажется где-то забрезжил просвет и казалось бы вот-вот и все будет готово. Увы. Опять тупик. Теперь со столом. Сразу знал - делать 4 винта для настройки поверхности печати, глупо. Со школы помню, что плоскость определяют три точки, но почему-то почти все 3Д принтеры идут с 4мя винтами выравнивания стола, и да же видел с шестью! Вот эти три точки и взорвали мне мозг. Казалось вот этот вариант и масштабируемый и ... очень не простой:(
В топку! Опять творческие муки. Эскизы, наброски, перевод материала и времени. Но в конце концов получился хороший, легко масштабируемый и простой в сборке:
А вместе с ним пришла и идея отказаться от отдельных направляющих по оси X. Как и осью Z пересадил их на трубы рамы. Нечего им просто все держать, пусть работают по полной. Потом были муки с кареткой для Y и экструдера. Подшипники, экструдер, обдув экструдера, обдув детали, все сделать компактно, удобно для сборки и разборки. Первый прототип - большой, второй - уже меньше, третий - вроде уже все хорошо, но сложно:
И наконец вот оно. Две детали. Легко съемный экструдер, все компактно:
А время идет. И обещанные партнеру - 1-2 месяца уже стали 3-4. А работающего прототипа все нет. И тут я понял! Все так трудно рождается, потому как принтеру не придумали имя! :) Поделится идеей с партнером, он привлек детей, своих ли, знакомых ли не знаю, но выдал Spider. Что же паук, так паук. Пусть тогда будет 3D-Spider. По оси Z действительно ползает как по паутинке:) Имя есть - теперь все пойдет как по маслу. Знал бы я что это масло еще выльется в мучения с корпусами, то маленькие, то большие, то не удобно крепить. Причем что экран, что саму плату оправления. Прошли и это. Все что можно на защелках - защелкиваем, где не можем саморезы и зажимы:
Кажется я Вас уже утомил. Поэтому закругляюсь. Не буду описывать борьбу с корпусом для блока питания, и как после критического осмотра коллегой выл поставлен в тупик вопросом - а что провода так и будут открытыми?! Хороший вопрос. А куда их девать, если корпус рамный? Но и это решили. Как и проблему с податью нити и много других мелких проблем. И как долго его учили печатать, пока он не сделал первые шаги, и порадовал "высотной" печатью.
Правде пришлось на ходу пластик менять, так как не ожидал от него такой прыти и возможности на первых же испытаниях столько отработать. Он бы и еще выше напечатал, по Z у него на момент испытания высота была 700 мм. Но проснувшаяся супруга, топнула ножкой и сказала - все испытания закончились! Нормальные люди в два ночи спят.
В качестве заключения. Получился достаточно красивый прототип.
Как и хотели, он масштабируем, простой в сборке и настройке. И с большим заделом на будущее. Очень надеюсь, что у меня хватит сил сделать вторую модель, но уже с другой кинематикой. А точнее, подготовить все элементы, что бы эту модель можно было реконструировать в XY-Core. И уже как верх этой линейки - вообще отказаться от стола и печатать прямо на "пол", на ровную поверхность. Благо современные пластики типа PETG позволяют делать печать на холодный стол (пол). На сегодня, а точнее на вчера, Паучек в разных режимах отработал 5й килограмм пластика. Буду разбирать, смотреть, что и как износилось или отошло. Хотя нареканий у меня к нему нет. Ничего не расшаталось, на сломалось, не отвалилось или растянулось. Но разбирать надо, там более, что надо сделать фотографии для инструкции по сборке. Одним словом, еще есть над чем поработать. Если хотите посмотреть на качество его печати, задать вопросы, то вы легко найдете его страницу в интернете, по запросу в Яндекс поисковике по его имении (в Гугле нас не любят). Там же на странице есть обратная форма для связи.
Спасибо, что дочитали до этого места. Если тема вам понравилась и у меня появились читатели, пишите в комментариях. Буду продолжать освещать вопрос его (3D-Spider) развития.