3D принтер го прави сам. Мога ли да направя 3D принтер със собствените си ръце?

Пускането на първите устройства за 3D печат предизвика много ентусиазирани отзиви. Всъщност това е едно от най-впечатляващите развития в сегмента на информационните технологии в началото на 21 век. В момента триизмерните принтери достатъчно здраво влязоха в специализираните области на приборостроенето, промишлеността и други области. Фирмите, които се нуждаят от високоефективен производител на хардуер за малки части, с нетърпение купуват 3D принтер. Цената, която е около 100 хиляди рубли, не ги спира, защото технологичното устройство плаща за себе си.

Що се отнася до домашната употреба, такива инвестиции рядко са оправдани, тъй като има смисъл в придобиването на такова оборудване. Самата нужда от подобно устройство обикновено се обяснява с любопитство и желание за експериментиране. Въпреки че, разбира се, има много примери, когато 3D-принтерите се използват активно в ежедневието. Както и да е, методите на самостоятелно производство на иновативни устройства през последните години са придобили много последователи. Този интерес към „триизмерното производство“ се засилва от успеха на домашните занаятчии.

От какво е направен принтерът?

Както обикновено се случва в самостоятелно създаденото творчество, полето за реализиране на идеи е неограничено. Всеки майстор разработва своите рецепти и технологии, които позволяват да се реализира идеята. Въпреки това е невъзможно да си направите 3D принтер със собствените си ръце без специални ръководства. Първоначално пример за първите ентусиасти бяха продуктите на Z Corporation и 3D-Systems. Най-значимият принос за индустрията на самостоятелно изработените устройства е направен от RepRap, който разработва комплекти за принтери с триизмерен печат.

Всъщност, преди някой, който реши да направи подобен продукт, има някаква дилема: използвайте комплект, който изисква само сглобяване, или закупуване на компоненти поотделно. Всеки сам решава отговора на този въпрос, но 3D принтер със собствени ръце може да се направи само ако имате съответните знания и технически умения, които определено имате нужда в производствения процес.

Механични компоненти

Независимо от това дали готовият пакет е закупен, или дали е решено да се закупят компонентите самостоятелно (за предпочитане в Китай), нито един монтаж на 3D принтера не е завършен без следните елементи:

• скрепителни елементи, с които се оформя рамката на устройството;
• Метални водачи за подвижни компоненти;
• предавки, въз основа на които ще бъде осигурено предаване от електрически задвижвания на подвижни единици;
• платформа, която ще бъде специално поле за производство на обекти;
• нагревателно устройство и термодвойка, с които ще се следи температурата.

Основен монтаж

Процесът на сглобяване зависи от набор от компоненти. При правилния подход тя може да бъде реализирана с око - но в този случай е необходимо стриктно да се следва конфигурацията на местоположението на електрозадвижването, водачите и главата на екструдера по осите. Без специален комплект можете да сглобите своя 3D принтер с шперплат, подходящи винтове и скоби.

Двигателят е фиксиран към всяка ос и ще действа като източник на енергия за системата на ремъка, която е отговорна за движение по водачите. Също така на една от осите трябва да се предвиди задвижващ блок, чрез който да се извършва движението на платформата. Друга ос, фиксирана върху 3D принтера, ще позволи на екструдера да се движи.

Електротехнически устройства

За тези, които решат самостоятелно да търсят компоненти, механичната част може да бъде реализирана от скрап материали. Но за да направите 3D принтер със собствените си ръце, вие също се нуждаете от електроника, без покупката на която няма да можете да направите. За изпълнение на тази част се изисква следният комплект:

• превключватели, които ще бъдат отговорни за ограничаване на отпечатването върху „работната“ област по основните оси;
• стъпкови двигатели;
• Съвет с микроконтролер - този компонент е един от най-важните: осигурява печат върху 3D принтер и контролира позициите на каретата.

В допълнение, имате нужда от екструдер с термичен сензор. Той е този, който ще действа като материален преобразувател от твърдо до меко топене.

Електроника за окабеляване

На този етап е необходимо да се осъществи инсталирането на централния прът (опора) и главата на екструдера, от които зависи работата на 3D принтера, и по-специално техниката на отпечатване. Следваща ще следва връзката на обекта за печат и нагревателни елементи. В крайна сметка ще остане да свържете платката и да осигурите свързването на кабелите към нагревателите, захранващите и температурните индикатори. Свързване с проводник Подобно на други операции, те няма да създават проблеми за тези, които са запознати с основните правила на радиотехниката. В много отношения курсът на работа е подобен на инсталирането на джъмперите на компютърна дънна платка.

Важно е да се помни, че надеждността на рамката до голяма степен зависи от това как ще се извършва висококачествен печат на 3D принтер, така че всички клипове, скрепителни елементи и връзки трябва да бъдат направени възможно най-точно - без отклонения в пропорциите и последователността.

Освен това тук е необходимо да се предвиди възможност за оттегляне на "работния" обект. По време на работа ще е необходимо да го почистите, така че клипсът трябва лесно да се откачи. Между другото, специални комплекти имат ZIP-брави, които ви позволяват лесно да фиксирате платката. Качеството им обаче рядко е високо, така че трябва да сте готови да подмените държачите.

Работата на хардуерното пълнене

Обработеният от фреза код се прехвърля в оперативната памет на устройството, след което микроконтролерът започва своята работа. По време на изпълнението на алгоритъма електрониката може да се регулира в зависимост от състоянието на термичните сензори. В допълнение, системата контролира параметрите, съгласно които екструдерът се движи за 3D принтера и проследява температурните характеристики. Качеството на получения триизмерен обект ще зависи от правилността на дозиране и екструзия на консумативи.

Прецизен печат и увеличаването му

В допълнение към настройката на контролера, стъпков двигател играе важна роля в параметрите на каретката, което пряко определя точността на отпечатването. Веднага е важно да се отбележи, че един домашен 3D принтер, чиято цена ще бъде от 30 до 50 хиляди рубли, без съмнение ще струва по-малко от една марка. Желателно е да се осигури мощно електрическо задвижване. Това мини-устройство се използва за преместване на главата на екструдера и определя чувствителността на работата му. Например, при 360-градусово въртене на шпиндела, броят на стъпките на електродвигателя ще бъде 200, съответно ще бъде осигурена точност от 5 микрона. Ако броят на стъпките е 400 - точността се осигурява на 2,5 микрона. По този начин задвижването с най-голям брой стъпки ще може да гарантира по-висока точност.

софтуер

Основната задача на програмата за 3D принтер е да преведе триизмерния виртуален модел в алгоритъм, който администраторът може да разбере. Освен това, в съответствие с параметрите на този код, обектът ще бъде произведен чрез рязане точно във формата, в която моделът е бил записан на компютъра. В тази връзка е важно да се отбележи, че не всеки файл е подходящ за принтер - днес STL форматът се използва по-често. Той няма да направи преобразуването на труда, но за последваща обработка на кода и предоставянето му на микроконтролера е необходим подходящ софтуер.

В брандираните устройства компаниите специално разработват софтуер, предназначен за конкретни модели. Всъщност, това са прости програми за 3D принтер, наричани още "cuters". Приложения като Skineforge, Slic3r и Kisslacer се справят с такива функции. За ползотворна работа, вие също се нуждаете от 3D редактор, който ще запази празните места в STL файл. Трябва да се отбележи, че когато се използват големи модели, принтерът може да се реже неправилно поради недостатъчната площ на платформата. Решението на такива проблеми е в елементарното разделяне на виртуалния обект на няколко части.