Cómo montar una impresora 3D con estructura de acero en casa

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 03:53

El especialista en TI Ivan Zarubin compartió instrucciones detalladas para ensamblar una impresora 3D en casa. El costo de los componentes no superará los 20 mil rublos y, en términos de calidad, dicho dispositivo no será inferior a los modelos de marca costosos.

No describiré todos los beneficios y todas las posibilidades de la impresión 3D, simplemente diré que esto es algo muy útil en la vida cotidiana. A veces es bueno darse cuenta de que usted mismo puede crear varios objetos y reparar equipos que utilizan mecanismos de plástico, varios engranajes, sujetadores …

Me gustaría dejarlo claro de inmediato: por qué no debería comprar una impresora china Deshman por 15 mil rublos.

Como regla general, vienen con cajas de acrílico o madera contrachapada, la impresión de piezas con una impresora de este tipo se convertirá en una lucha constante con la rigidez de la caja, las calibraciones y otros eventos que eclipsarán la belleza de tener una impresora.

Los marcos de acrílico y madera son muy flexibles y livianos, cuando se imprimen a altas velocidades, son seriamente salchichas, por lo que la calidad de las piezas finales deja mucho que desear.

Los propietarios de tales marcos a menudo agrupan granjas con varios amplificadores / sellos y constantemente realizan cambios en el diseño, lo que les mata el tiempo y el estado de ánimo para participar en la impresión y no finalizar la impresora.

El marco de acero le dará la oportunidad de disfrutar precisamente de la creación de piezas, y no de la lucha con la impresora.

Siguiendo mi pequeña guía, no pedirás en exceso ni quemarás tu primer kit de electrónica como lo hice yo. Aunque esto no da tanto miedo: el costo de las piezas y repuestos para esta impresora es barato.

La guía está diseñada principalmente para principiantes, los gurús de la impresión 3D, muy probablemente, no encontrarán nada nuevo por sí mismos aquí. Pero aquellos a los que les gustaría unirse, después de armar un kit de este tipo, entenderán claramente qué es qué. En este caso, no se requieren habilidades ni herramientas especiales, un soldador, un juego de destornilladores y hexágonos son suficientes.

El costo de los componentes está actualizado para enero de 2017.

Pedimos piezas

1. La base de la impresora es el marco, cuanto más fuerte y pesado sea, mejor. El marco pesado y resistente no se atascará al imprimir a velocidades más altas, y la calidad de las piezas seguirá siendo aceptable.

Mi elección recayó en un marco de acero de un fabricante ruso.

El marco viene con todo el hardware necesario. Los chicos ponen tornillos y tuercas con margen.

2. Ejes guía y espárragos M5. Las varillas roscadas y los ejes de guía no se incluyen con el marco, aunque están en la imagen.

Los ejes pulidos vienen en un juego de 6

Quizás lo encuentre más barato. Si está buscando, elija siempre los pulidos; de lo contrario, todas las jambas de los ejes afectarán los detalles y la calidad general.

Los espárragos M5 deben comprarse por pares

Estos son, de hecho, tacos ordinarios que se pueden comprar en una ferretería. Lo principal es que son lo más uniformes posible. Es fácil de comprobar: hay que poner la horquilla en el vidrio y enrollarla sobre el vidrio, cuanto mejor se monte, más suave será la horquilla. Los ejes se controlan de forma adecuada.

En general, no necesitamos nada más de esta tienda, porque existe un marcado margen para lo mismo que se puede comprar en los chinos.

3. Kit RAMPS 1.4 + Arduino Mega 2560 R3 + controladores paso a paso A4988.

RAMPS 1.4 es una placa de expansión para Arduino. Es a él que todos los componentes electrónicos están conectados, los controladores del motor se insertan en él. Ella es responsable de toda la sección de energía de la impresora. No tiene cerebros, no hay nada que quemar y romper, no puedes llevarte uno de repuesto.

Arduino Mega 2560 R3 es el cerebro de nuestra impresora, en la que cargaremos el firmware. Te aconsejo que te lleves uno de repuesto: debido a la inexperiencia es fácil quemarlo, por ejemplo, insertando el controlador de motor paso a paso incorrecto o invirtiendo la polaridad al conectar el final de carrera. Muchos se enfrentan a esto, incluyéndome a mí. Para que no tenga que esperar por uno nuevo durante semanas, tome al menos uno más de una vez.

Los controladores paso a paso A4988 son responsables del funcionamiento de los motores, es aconsejable comprar otro juego de repuestos. Tienen una resistencia de sintonización, no la tuerza, ¡quizás ya esté configurada a la corriente requerida!

Repuesto Arduino MEGA R3

Controladores de motor paso a paso de repuesto A4988. Le aconsejo que también tome otro juego de repuesto de 4 piezas

4. Regulador de voltaje reductor.

Es necesario para proteger nuestro Arduino. Tiene su propio regulador reductor de 12 V a 5 V, pero es extremadamente temperamental, se calienta mucho y se apaga rápidamente.

5. Kit de motor paso a paso.

Hay 5 piezas en un juego, solo necesitamos 4. Puedes buscar un juego de cuatro, pero tomé el juego completo, que haya uno de repuesto. Se puede actualizar y hacer una segunda extrusora para imprimir soportes con una segunda extrusora o piezas de dos colores.

6. Un conjunto de correas, cojinetes y acoplamientos.

Este kit contiene todo lo que necesita para esta impresora.

7. Topes mecánicos: se requieren 3 piezas.

Tome 4 piezas por si acaso, deje una de repuesto. El costo es de un centavo, y sin un detalle tan pequeño, la impresión no funcionará (de repente vendrá una defectuosa).

8. Display con lector de tarjetas incorporado.

En su parte trasera hay un lector de tarjetas, en el que posteriormente insertarás una tarjeta de memoria con modelos para imprimir. Puede tomar uno de repuesto: si conecta algún elemento incorrectamente, lo más probable es que la pantalla muera primero.

Si planea conectar la impresora directamente a su computadora e imprimir desde su computadora, entonces la pantalla no es necesaria en absoluto, puede imprimir sin ella. Pero, como ha demostrado la práctica, es más conveniente imprimir desde una tarjeta SD: la impresora no tiene nada que ver con la computadora, puedes ponerla incluso en otra habitación, sin temor a que la computadora se congele o la apagues accidentalmente. abajo en medio de la impresión.

9. Fuente de alimentación (12V).

Esta fuente de alimentación es un poco más grande de lo que debería ser, pero encaja sin mucha dificultad y tiene un margen de potencia.

10. Mesa caliente.

Requerido para impresión ABS. Para imprimir PLA y otros tipos de plásticos que no se encogen durante el enfriamiento, puede imprimir sin calentar la plataforma, pero se requiere una mesa, se coloca vidrio sobre ella.

11. Botón y terminal (220 V).

12. Extrusora.

Esta extrusora es una extrusora directa, es decir, el mecanismo de alimentación de plástico está ubicado directamente en frente de su elemento calefactor. Te aconsejo que te lleves justamente así, te permitirá imprimir con todo tipo de plástico sin mucho estrés. El kit contiene todo lo necesario.

13. Enfriador para soplar piezas.

En realidad, es necesario para soplar PLA y otros tipos de plástico de endurecimiento lento.

14. Refrigerador para soplado de conductores.

Lo necesito de verdad. Un enfriador más grande reducirá significativamente el ruido de la impresora.

15. Boquillas de repuesto.

Cuando está obstruido, es más fácil cambiar las boquillas que limpiar. Preste atención al diámetro del agujero. Alternativamente, puede marcar en diferentes diámetros y elegir por sí mismo. Preferí detenerme en 0,3 mm, la calidad de las piezas obtenidas con dicha boquilla es suficiente para mí. Si la calidad no es un factor, elija una boquilla más ancha, por ejemplo, 0,4 mm. La impresión será mucho más rápida, pero las capas serán más visibles. Toma varios a la vez.

16. Taladro para limpiar la boquilla.

Es muy fácil romperlo, ten cuidado. No es necesario utilizar un taladro: es más fácil, como escribí anteriormente, recolectar boquillas de repuesto y cambiarlas. Cuestan un centavo y rara vez se obstruyen, cuando se usa plástico normal y en presencia de un filtro, que se imprime primero.

17. Juego de muelles para la mesa.

El conjunto contiene 5 piezas, 4 usamos para la mesa, usamos un resorte para el limitador del eje X.

18. Kit de ajuste de mesa. Requiere 2 juegos.

Necesitamos estos kits solo por el bien de los pernos largos, que usaremos para asegurar la extrusora en el futuro.

19. Un conjunto de cables para conectar motores paso a paso.

20. Un trozo de vidrio ordinario sobre la mesa.

El vidrio de borosilicato está disponible para soportar temperaturas elevadas. Utilizo vidrio de ventana común: puede soportar un calentamiento de hasta 90 grados, pero no necesito más.

Eso es todo lo que necesita para montar la impresora.

La calidad de las piezas impresas con un kit de este tipo será casi la misma que la de las impresoras de marcas caras. Todo depende de la configuración adicional, la elección de la temperatura deseada y otros matices con los que se familiarizará durante el proceso de impresión. La ventaja de una impresora de este tipo, en comparación con una de marca costosa, es que considero la capacidad de reparar cualquier pieza de forma rápida, económica e independiente, sin desperdiciar los nervios ni el dinero.

El costo de dicho conjunto no es más de 20 mil rublos.

Si compra una impresora de este tipo en su conjunto, su costo hoy es de 43,900 rublos.

Al ordenar las herramientas en AliExpress, ahorraremos alrededor de 24 mil rublos con los mismos componentes, y la extrusora que hemos seleccionado es incluso mejor en algunos aspectos.

Montaje de la impresora

Pues bien, entonces comenzamos el fascinante proceso de montaje, siguiendo las instrucciones oficiales.

Instrucciones →

Espejo →

El proceso de ensamblaje es bastante emocionante y recuerda un poco al ensamblaje de un constructor de metal soviético.

Recopilamos todo de acuerdo con las instrucciones a excepción de los siguientes puntos

En el párrafo 1.1, al final, donde se unen los soportes de los extremos, no colocamos rodamientos 625z; sin embargo, no los pedimos. Deje los tornillos de avance en "flotación libre" en la posición superior, esto nos salvará del llamado efecto de bamboleo.

En el párrafo 1.4, hay un espaciador negro en la imagen. No viene incluido con el marco, en su lugar hay casquillos de plástico, los usamos.

En el párrafo 1.6, colocamos el soporte del interruptor de límite del eje Y no en la parte posterior, sino en la pared frontal de la impresora. Si no se hace esto, las piezas se imprimen en espejo. No importa cómo intenté vencer esto en el firmware, fallé.

Para hacer esto, necesita soldar el terminal a la parte posterior de la placa:

En el párrafo 2.4, tenemos una extrusora diferente, pero se adjunta de la misma manera. Esto requiere tornillos largos, los sacamos del kit de ajuste de la mesa (posición 18 en la lista). El kit de marco no viene con los pernos largos que se encuentran en las tiendas locales.

En la sección 2.6, comenzamos a ensamblar nuestro "sándwich" de Arduino y RAMPS e inmediatamente hacemos una revisión muy importante, sobre la que rara vez se escribe en los manuales, pero que sin embargo es muy importante para el funcionamiento ininterrumpido de la impresora.

Necesitamos desacoplar nuestro Arduino de la energía que proviene de la placa RAMPS. Para hacer esto, soldamos o cortamos el diodo de la placa RAMPS.

Soldamos el regulador de voltaje a la entrada de energía, que configuramos de antemano a 5 V, desoldando simultáneamente la toma de corriente estándar. Pegamos el regulador a alguien mucho más conveniente, lo pegué a la pared trasera del propio Arduino.

Soldé la alimentación de la fuente de alimentación a las RAMPS por separado a las patas para dejar el terminal libre para conectar otros dispositivos.

A continuación, colocamos todos los cables. Puedes comprar una trenza especial, puedes, como hice yo, usar corbatas o cinta aislante.

Antes de comenzar, comprobamos que nada se atasca por ningún lado, el carro se mueve hacia el limitador y retrocede sin obstáculos. Al principio, todo se moverá con fuerza, con el tiempo los cojinetes rozarán y todo irá sin problemas. Recuerde lubricar los rieles y los pasadores. Lubrique con grasa de silicona.

Una vez más, buscamos que no haya ningún cortocircuito en ninguna parte, los drivers del motor paso a paso están instalados correctamente según las instrucciones, de lo contrario tanto la pantalla como el Arduino se quemarán. Los limitadores también deben instalarse observando la polaridad correcta, de lo contrario el regulador de voltaje en el Arduino se quemará.

Preparación para la operación

Si todo está conectado correctamente, puede continuar con las siguientes instrucciones de funcionamiento.

Instrucciones →

Espejo →

Materiales útiles sobre algunos parámetros de nuestro firmware

• Mi versión configurada y funcional del firmware para esta impresora y extrusora. Está ligeramente calibrado para las piezas que pedimos.
• Firmware oficial de 3d-diy.

Rellenamos el firmware a través del Arduino 1.0.6 IDE, seleccionamos Auto Home en la pantalla de la impresora, nos aseguramos de que los finales de carrera estén conectados correctamente y la polaridad de los pasos sea la correcta. Si se mueve en la dirección opuesta, simplemente gire el terminal en el motor 180 grados. Si, después del inicio del movimiento, se escucha un chirrido desagradable, este es el chirrido de los controladores de paso. Es necesario apretar la resistencia del recortador de acuerdo con las instrucciones.

Te aconsejo que comiences a imprimir con plástico PLA: no es caprichoso y se adhiere bien a la cinta azul, que se vende en ferreterías.

Yo uso plástico Bestfilament. Tomé REC, pero no me gustó cómo estaban las capas. También hay un mar de diferentes marcas y tipos de plásticos: del caucho al "madera", del transparente al metalizado … Otra empresa que recomiendo es Filamentarno. Tienen colores extraños y un gran tipo de plástico con excelentes propiedades.

Con plástico ABS y HIPS, imprimo en cinta Kapton untada con una barra de pegamento normal de una papelería. Este método es bueno porque no hay olor. Hay muchas otras formas diferentes de mejorar la adherencia de una pieza a la mesa, esto lo aprenderá usted mismo a través de prueba y error. Todo se logra empíricamente y cada uno elige su propio camino.

¿Por qué esta impresora basada en Prusa i3 en particular?

1. La impresora es "omnívora". Puede imprimir con cualquier plástico y varillas flexibles disponibles. Hoy en día el mercado de varios tipos de plástico está bastante desarrollado, no existe tal necesidad de tener una caja cerrada.
2. La impresora es fácil de montar, configurar y mantener. Incluso un niño puede jugar con él.
3. Lo suficientemente confiable.
4. Distribuyó, respectivamente, en la Web, un mar de información sobre su configuración y modernización.
5. Adecuado para actualización. Puede solicitar una segunda extrusora o una extrusora con dos cabezales de impresión, reemplazar los rodamientos lineales con casquillos de cobre o caprolon, aumentando así la calidad de impresión.
6. Disponible por el dinero.

Impreso en un soporte de extrusora E3D V6, impreso durante un tiempo con esta extrusora alimentada por Bowden. Pero volví a MK10.

Obtuve tal actualización, en el futuro imprimiremos con dos plásticos.

Aislé la mesa para un calentamiento más rápido: un respaldo con una capa de lámina reflectante y un respaldo adhesivo. En dos capas.

Hizo la luz de fondo de la tira de LED. En algún momento, me cansé de encender la luz para controlar la impresión. En el futuro, planeo arreglar la cámara y conectarla a la impresora Raspberry Pi para monitorear remotamente y enviar modelos para imprimir sin hacer malabarismos con la unidad flash.

Para reducir el ruido de la impresora, coloque espaciadores de goma debajo de la impresora. Puedes imprimirlos, pero por ahora me las he arreglado con esos topes de silicona, una vez comprados para una lavadora.

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La esposa hace estos moldes para galletas.

El gato que está cansado de todo

Si tiene hijos, este constructor será muy útil e interesante. No será difícil introducir a los niños en esta dirección, ellos mismos estarán encantados de imprimir por sí mismos varios juguetes, constructores y robots inteligentes.

Por cierto, los tecnoparques para niños se están abriendo activamente en todo el país, donde a los niños se les enseñan nuevas tecnologías, incluido el modelado y la impresión tridimensional. Tener una impresora de este tipo en casa será muy útil para un niño entusiasta.

Si tuviera algo así cuando era niño, no habría límite para mi felicidad, y si agregamos varios motores, Arduino, sensores y módulos a esto, probablemente habría perdido completamente mi techo de las posibilidades que se abrirían en delante de mí. En cambio, fundimos plástico de juguetes viejos y plomo de baterías encontradas en un basurero.

A todos los que decidan repetirlo, les deseo un montaje exitoso y una rápida llegada de la mercancía solicitada.:)

Gracias por su atención, si tiene alguna duda pregunte.

Un recurso en ruso muy útil donde puede encontrar cualquier información en esta área: 3dtoday.com.

Miles de miles de modelos listos para imprimir para cualquier cosa: thingiverse.com.