Как я заказывал и собирал PRUSA i3

После того, как мне пришел распечатанный корпус для моих часов (еще раз спасибо bigbee), я загорелся идеей купить 3D принтер. Идея RepRap opensource принтеров мне понравилась, да и цена на них не так уж и кусалась. После многочисленных страниц форумов и кучи предложений на интернет площадках, я решил купить Prusa i3 (Прюша итерация 3). За подробностями прошу под кат.

Начало

Почему i3? Мне просто понравился дизайн + малое количество печатных деталей + относительная простота сборки. Итак, с моделью было решено. Далее шел поиск нужных компонентов.
Изначально я хотел заказывать все детали отдельно, выискивая минимальную стоимость и оптимальные характеристики. Со списком деталей, а так же где, как и почем их купить вы можете прочитать тут или, взяв названия деталей, найти их на одной из интернет площадок.

Перечень того, что нужно приобрести для постройки 3D принтера

• Рама (frame) — для i3 либо алюминиевая, либо фанерная. Есть еще вариант с фанерным боксом.
• Набор направляющих и шпилек (smooth & threaded rods) — шпильки в наших строительных магазинах так же называются штангами. Для оси Z в основном используются M5, а для крепежа конструкции M8 и M10. Направляющие можно купить и у нас, под названием круг стальной калиброванный диаметром 8мм (есть варианты для 10мм. и 12мм.).
• Подшипники (bearings) — линейные под диаметр направляющих и качения (подойдут от роликовых коньков, скейтбордов) для экструдера и ремней.
• Набор пластиковых деталей (Printed Parts) — используются для сборки всего вместе.
• Экструдер (Extruder) — (печатающая головка) состоит из двух частей: податчик пластика и горячая голова хотенд (hotend) «такая металлическая штучка» которая плавит пластик. Для хотенда необходим нагревательный элемент (лучше брать керамический) и термистор.
• Движки (Stepper Motors) — стандартный формат NEMA-17. Главная характеристика — удерживающий момент.
• Ремень и зубчатый вал (Belt & Belt Pulley) — чем шире ремень и чем меньше шаг зубов тем лучше.
• Соединительная муфта (Motor Coupler) — соединение моторов и шпилек оси Z. Размер 5 на диаметр шпильки.
• Печатный стол (кровать) (HeatBed) — Нагреваемая пластина (в основном печатная плата с дорожками). Он просто необходим, если вы собираетесь печатать ABS пластиком. К нему нужен еще один термистор и стекло не толще 3мм.
• Электроника тут начинается самое интересное. Существует множество разных плат управления, но мой выбор пал на RAMPS это шилд к Arduino mega. Думаю любителям ардуин, он придется по нраву.К RAMPS’у нужно:
• Драйверы управления шаговыми двигателями (stepper driver) — A4988 (режим 1/16 — шага) или DRV8825 (режим 1/32 — шага)
• Блок питания (power supply) — по питанию RAMPS нужно 12 вольт две линии 11+5 Ампер (мой блок питания 12 вольт 20 ампер). Можно использовать блок питания компьютера, но подключать к разным линиям 12 вольт ну и смотреть спецификацию блока на соответствие характеристикам.
• Концевики (датчики мин/макс положения) (EndStop) — бывают трех видов: кнопки, оптические и на эффекте холла. Обычно нужно только 3 датчика для определения положения минимума по всем осям, но можно поставить еще 3 для определения максимума.
• Сама Arduino mega или ее клоны.
• Всякая мелочевка, которую можно купить в любом строительном магазине: болты, гайки, шайбы, стяжки. И в магазине радиодеталей: провода, коннекторы, термоусадка, изолента.
  

Вот приблизительный список того, что необходимо, чтобы построить 3D принтер.

После тщательного поиска товаров с этого списка, я пришел к выводу, что можно купить уже полный комплект деталей от одного продавца дешевле, чем по отдельности, да еще и сэкономить на доставке. В итоге полный комплект мне обошелся в $349 + $97.95 за доставку.
11 апреля — был заказан набор.
23 апреля — отправление из Китая.
30 апреля посылка засветилась на таможне в Москве, и тут меня начали «терзать смутные сомнения». Вес посылки в описании товара 8кг. а на почте эта посылка «похудела» и стала весить 5кг. Я решил не поднимать панику и дождаться получения.
6 мая — посылка прибыла на место вручения. Вооружившись видеокамерой телефоном, я пошел ее получать. У работника почты заранее попросил положить посылку на весы. На видео снял извлечение посылки из таможенного мешка и посылку на весах. В тот же день, придя домой, стал вскрывать посылку и сравнивать ее содержимое со спецификацией, представленной продавцом, попутно снимая этот процесс на видео. Все было на месте, кроме направляющих и шпилек. Похоже что они выпали где-то между посадкой на самолет из Китая и прибытием на нашу таможню. Все и так прекрасно знают, как работает наша охудоблестная Почта России.

После недолгих раздумий, я отправился в строительный магазин и купил все направляющие и шпильки в нужном количестве (но не в нужном качестве!) длиной по метру каждая. Как оказалось, у гладких стержней диаметр 7,86мм вместо заявленных 8мм. Шпильки М8 и М5 оказались неплохого качества. На все ушло рублей 500 максимум. После переписки с продавцом и объяснением ему ситуации (я, на ломаном русско-английском, он на ломаном англо-китайском) я вернул $40.

Направляющие и шпильки резал дремелем c обрезным армированным диском.



Процесс сборки не очень сложен и достаточно хорошо описан на многих ресурсах, например тут, тут, очень подробно тут и даже на русском языке и с видео тут.

Напишу только инструмент, который мне понадобился:

• гаечный ключ на 6(М3), 8(М5) и 13(М8) (если ошибся в размерах — поправьте), а можно и разводной (для гаек М8 нужно 2 ключа);
• отвертка крестообразная;
• шестигранники для валов и муфт;
• шуруповерт;
• сверло по дереву 5мм.;
• сверло по металлу (для пластика) 3мм., 5мм., 8мм.;
• угольник;
• уровень (опционально);
• штангенциркуть (уже на этапе калибровки);
• пассатижи;
• бокорезы;
• канцелярский нож или скальпель;
• паяльник и все к нему;
• свежая голова;
• прямые руки желательны просто необходимы.

Вот что у меня получилось со стандартным комплектом:

Советы

Ниже я привожу несколько советов, для тех, кто решит собрать свой принтер.

Нагревательный столик я сразу посадил на подложку из «подставки под горячее». Слой 2мм фанеры и слой 1мм пробки, обклеенный мной алюминиевым скотчем в 3 слоя. Сделано это было для того, чтобы тепло от столика не уходило в воздух.

Если отверстия в пластиковых деталях меньшего диаметра, чем необходимо, аккуратно просверливайте их на обратном ходе шуруповерта.

Если на шаговых двигателях нет проточки, обязательно ее сделайте! Не рассчитывайте на то, что «оно и так крепко сидит», валы рано или поздно начнут проскальзывать.

Ремни следует натягивать, но не как струны.

Паяйте, а не скручивайте провода. Собирайте их в пучки, чтобы не мешались в дальнейшем.

Питание кровати сажайте на толстые провода, сечение должно быть таким, чтобы при нагреве кровати, сами провода не грелись.

Обязательно охлаждайте драйверы шаговиков и мосфет на кровать. Лучше всего радиаторы + кулер.

Для оси Z лучше использовать оптический эндстоп или на эффекте холла для повышения точности позиционирования.

Не экономьте пластик. Для повышения точности и скорости печати, уйдет немало материала.

Отчищайте пластик на входе в экструдер. Обычная губка, обернутая вокруг прутка, отлично собирает пыль.

Для лучшей подачи пластика, рекомендую немного проточить прижимной подшипник.

Косяки

Опишу несколько косяков данного комплекта, обнаруженных мной при сборке и в процессе эксплуатации.

Первый косяк, который я обнаружил: для сборки рамы, предусмотрены крепежные отверстия под гайку на М5, но отверстия для болтов почему-то под М4. Вот для чего нам сверло по дереву 5мм.

На RAMPS’е нет защиты «от дурака», если вставить драйвер шагового двигателя не той стороной, он сгорит. Что со мной и произошло (плюс 1 день на поиск драйвера и его покупку, и минус 350р).

Крепление мотора по оси Y слишком высоко поднято, и столик врезается в шаговик. Решилось заменой крепления.

Следующий косяк — WADE экструдер, который шел в комплекте, а точнее крепление его к оси Х. Хотенд вставляется в крепление, которое соединяет экструдер и крепление оси X. Между верхней границей хотенда и отверстием в экструдере остается нехилое такое расстояние, в котором по спирали застревал пластик. Решилось просто, добавлением шайб.

От нагрева хотенда стал плавиться пластик: крепление хотенда, корпус экструдера, крепление оси Х. (Временное решение изолировал алюминиевым скотчем, позднее распечатал новый экструдер).

Жутко греется мосфет на кровать. Дело в том, что в RAMPS’e изначально поставлены мосфеты, управляемые 10 вольтами, но с ардуины идет управление 5 вольт. Временно решается установкой радиатора. А для большей надежности и ускорения нагрева кровати есть 2 пути: поменять мосфет на нужный (например, выпаянный с материнской платы) или поставить реле.

Напоследок немного фото

На этом пока все. Как обычно с нетерпением жду вопросов и комментариев.
Ну и отпишитесь в комментариях, о чем хотите почитать.

UPD: Забыл упомянуть что заменил направляющие по оси X на направляющие со старых сканеров. А вчера, при очередном походе в строительный магазин, обнаружил полый алюминевый профиль 7.96 мм. (из заявленных 8ми) пересобрал оси Y и Z. Вот что получилось. Печать на пониженной скорости (30мм/с периметр 40мм/с заливка), высота слоя 0.2мм. Печать заняла 2,5 часа.

Йода

моделька
Размеры: от уха до уха — 8 см., от носа до задней части основания — 6 см., высота — 6.5 см.