3D-принтер из алюминиевого профиля: плюсы и минусы самодельной рамы

Несмотря на то, что шумиха начала десятилетия вокруг 3D-печати схлынула, отрасль лишь растет и развивается, все больше новых моделей 3D-принтеров выходит на рынок, они приобретают новый функционал и возможности, но некоторым людям этого мало. В попытке сделать нечто уникальное, сэкономить деньги или проявить свою творческую натуру, множество фанатов техники конструируют и собирают собственные 3d-принтеры из разных материалов — от абс и оргстекла, до фанеры и стали.

В этой статье мы рассказываем о создании самодельных 3D-принтеров на раме из алюминиевого профиля, рассматриваем преимущества и тонкости такого подхода.

Содержание

Введение

Казалось бы, только недавно интернет стал общедоступным, компьютеры избавились от тонн громоздких комплектующих, а принтеры стали по-карману большей части населения. Не успел среднестатистический пользователь освоиться во всем этом разнообразии, как 3D-печать и все что с нею связано сформировали такое понятие как аддитивные технологии. А где водится технология, там водится и гик.

Желая применить самые свежие и уже проверенные временем решения в создании своего, уникального 3D-принтера, люди начали разрабатывать индивидуальные проекты.

Источник: https://www.pinterest.com

Цели

Главные цели, которые толкают человека к разработке собственного 3d-принтера:

Удешевление конструкции, по сравнению с приобретением готового аппарата;
Разработка более совершенного оборудования, чем может предложить рынок — имеется в виду как общий конструктив, так отдельные комплектующие;
Изготовление устройства, отвечающего индивидуальным техническим запросам и нуждам автора — то есть, принтер изначально рассчитан на выполнение узкоспециализированных задач;
Стремление к самовыражению: некоторые люди, чье хобби — создание всяких высокотехнологичных «игрушек», создают их десятками. Широкой публике на рассмотрение предоставляются материалы по процессу постройки устройства и итоговому результату. Чаще всего такие девайсы, кроме как в тестах на работоспособность, нигде не используются.

Между тем, создание 3D-принтера своими руками требует глубокого понимания принципов работы таких устройств и навыков работы с подобными комплектующими.

Источник: https://kalaakaar.in

Способы

Использование кИтов (kit - набор, англ.) — готовых 3D-принтеров поставляемых в разобранном виде. Зачастую такие наборы, продаваемые производителями 3D-принтеров, включают в себя полный перечень необходимых деталей и крепежа. Наборы от независимых проектов могут состоять из деталей корпуса или рамы, либо наоборот — из начинки без корпуса, они стоят дешевле и предоставляют пользователю большую свободу для творчества;
Полностью самостоятельный проект — это более сложный путь, требующий большего количества расчетов и анализа характеристик каждой из составляющих.

По приведенным выше (см. Цели) причинам, самодельщики применяют рамы собственного изготовления. Такой подход требует развитого инженерного мышления — изготовление рамы это, пожалуй, самый кропотливый и сложный процесс в собственноручном принтеростроении, так как остальные части заводского производства и их качество не зависит от навыков сборщика, их надо лишь выбрать и заказать, а вот рама — полный DIY.

Наиболее распространенные материалы для рам самодельных 3D-принтеров — алюминиевый или стальной профиль. Профилированный металлический лист в наибольшей степени отвечает требованиям по прочности и устойчивости к вибрации.

В чем выгода самостоятельной постройки 3D-принтера

Преимущества самостоятельной разработки 3D-принтера:

Полная свобода действий — в данный момент на рынке представлено такое разнообразие комплектующих, что готовое изделие может иметь нескончаемое число конфигураций;
Отличная гибкость необходимого бюджета — в процессе конструирования представляется возможным оперативное изменение конфигурации исходя из бюджета;
Возможность подгонки конструкции для конкретных целей, что повысит конечную производительность и качество печатаемой продукции;
Возможность создать девайс с характеристиками, превосходящими заводские экземпляры;
Можно полностью раскрыть потенциал RepRap (Replicating Rapid Prototyper — самовоспроизведение для быстрого прототипирования) — концепции, предполагающей создание частей для сборки 3D-принтера на 3D-принтере.

И, опять таки, мы возвращаемся к раме, как к элементу, который требует творческого подхода в наибольшей степени.

Суть в том, что все перечисленные преимущества домашнего принтеростроения легко нивелируются просчетами в создании рамы. Именно поэтому стоит уделить максимальное внимание не только конструкции, но и применяемым материалам.

Источник: https://www.youtube.com

При создании 3D-принтеров своими руками чаще всего используют алюминий, сталь, фанеру и ДСП. Собственно, в ход идет все, что есть в свободном доступе.

Металлический профиль обеспечивает максимальную жесткость конструкции, а жесткая неизменная геометрия рамы — обязательное условие для качественной печати, так как на раме крепится все остальное и малейший сдвиг приведет к браку.

У стали свои преимущества — больший вес, обеспечивающий устойчивость, и, намного превосходящая необходимую, прочность; у алюминия свои — меньший вес предполагает легкость перемещения принтера, большая вязкость дает поглощение вибрации, а легкость обработки алюминия вообще вне конкуренции.

Источник: https://www.3dprinterreviewsite.com

Почему именно профиль

К выбору в пользу алюминиевого профиля подводят следующие его преимущества:

Высокая прочность при относительно малом весе;
Хоть профиль и относительно легкий, но все же имеет достаточный вес для гашения вибраций, играет тут роль и большая вязкость самого алюминия, по сравнению с той же сталью;
Удобный формат для сборки, так как используются стандартные крепления, использующие только болт и Т-образную гайку (что также хорошо, ввиду отсутствия выпирающих элементов на конструкции);
Универсальность применения — перед использованием по назначению, профиль режут на куски нужной длины, это весь процесс подготовки;
Легко и быстро режется и сверлится, легко собрать, разобрать и модернизировать;
Легко придать эстетичный вид, применяя пластиковые торцевые заглушки, которые можно купить или напечатать на 3D-принтере;
Геометрия профиля позволяет добиться высочайшей жесткости конструкции.

Источник: https://www.alibaba.com

Примеры

Проект 3D-принтера Сергея Иванчикова

Описание

Источник: http://www.de-si-gn.com

Данный принтер был изготовлен, так как была нужда в инструменте для печати дизайнерских трехмерных моделей и прототипирования. Был необходим принтер с большой областью печати. Готовые варианты не подходили ни по параметрам, ни по стоимости.

Из того, что пришлось купить — только подшипники, рельсы и электроника. Двигатели, валы, ремни и прочее было снято со старых принтеров.

Также были использованы:

Arduino mega 2560;
Ramps 1.4;
Graphic LCD Controlle;
драйверы ШД A4988 (5 шт.);
Клон экструдера МК7.

Источник: http://www.de-si-gn.com

Как это делается

Рама собрана из алюминиевого профиля 40x40x3 мм, 50x50x3, 50x20x2 и 31х30х3 (для установки дверей купе).

Источник: http://www.de-si-gn.com

Изъяты у советского принтера валы диаметром 12 мм, которые стали на X и Z оси. Рельсы, заказанные в китае SBR12 — на Y.

Источник: http://www.de-si-gn.com

Двигатели сняты из старого МФУ в количестве 3 шт. (2 штуки на оси Y, один на Х), один новый заказан из Китая (для Z).

Источник: http://www.de-si-gn.com

Столик изготовлен из листового алюминия 340х320х4 мм в связке с силиконовым нагревателем 250х250 мм, рассчитанным на 200 Вт при 12В.

Источник: http://www.de-si-gn.com

Установлена прошивка Marlin и производится пробная печать.

Источник: http://www.de-si-gn.com

Печатаемый объект — параллелепипед 3х2х1 см.

Источник: http://www.de-si-gn.com

Контроль качества.

Источник: http://www.de-si-gn.com

После настройки были отпечатаны держатели для концевиков.

Источник: http://www.de-si-gn.com

И еще фигурка.

Источник: http://www.de-si-gn.com

Плюсы и минусы

Плюсы: практичный, надежный, дешево обошелся.

Минусы: нет, так как все поставленные задачи выполняет.