Лазерный 3д принтер своими руками. Составляем оси координат и готовим мотор. Перед тем, как отдать свои кровные

О существовании 3D печати слышал, наверняка, каждый, а в новостях то и дело проскакивают факты о новых возможностях этой технологии. Не так давно трехмерная печать использовалась только в производственных условиях и немногими энтузиастами, сегодня же можно запросто купить 3D принтер для использования в быту. С помощью таких устройств печатают самые разные вещи : от декоративных безделушек для дома до протезов, оружия и даже зданий. Перспективы трехмерной печати настолько фантастические, что мало кто сегодня может в полной мере их себе представить. А пока наблюдаем за тем, как будущее наступает , изучаем принципы работы 3D принтера, его возможности и преимущества, а также разбираемся, какой 3D принтер выбрать для использования в быту.

Несмотря на то, что технология трехмерной печати находится у всех на слуху только последние несколько лет, ее появление стоит искать еще в прошлом веке. Пионером в данной области стала компания Charles Hull, которая в 1984 году разработала технологию трехмерной печати, а чуть позже запатентовала технику стереолитографии, которая сегодня используется повсеместно. Тогда же компания разработала и создала первый промышленный трехмерный принтер, который фактически стал началом новой эпохи.

90-е годы стали временем появления новых разработок в сфере трехмерной печати, благодаря которым 3D принтеры нашли применение в производственных условиях и стали использоваться для прототипирования. Пик развития технологии приходится на XXI век, и мы сами становимся очевидцами того, как семимильными шагами трехмерная печать покоряет новые вершины. Сегодня печать может осуществляться разными материалами, причем не только пластиками и металлом , но и тканью, бумагой, керамикой, пищевыми продуктами и даже живыми клетками.

В 2005 году появилась возможность печатать в цвете, а в 2006 году был создан принтер, который может распечатать около половины всех собственных комплектующих. В 2014 году появились первые принтеры с областью печати, практически неограниченной в размере. С помощью этого устройства уже попытались создать полноценный дом, используя в качестве основного материала бетон. На возведение такого сооружения было потрачено не более суток. Уже в 2016 году было представлено первое здание, построенное с помощью трехмерной печати в Дубае. В феврале 2017 года Россия также представила дом, целиком напечатанный на стройплощадке. В этом году также был разработан принтер с шестью осями, с помощью которого сложные элементы будет печатать намного проще, без необходимости использовать поддерживающие конструкции. На данный момент вовсю ведутся разработки принтеров, которые смогут печатать органы человека, протезы, имплантаты, корпусы автомобилей и даже еду.

Как работает 3D принтер? Просто о сложном

Если коротко, то 3D принтер – это устройство для создания трехмерных объектов методом послойной печати. Спектр используемых для печати материалов постоянно расширяется и можно смело предполагать, что в будущем он будет включать большинство известных нам веществ. Пока самыми популярными материалами для печати остаются термопластики и фотополимерные смолы.

Общий принцип работы 3 D принтера можно представить следующим образом:

Особенности печати зависят той технологии, которую использует принтер, поэтому имеет смысл разобраться с самыми распространенными на данный момент.

Типы 3D-принтеров и особенности печати каждого

Чаще всего сегодня используют технологию FDM -печати, а также SLA -печати. Что стоит за этими непонятными аббревиатурами, и какими еще разработки существуют в данной сфере?

Метод FDM-печати

FDM -технология (Fused Deposition Modeling) – это технология послойного наплавления нити. Сегодня этот способ 3D-печати считается самым распространенным, одновременно он относится и к одним из самых старых методов. Принцип заключается в послойном наплавлении нити пластика по контуру модели.

Для печати используются термопластики, которые поставляются в виде катушек или прутков. Чаще всего печатают PLA и ABS пластиками , в числе которых нейлон, полиамид, поликарбонат, PET (он же полиэтилентерефталат, который используется для создания пластиковых бутылок) и некоторые другие вещества.

Принцип работы заключаются в следующем:

нить материала помещается в экструдер, где она плавится под воздействием нагревательного элемента, а потом выдавливается через сопло на рабочую поверхность;
экструдер двигается по траектории, заданной ей программным обеспечением, и слой за слоем строит объект;
если необходимо напечатать сложный предмет, то могут использоваться два типа материала: один – для модели, второй – для создания опор (он, как правило, растворимый, или же просто очень легко отламывается от объекта). Опоры необходимо печатать , если объект имеет повисшие в воздухе элементы, которые без поддерживающих элементов создать невозможно – принтеру будет просто не на чем печатать. Наглядно все представлено на рисунках ниже;
после формирования первого слоя платформа опускается вниз на толщину одного слоя, а экструдер выдавливает новую порцию материала, процесс повторяется много раз;
по окончанию печати остается отделить вспомогательные элементы.

Модель и поддерживающие элементы

FDM-технология позволяет использовать термопластики производственного класса, поэтому распечатанные объекты получают отличную механическую, химическую и термическую прочность. Технология простая, чистая и пригодна для использования в условиях офиса или дома.

По такому же принципу работают 3 D -ручки. Это фактически миниатюрные принтеры. Такие ручки предназначены для рисования трехмерных рисунков. Пользователь может выдавливать из нее мгновенно застывающий пластик, придавая ему любую форму и получая забавные изделия. Устройство больше предназначено для баловства, но идея интересная, а дизайнеры смогут сделать много интересных предметов декора для дома.

Метод SLA-печати, или стереолитография

SLA-технология (laser stereolithography) предполагает использование для печати жидких фотополимерных смол, которые имеют свойство застывать под воздействием лазера или подобного источника энергии. Метод позволяет получать предметы с очень точной геометрией , ведь толщина слоя может достигать рекордных 15 микрон, поэтому уже широко применяется в стоматологии при изготовлении имплантатов и в ювелирном деле для создания заготовок с обилием сложных деталей.

Принцип работы 3 D -принтеров , использующих метод лазерной стереолитографии, коротко можно описать так:

рабочая платформа погружается в ванну с жидким фотополимером на толщину одного слоя (15-150 микрон);
воздействие лазера на стенки будущего объекта. Лазерный луч в буквальном смысле вычерчивает на фотополимере форму объекта, которая, в свою очередь, задается программным обеспечением. Облучение лазера вызывают полимеризацию материала в точках соприкосновения с лучом и его затвердевание;
платформа погружается еще чуть глубже в ванну с жидким фотополимером, причем глубина погружения соответствует величине слоя. Лазер снова воздействует на зоны материала, которые должны быть частями печатаемого объекта;
процесс повторяется слой за слоем, пока не будет распечатан смоделируемый объект;
технология также требует печати поддерживающих элементов. Они выполняются из того же фотополимера;
после завершения печати объект погружают в ванну в специальные растворы для удаления излишков и очистки модели;
финал – облучение ультрафиолетом для окончательного застывания фотополимера.

Технология прогрессивная, но требует покупки дорогих расходных материалов.

Другие типы печати

Менее распространенными, но не менее интересными и перспективными являются следующие способы трехмерной печати:

Какой 3D-принтер лучше выбрать для бытового использования?

Забегая наперед, отметим, что пока стоимость бытовых 3D-принтеров остается относительно высокой, но в дальнейшем имеем все шансы наблюдать удешевление технологии. Вспомните, когда появились мобильные телефоны, они также были доступны только очень богатым людям.

Цели использования домашнего 3Д-принтера могут быть совершенно любыми: от простого баловства и знакомства с новой технологии до печати полезных в хозяйстве мелочей и моделей-прототипов для бизнеса. В любом случае, при выборе обращайте внимание на такие ключевые характеристики устройства:

разрешение печати (точность печати) – это минимально возможная высота слоя, которую может напечатать принтер. Обозначают разрешение в микрометрах (тысячная доля миллиметра). Чем меньше высота слоя, тем менее заметным будет переход между ними, и тем более гладкой будет поверхность печатаемого объекта. С другой стороны, чем меньше слой, тем больше времени принтеру понадобится на печать и тем выше нагрузка на все его элементы. Разрешение зависит от технологии (SLA позволяет печатать точнее, чем FDM), точности работы печатающих головок, настроек программного обеспечения и выбранного материала для печати;
Образцы с разной толщиной слоя
скорость печати напрямую зависит от точности: чем выше точность, тем меньше скорость выращивания модели.
область печати говорит о том, какого размера объект можно напечатать на принтере. Другими словами, это зона возможной досягаемости печатающей головки по горизонтальным осям X и Y, а также по вертикальной оси Z. Обычно область печати выражают тремя цифрами – это высота, длина и ширина условного параллелепипеда (например, 20*30*30 мм). У дельта-принтеров область печати имеет форму цилиндра, поэтому указывается его высота и диаметр;
тип используемых для печати пластиков. В бытовых условиях используются именно пластики, и это могут быть ABS и PLA пластики, некоторые модели могут печатать обоими видами материалов. Возможность печати тем или иным типом пластиков объясняется наличием или отсутствием подогрева платформы. Если вы пока не решили, чем будете печатать, то лучше выбрать модель, которая поддерживает максимальное количество материалов;
страна-производитель . Европейские страны и США производят качественные, но дорогие устройства, завозятся в небольших количествах, сервисное обслуживание затруднено. Китайские устройства стоят недорого, качество часто оставляет желать лучшего, но для того, чтобы побаловаться, такие принтеры пойдут. Есть еще принтеры российского производства: при неплохом качестве они радуют возможностью сервисного обслуживания.

Интересные варианты бытовых 3D-принтеров

MakerBot Replicator 2

Качественный принтер американского производства, печатает по FDM-технологии, минимальная толщина слоя – 100 микрон (0,1 мм). Область печати – 285*153*155 мм, для печати используются PLA и ABS пластики. Максимальная скорость печати – 40 мм в секунду, или 24 см 3 /час. Корпус выполнен из стали, есть ЖК-экран, вес 11,5 кг. Модель хоть и выпущена в 2013 году, до сих пор активно используется для бытовой печати. Стоимость 3100$.

PrintBox3D One

Принтер отечественного производства, печатает по технологии FDM, минимальная толщина слоя – 50 мкм, размеры рабочей платформы – 185*160*150 мм. Устройство печатает ABS и PLA пластиками, оснащено подогреваемой платформой. Цена около 1700$, разработано для использования в сфере образования и дизайна.

PICASO 3D Designer

Печатает по FDM-технологии, как и все бытовые 3D-принтеры на сегодняшний день, использует для печати ABS и PLA пластики, в т.ч. нейлон. Точность печати — 50 мкм, рабочая платформа размерами 200*200*210 мм, максимальная скорость – 30 см 3 /час. Устройство оснащено подогреваемой платформой, стоимость 1700$.

3D принтер Hercules

Неплохое устройство от российской компании IMPRINTA, печатает разными видами пластика, точность печати – 50 мкм. Платформа подогреваемая, максимальная температура – 120 0 С. Скорость печати – 40 см 3 /час. Цена 1150$.

В качестве итога об основных плюсах и минусах трехмерной печати

3D-печать – направление перспективное и с большим потенциалом. Чтобы расставить все точки над «i» в изучении вопроса трехмерной печати, приведем основные ее преимущества:

Существующие минусы :

Трехмерная печать – это будущее медицины и промышленности, а также возможность быстрого создания прототипов и моделей, а это бесценно для инженерии. Кто знает, может, через 5-10 лет мы так же просто будем скачивать модели чашек или обуви и печатать их на собственном домашнем принтере, как сегодня скачиваем и просматриваем фильмы.

Иван Зарубин

IT-специалист, DIY-стартапер.

Не буду расписывать всю пользу и все возможности 3D-печати, скажу просто, что это очень полезная вещь в быту. Приятно иногда осознавать, что ты сам можешь создавать различные предметы и чинить технику, в которой используются пластиковые механизмы, различные шестерни, крепежи…

Сразу хотелось бы внести ясность - почему не стоит покупать дешманский китайский принтер за 15 тысяч рублей.

Как правило, они идут с акриловыми или фанерными корпусами, печать деталей с таким принтером превратится в постоянную борьбу с жёсткостью корпуса, калибровками и прочими событиями, которые омрачат всю прелесть владения принтером.

Акриловые и деревянные рамы весьма гибкие и лёгкие, при печати на повышенных скоростях их серьёзно колбасит, за счёт чего качество конечных деталей оставляет желать лучшего.

Владельцы таких рам часто колхозят различные усилители/уплотнители и постоянно вносят изменения в конструкцию, убивая тем самым своё время и настроение заниматься именно печатью, а не доработкой принтера.

Стальная рама даст возможность насладиться именно созданием деталей, а не борьбой с принтером.

Следуя моему небольшому руководству, вы не закажете лишнего и не спалите свой первый комплект электроники, как это сделал я. Хотя это и не так страшно: стоимость деталей и запчастей к этому принтеру копеечная.

Руководство рассчитано в основном на новичков, гуру 3D-печати, скорее всего, не найдут здесь для себя ничего нового. А вот те, кто хотел бы приобщиться, после сборки такого комплекта будут чётко понимать, что к чему. При этом не требуется специальных навыков и инструментов, достаточно паяльника, набора отвёрток и шестигранников.

Стоимость комплектующих актуальна на январь 2017 года.

Заказываем детали

1. Основа для принтера - рама, чем она крепче и тяжелее, тем лучше. Тяжёлую и крепкую раму не будет колбасить при печати на повышенных скоростях, и качество деталей будет оставаться приемлемым.

Стоимость: 4 900 рублей за штуку.

Рама идёт со всем необходимым крепежом. Винтиков и гаечек ребята кладут с запасом.

2. Направляющие валы и шпильки M5. Резьбовые шпильки и направляющие валы не идут в комплекте с рамой, хотя на картинке они есть.

Полированные валы идут комплектом из 6 штук .

Стоимость: 2 850 рублей за комплект.

Возможно, найдёте и подешевле. Если будете искать, то выбирайте обязательно полированные, иначе все косяки валов отразятся на деталях и общем качестве.

Шпильки M5 необходимо приобрести парой .

Стоимость: 200 рублей за штуку.

Это, по сути, обычные шпильки, которые можно приобрести и в строительном магазине. Главное, чтобы они были как можно более ровными. Проверить несложно: нужно положить шпильку на стекло и прокатить её по стеклу, чем лучше катается, тем ровнее шпилька. Валы проверяются соответствующим способом.

В общем, больше нам от этого магазина ничего не надо, ибо там дикая наценка на то же самое, что можно приобрести у китайцев.

Стоимость комплекта: 1 045 рублей.

RAMPS 1.4 - плата расширения для Arduino. Именно к ней подключается вся электроника, в неё вставляются драйверы двигателей. За всю силовую часть принтера отвечает она. В ней нет мозгов, гореть и ломаться в ней нечему, запасную можно не брать.

Arduino Mega 2560 R3 - мозг нашего принтера, на который мы будем заливать прошивку. Советую взять запасной: по неопытности его легко спалить, например вставив неправильно драйвер шагового двигателя или перепутав полярность при подключении концевика. Многие с этим сталкиваются, и я в том числе. Дабы вам не пришлось неделями ждать новую, берите сразу ещё хотя бы одну.

Шаговые драйверы A4988 отвечают за работу моторов, желательно приобрести ещё один комплект запасных. На них есть построечный резистор, не крутите его, возможно он уже выставлен на необходимый ток!

Запасная Arduino MEGA R3 .

Стоимость: 679 рублей за штуку.

Запасные драйверы шагового двигателя A4988 . Советую дополнительно взять ещё запасной комплект из 4 штук.

Стоимость: 48 рублей за штуку.

Стоимость: 75 рублей за штуку.

Он необходим для защиты нашей Arduino. В ней есть свой понижающий регулятор с 12 В на 5 В, но он крайне капризен, сильно греется и быстро умирает.

Стоимость комплекта: 2 490 рублей.

В комплекте 5 штук, нам необходимо только 4. Можно поискать комплект из четырех, но я взял весь комплект, пусть будет один запасной. Его можно будет пустить на апгрейд и сделать второй экструдер, чтобы печатать поддержки вторым экструдером или двухцветные детали.

Стоимость комплекта: 769 рублей.

В этом комплекте есть всё необходимое для данного принтера.

Стоимость: 501 рубль за штуку.

В его задней части есть картридер, в который в дальнейшем вы будете вставлять карту памяти с моделями для печати. Можно взять один запасной: если вы неправильно подключите какой-то элемент, то, скорее всего, дисплей сдохнет самым первым.

Если планируете подключать принтер напрямую к компу и печатать с компа, то экран и вовсе необязателен, печать можно производить и без него. Но, как показала практика, с SD-карточки печатать удобнее: принтер никак не связан с компьютером, его можно ставить хоть в другую комнату, не опасаясь, что комп зависнет или вы его нечаянно вырубите на середине печати.

Стоимость: 1 493 рубля за штуку.

Данный блок питания немного больше по габаритам, чем тот, который должен быть, но он без особого труда влезает, а мощности у него с запасом.

Стоимость: 448 рублей за штуку.

Необходим для печати ABS-пластиком. Для печати PLA и другими видами пластика, не дающими усадки при остывании, можно печатать не нагревая платформу, но стол обязателен, на него кладётся стекло.

Стоимость: 99 рублей за штуку.

Стоимость: 2 795 рублей за штуку.

Данный экструдер является директ-экструдером, то есть механизм подачи пластика находится непосредственно перед его нагревательным элементом. Советую брать именно такой, он позволит вам печатать всеми видами пластика без особых напрягов. В комплекте есть всё необходимое.

Стоимость: 124 рубля за штуку.

Собственно, необходим для обдува PLA и прочих медленно затвердевающих видов пластика.

Стоимость: 204 рубля за штуку.

Очень нужен. Больший кулер существенно уменьшит шум от принтера.

Стоимость: 17 рублей за штуку.

При засорении проще поменять сопла, чем чистить. Обратите внимание на диаметр отверстия. Как вариант, можно набрать разных диаметров и выбрать для себя. Я предпочёл остановиться на 0,3 мм, качества получаемых деталей с таким соплом мне достаточно. Если качество не играет особой роли, берите сопло шире, например 0,4 мм. Печать будет в разы быстрее, но слои будут более заметны. Берите сразу несколько.

Стоимость: 31 рубль за штуку.

Его очень легко обломить, будьте аккуратны. Сверло можно не брать: проще, как я написал выше, набрать запасных сопел и менять их. Стоят они копейки, а засоряются крайне редко - при использовании нормального пластика и при наличии фильтра, который вы и напечатаете первым делом.

Стоимость: 56 рублей за штуку.

В комплекте 5 штук, 4 используем для стола, одну пружинку используем для ограничителя оси X.

Процесс сборки достаточно увлекателен и чем-то напоминает сборку советского металлического конструктора.

Собираем всё по инструкции за исключением следующих пунктов

В пункте 1.1, в самом конце, где крепятся торцевые опоры, не ставим подшипники 625z - впрочем, мы их и не заказывали. Ходовые винты оставляем в «свободном плавании» в верхней позиции, это избавит нас от эффекта так называемого вобблинга.

В пункте 1.4 на картинке присутствует чёрная проставка. В комплекте с рамой её нет, вместо неё идут пластиковые втулки, используем их.

В пункте 1.6 держатель концевика оси Y крепим не к задней, а к передней стенке принтера. Если этого не сделать, детали печатаются зеркально. Как я ни пытался в прошивке это победить, мне не удалось.

Для этого надо перепаять клемму на заднюю часть платы:

В пункте 2.4 у нас другой экструдер, но крепится он точно так же. Для этого нужны длинные болты, их мы берём из комплекта для регулировки стола (18-я позиция в списке). В наборе с рамой нет таких длинных болтов, как и в местных магазинах.

В пункте 2.6 мы начинаем сборку нашего «бутерброда» из Arduino и RAMPS и сразу же сделаем очень важную доработку, про которую редко пишут в мануалах, но которая тем не менее очень важна для дальнейшей бесперебойной работы принтера.

Нам необходимо отвязать нашу Arduino от питания, которое приходит с платы RAMPS. Для этого выпаиваем или отрезаем диод с платы RAMPS.

Припаиваем регулятор напряжения ко входу питания, который заблаговременно выставляем на 5 В, попутно выпаивая стандартное гнездо питания. Приклеиваем регулятор кому куда удобнее, я приклеил на заднюю стенку самой Arduino.

Питание от блока питания к RAMPS я припаял отдельно к ножкам, чтобы оставить свободной клемму для подключения других устройств.

Перед запуском проверяем, что нигде ничего не заедает, каретка двигается до ограничителя и обратно без препятствий. Поначалу всё будет двигаться туго, со временем подшипники притрутся и всё пойдёт плавно. Не забудьте смазать направляющие и шпильки. Я смазываю силиконовой смазкой.

Ещё раз смотрим, что нигде ничего не коротит, драйверы шаговых двигателей поставлены правильно согласно инструкции, иначе сгорит и экран, и Arduino. Ограничители тоже необходимо поставить соблюдая правильную полярность, иначе сгорит стабилизатор напряжения на Arduino.

Подготовка к эксплуатации

Если всё подключено верно, можно переходить к следующей инструкции по эксплуатации.

Полезные материалы по некоторым параметрам нашей прошивки

Мой настроенный и рабочий вариант прошивки под этот принтер и экструдер. Он слегка откалиброван под те детали, которые мы заказали.

Заливаем прошивку через IDE Arduino 1.0.6, выбираем на экране принтера Auto Home, убеждаемся в правильном подключении концевиков и правильной полярности шаговиков. Если двигается в противоположную сторону, просто поверните клемму у мотора на 180 градусов. Если после начала движения слышен противный писк, это писк драйверов шаговиков. Надо подкрутить на них подстроечный резистор согласно инструкции .

Советую начать печатать из PLA-пластика: он не капризен и хорошо прилипает к синему скотчу, который продаётся в строительных магазинах.

Я беру пластик фирмы Bestfilament. Брал фирмы REC, но мне не понравилось, как ложатся слои. Есть ещё море различных брендов и видов пластика: от резиновых до «деревянных», от прозрачных до металлизированных… Ещё одна фирма, которую я порекомендую, - Filamentarno. У них чумовые цвета и отличный собственный вид пластика с отличными свойствами.

Пластиком ABS и HIPS я печатаю на каптоновом скотче, намазанном обычным клеем-карандашом из магазина канцтоваров. Такой способ хорош тем, что нет запаха. Есть много других разных способов повышения адгезии детали к столу, об этом вы узнаете сами в процессе проб и ошибок. Всё достигается опытным путём, и каждый выбирает свой способ.

Почему именно этот принтер на базе Prusa i3?

Принтер «всеяден». Печатать можно любыми доступными видами пластика и гибкими прутками. На сегодня рынок различных видов пластика достаточно развит, нет такой необходимости иметь закрытый бокс.
Принтер прост в сборке, настройке и обслуживании. Ковыряться с ним может даже ребёнок.
Достаточно надёжен.
Распространён, соответственно в Сети море инфы о его настройке и модернизации.
Пригоден для апгрейда. Можно заказать второй экструдер или экструдер с двумя печатными головками, заменить линейные подшипники на капролоновые или медные втулки, тем самым повысив качество печати.
Доступен по деньгам.

Фильтр для филамента

Печатал крепление для экструдера E3D V6, печатал какое-то время этим экструдером с боуден-подачей. Но вернулся обратно на MK10.

Приобрёл вот такой апгрейд, в дальнейшем будем печатать двумя пластиками.

Утеплил стол для более быстрого разогрева: подложка с отражающим фольгированным слоем и клейкой основой. В два слоя.

Сделал подсветку из светодиодной ленты. В какой-то момент надоело включать свет для контроля печати. В дальнейшем планирую закрепить камеру и подключить к принтеру Raspberry Pi для удалённого наблюдения и отправки моделей в печать без передёргивания флешки.

Если у вас есть дети, такой конструктор будет очень полезным и интересным. Приобщить детей к этому направлению будет несложно, им и самим будет в кайф печатать для себя различные игрушки, конструкторы и умных роботов.

Кстати, по стране сейчас активно открываются детские технопарки, в которых детей обучают новым технологиям, в том числе моделированию и трёхмерной печати. Иметь такой принтер дома будет очень полезно для увлечённого ребёнка.

Будь у меня такая штука в детстве, моему счастью не было бы предела, а если к этому добавить различные моторы, Arduino, датчики и модули, у меня бы, наверное, и вовсе поплыла крыша от возможностей, которые передо мной бы открылись. Мы вместо этого плавили пластмассу от старых игрушек и свинец из найденных на помойке аккумуляторов.

Всем, кто решит повторить, желаю удачной сборки и быстрого прибытия заказанных товаров. :)

Спасибо за внимание, если есть вопросы, задавайте.

Весьма полезный русскоязычный ресурс, на котором вы найдёте любую информацию по этому направлению:

Дорогостоящим удовольствием на сегодняшний день являются аддитивные принтеры. Многим приходится потратить не одну сотню или даже тысячу долларов только для того, чтобы приобрести эту высокотехнологичную машину. Способ самостоятельной сборки устройств для трехмерной печати интересует многих. Почему бы не попытаться распечатать на принтере точно такое же устройство, если форма создаваемых деталей может быть любой? У современных инженеров действительно есть возможность собирать 3Д-принтер своими руками.

Примеры успешной сборки

Современные конструкторы уверены в том, что устройства для трехмерной печати должны быть доступны всем. В 2004-м впервые обсуждались механизмы, способные воспроизводить сами себя. Планировалось создание установок, печатающих копии собственных комплектующих.

Первопроходцу в этой области удалось воссоздать больше половины таких деталей. Второе поколение устройств использовало для создания печати металлические сплавы, мраморную пыль, тальк и пластик. Подобные установки нельзя было называть идеальными изобретениями. Они требовали доработки.

Базовая цена обычной платформы для разработки комплектующих составляет 350 евро. Аппаратура, предоставляющая возможность распечатывать электрические схемы, стоит в десять раз дороже. Для того чтобы скопировать такие установки, придется приложить усилия.

Как собрать 3Д-принтер своими руками

Для самостоятельной сборки подходит стандартная модель EWaste. Стоит менее 60 долларов. Если удастся разыскать подходящие комплектующие, которые можно снять с ненужных электроприборов, собрать ее вполне реально. Для этого понадобится мотор NEMA 17, блок питания от ПК, DVD-дисковод, термоусадочные трубки и разъемы.

Еще одна конструкция может быть собрана из комплектующих разобранных лазерных принтеров в сочетании со стальными направляющими, профилями из металла и пластиковыми подшипниками. К каркасу крепятся 4 моторчика, два из них обязательно должны поддерживать функцию микрошага. Также потребуется использовать несколько соединительных проводов, оптических датчиков и термостатор для ячейки. Многие пользователи отмечают, что им удалось сконструировать 3Д-принтер своими руками. Чертежи вы можете увидеть в статье, они доступны для ознакомления. Обычные установки, созданные в домашних условиях, не наделены выдающимися свойствами, но справляются с печатью небольших пластиковых изделий.

Доступные детали облегчают работу

Всегда существует возможность собрать что-нибудь особенное. Схема недорогого устройства для трехмерной печати была предложена китайскими специалистами. Открытый рынок комплектующих дает возможность приобрести все необходимые составляющие такого механизма. Китайские конструкторы применили раму Makeblock, приобрести которую может каждый в магазине компании.

Теперь нет ничего сложного в том, чтобы создать 3Д-принтер своими руками. Устройство комплектуется электрической платой Arduino MEGA 2560. Управление может осуществлять обычный пользователь персонального компьютера, установив предварительно необходимое программное обеспечение.

Каждому придется выбирать технологию сборки. Для всех поколений современных самовоспроизводящихся устройств характерно стремительное развитие. Принтер заводской сборки обходится значительно дороже распечатанных комплектующих.

Перспективы и небольшие сложности

Несколько таких принтеров астронавты планируют захватить с собой в космос в ближайшем будущем. Грузоподъемность и полезная площадь летательного аппарата могут экономиться благодаря этим замечательным приспособлениям. Астронавтам придется собирать 3Д-принтер своими руками. Из принтера, задействованного, например, на Луне, может получиться весьма неплохая строительная аппаратура для возведения космических баз. Мелкодисперсный песок будет использоваться в качестве чернил.

Для современных инженеров не составит труда сделать 3Д-принтер своими руками. Reprap конструкции дают возможность уберечь кошелек от ненужных затрат. Готовые образцы требуют индивидуальной настройки. Это может негативно сказываться на качестве печати. Следует упомянуть, что для самостоятельной сборки потребуется много терпения и немалые знания инженерного дела.

Применение отработанной электроники

Не все имеют возможность купить 3Д-принтер, но мечтают об этом устройстве многие. Чтобы не выбрасывать деньги, можно поискать подходящие комплектующие в других электронных приспособлениях и использовать их в основе самодельного печатающего устройства. Итоговая стоимость такого принтера не будет превышать 100 долларов. Это дешево, учитывая то, что прибор самодельный. 3Д-принтера своими руками могут создавать все любители, знакомые с азами инженерного дела благодаря описанным принципам.

Следует начать с анализа специфики работы универсальных систем ЧПУ. Необходимо выучить перечень основных команд для управления устройством при помощи программного кода. К конструкции присоединяется пластиковый регулятор мощности моторчика и экструдер. В состав каждого устройства, разработанного самостоятельно, будет входить несколько основных комплектующих: корпус, блок питания, шаговый двигатель, контроллер, печатная головка и направляющие.

Составляем оси координат и готовим мотор

В качестве используемых деталей на данном этапе можно задействовать обыкновенные дисководы для CD/DVD, оставшиеся от старых компьютеров. Понадобится Floppy-дисковод. На данном этапе следует удостовериться, что моторы привода работают не от постоянного тока, а пошагово. Из всех существующих двигателей, необходимых для того, чтобы смонтировать 3Д-принтер своими руками, Nema 23 является лучшим вариантом при использовании в пластиковом экструдере.

Также потребуется дополнительная электроника, выбор которой будет зависеть от финансовых возможностей и наличия ее в продаже. Необходимо приготовить все кабели, блок питания, термостойкие трубки и разъемы. Провода припаиваются к шаговым двигателям.

Уделяем внимание экструдеру

Приводы, подающие волокна пластика, будут смонтированы из шестеренки MK7/MK8 и шагового мотора Nema 23. Необходимо также скачать программное обеспечение для управления элементами экструдера печатной установки. Также не забудьте о драйверах.

Пластмассовый материал будет втягиваться в экструдер и входить в нагревательный отсек. Затем разогретые чернила проходят по термостойким трубкам. Чтобы собрать прямой привод, необходимо соединить крепление на раме с шаговым двигателем. Полученные данные на экструдере выставляются в программе Repetier. Такой 3Д-принтер сделать своими руками под силу любому инженеру.

Проведение испытаний

Приготовление устройства к первому испытанию можно считать завершенным. Диаметр пластикового волокна в экструдере должен быть равен 1,75 мм. Такая толщина не будет требовать большого количества энергии во время печати. Рекомендуется заправлять в принтер PLA-пластик по причине легкоплавкости, безопасности и простота в использовании этого материала.

Активируется Repetier и запускаются срезы профиля Skeinforge. Для проверки калибровки можно распечатать какую-нибудь простую фигуру. Если сборка была проведена неправильно, проблемы конфигурации можно обнаружить практически сразу, проверив размеры полученного изделия.

Для начала работы необходимо открыть модель STL, определить фигуру для печати, ввести соответствующий g-код. Экструдер раскаляется, а затем начинает плавить пластик. Необходимо выдавить немного материала для проверки работы устройства. Вышеуказанная инструкция описывает основные принципы работы, которых необходимо придерживаться, чтобы сделать 3Д-принтер своими руками.

Заключение

Сегодня каждый инженер понимает, что устройство для 3Д-печати вполне реально создать самостоятельно. На этапе сбора информации никаких трудностей возникать не будет. Всю процедуру мы в подробностях описали выше.

Для успешной реализации поставленной задачи нужно разобраться в технологии изготовления устройства и определить основные проблемы, с которыми предстоит справиться. Необходимо раздобыть чертеж (см. выше), подобрать все комплектующие, проделать массу работы и выучить немалый объем дополнительной информации. Результаты обязательно порадуют.

Такое устройство может создавать фигурки небольших размеров, и практической пользы от него будет немного, но ради собственного удовольствия собрать подобную установку способен каждый инженер с достаточным уровнем информационного обеспечения. Кому-то может показаться увлекательным процесс, а не сами изделия. Если инженеру захочется сделать 3Д-принтер своими руками для изготовления крупных деталей, в любом случае придется раскошелиться, потому что комплектующие для таких устройств стоят намного дороже. Тем, у кого нет проблем со средствами, придется помучиться с поисками устройства, необходимого для самостоятельной сборки большого принтера. Успехов!

Иван Зарубин

IT-специалист, DIY-стартапер.

Сразу хотелось бы внести ясность - почему не стоит покупать дешманский китайский принтер за 15 тысяч рублей.

Стальная рама даст возможность насладиться именно созданием деталей, а не борьбой с принтером.

Следуя моему небольшому руководству, вы не закажете лишнего и не спалите свой первый комплект электроники, как это сделал я. Хотя это и не так страшно: стоимость деталей и запчастей к этому принтеру копеечная.

Стоимость комплектующих актуальна на январь 2017 года.

Заказываем детали

Стоимость: 4 900 рублей за штуку.

Рама идёт со всем необходимым крепежом. Винтиков и гаечек ребята кладут с запасом.

Полированные валы идут комплектом из 6 штук .

Стоимость: 2 850 рублей за комплект.

Шпильки M5 необходимо приобрести парой .

Стоимость: 200 рублей за штуку.

Стоимость комплекта: 1 045 рублей.

Запасная Arduino MEGA R3 .

Стоимость: 679 рублей за штуку.

Запасные драйверы шагового двигателя A4988 . Советую дополнительно взять ещё запасной комплект из 4 штук.

Стоимость: 48 рублей за штуку.

Стоимость: 75 рублей за штуку.

Стоимость комплекта: 2 490 рублей.

Стоимость комплекта: 769 рублей.

В этом комплекте есть всё необходимое для данного принтера.

Стоимость: 501 рубль за штуку.

Стоимость: 1 493 рубля за штуку.

Стоимость: 448 рублей за штуку.

Стоимость: 99 рублей за штуку.

Стоимость: 2 795 рублей за штуку.

Стоимость: 124 рубля за штуку.

Собственно, необходим для обдува PLA и прочих медленно затвердевающих видов пластика.

Стоимость: 204 рубля за штуку.

Очень нужен. Больший кулер существенно уменьшит шум от принтера.

Стоимость: 17 рублей за штуку.

Стоимость: 31 рубль за штуку.

Стоимость: 56 рублей за штуку.

В комплекте 5 штук, 4 используем для стола, одну пружинку используем для ограничителя оси X.

Процесс сборки достаточно увлекателен и чем-то напоминает сборку советского металлического конструктора.

Собираем всё по инструкции за исключением следующих пунктов

Для этого надо перепаять клемму на заднюю часть платы:

Подготовка к эксплуатации

Если всё подключено верно, можно переходить к следующей инструкции по эксплуатации.

Полезные материалы по некоторым параметрам нашей прошивки

Мой настроенный и рабочий вариант прошивки под этот принтер и экструдер. Он слегка откалиброван под те детали, которые мы заказали.

Почему именно этот принтер на базе Prusa i3?

Принтер «всеяден». Печатать можно любыми доступными видами пластика и гибкими прутками. На сегодня рынок различных видов пластика достаточно развит, нет такой необходимости иметь закрытый бокс.
Принтер прост в сборке, настройке и обслуживании. Ковыряться с ним может даже ребёнок.
Достаточно надёжен.
Распространён, соответственно в Сети море инфы о его настройке и модернизации.
Пригоден для апгрейда. Можно заказать второй экструдер или экструдер с двумя печатными головками, заменить линейные подшипники на капролоновые или медные втулки, тем самым повысив качество печати.
Доступен по деньгам.

Фильтр для филамента

Приобрёл вот такой апгрейд, в дальнейшем будем печатать двумя пластиками.

Всем, кто решит повторить, желаю удачной сборки и быстрого прибытия заказанных товаров. :)

Спасибо за внимание, если есть вопросы, задавайте.

Весьма полезный русскоязычный ресурс, на котором вы найдёте любую информацию по этому направлению:

Очень хорошо, когда есть средства на то, чтобы организовать свой бизнес, например, создавать трехмерные детали и закупить все необходимое оборудование. Но что делать тем, у кого нет начального капитала, как найти деньги, чтобы купить 3Д принтер для домашнего бизнеса? Как все организовать так, чтобы можно было пусть небольшими шагами, но идти вперед?

Если умеете держать в руках инструмент и есть небольшая сумма денег на закупку комплектующих, то можно попробовать самостоятельно собрать 3D принтер. Какие запчасти нужны, и как все правильно сделать? Какие возможности даст самодельное устройство?

Как собрать 3D принтер?

Собрать из подручных средств 3Д принтер никак не получится. Чтобы прибор смог в будущем полнофункционально работать и создавать качественные трехмерные детали нужно будет потратиться и приобрести комплектующие. Но даже приобретенные детали придется все равно откалибровать и корректировать под свое устройство. Для изготовления 3D принтера понадобятся:

датчики – они нужны для того, чтобы измерять температуру сопла экструдера и нагревательной панели;
шаговые двигатели, с их помощью можно будет привести в действие печатную головку и платформу построения модели;
контроллер, он следит за шаровым двигателем;
концевые датчики, нужны для определения нуля;
термисторы;
нагреватель экструдера и стол для работы.

Подбирать детали для 3Д принтера нужно исходя из габаритов будущего прибора и целей, которые вы собрались перед ним поставить . Собрать своими руками устройство и наладить его сможет только человек, у которого есть способности или инженеры. Поэтому подумайте и взвесьте свои силы, возможно, стоит найти человека, который поможет его собрать или подскажет, как все правильно организовать.

Если же самостоятельно собрать из отдельно купленных деталей не удастся, так может, стоит приобрести полуфабрикат. Что это такое? Какие модели существуют и что они собой представляют?

Принтеры-полуфабрикаты

В настоящее время можно приобрести 3D принтер в разобранном виде, который каждый сможет собрать, руководствуясь инструкцией, которая прилагается в комплекте. Что можно печатать на таком 3D принтере? Ответ очень простой – все что угодно. Каждая из моделей работает с определенным материалом, поэтому перед тем, как купить ту или иную модель, нужно подумать в каком направлении будет идти бизнес, и что именно вы собираетесь изготавливать. Большим спросом у начинающих предпринимателей, которые начинают свое дело с нуля, пользуются такие модели 3D принтеров:

DLP-принтер Sedgwick v0 Kit – это фотополимерное устройство предназначено, чтобы печатать детали из акрила. Можно выбрать один из двух вариантов с баком, объемом в 50 мм или 120.
Engineer (Prusa i3) – это еще один хороший прибор, который продается комплектом и собирать его нужно самостоятельно, печать идет ABS и PLA пластиком.
PRotos v3 – это лучший мини 3Д принтер для малого бизнеса по мнению тех, кто знает толк в подобного рода устройствах. Появился он на рынке около года назад, модель была максимально усовершенствована и способна печатать трехмерные изделия из любых видов пластика. К тому же в сборке он намного легче предыдущих моделей.

Все три модели получили большое количество положительных отзывов, но именно третья, как нельзя лучше подходит для создания малого бизнеса с минимальными вложениями. В среднем ее стоимость составляет около 50 000 рублей, да и собрать ее можно быстро. Но во сколько же обойдется принтер, собранный из закупленных отдельно комплектующих? В таблице ниже описаны все детали для принтера и их стоимость.

Если взять самые недорогие детали, то 3D принтер обойдется недорого, но стоит помнить, что, к примеру, купленный на рынке контроллер не самый лучший, его нужно будет еще очень долго дорабатывать, чтобы он смог правильно управлять 3Д принтером. Именно поэтому, чтобы не тратить время на создание брака, лучше купить качественный контроллер в тех магазинах, где знают в них толк. Но есть очень интересная идея для малого бизнеса, которая позволит не только организовать свое дело в 3Д индустрии, но и помочь многим, кто никак не может найти свое место в жизни.

Принтер создающий сам себя

Кто бы мог подумать, что изготавливая принтеры, можно не только самому хорошо заработать, но и помочь людям, которые хотят организовать свое дело. Трехмерный прибор открывает перед предпринимателями хорошую возможность для заработка. Если у вас есть небольшие навыки в инженерии, и вы хорошо ладите с электроникой, тогда можно взять на заметку такую идею – печать принтером своего прототипа. Как такое возможно? А все очень даже просто.

RepRap – это трехмерное устройство, способное печатать самого себя. Эта модель принтера послойно создает детали из ABS пластика. Стоит недорого, но производит печать пластиковых элементов отличного качества. Цена ее около 200 тысяч рублей.

Принцип работы этой модели в том, что она способна печатать детали для самого себя. Таким образом, купив одну модель и настроив ее, можно создавать его прототипы и продавать их, такая идея очень быстро окупится. К тому же можно помочь своим друзьям и родным найти свое место в бизнесе и начать свое дело.

Сохраните статью в 2 клика:

3Д принтер как прибыльный бизнес – это отличная идея, которая в настоящее время еще не слишком популярна в нашей стране, поэтому можно быть первым из тех, кто сможет удовлетворить потребности других людей. Ведь очень часто сталкиваешься с проблемой поиска редких деталей или эксклюзивных подарков, а благодаря 3D устройству за очень короткое время можно создать любой предмет. Организовать бизнес с небольшими вложениями можно, главное желание и все обязательно получится.

Вконтакте