Самостоятельное создание аддитивного принтера — трудоёмкий процесс. Такое устройство не получится сделать за один вечер, а его настройка также может занять дополнительное время. Стоимость сборки при самостоятельном поштучном заказе компонентов может превысить цену бюджетного 3D-принтера, изготовленного фабрично. Но приложив некоторое количество усилий и ознакомившись с рекомендациями по сборке, вы сможете создать 3D-принтер своими руками, и он будет идеально подходить под ваши потребности.

Выбор и покупка деталей

Сборка 3D-принтера своими руками обойдётся дешевле всего, если заказывать детали в китайских интернет-магазинах. Самый популярный сайт, на котором можно найти весь набор комплектующих — AliExpress. Для формирования списка компонентов определитесь с конструкцией будущего устройства. Если у вас нет опыта в создании подобных девайсов, воспользуйтесь тематическими форумами для поиска списка комплектующих и последовательности их сборки своими руками. В случае отсутствия определённых элементов — их можно заменить на другие, при условии совместимости характеристик.

Какой бы ни была выбранная конструкция, вам понадобится стандартный комплект основных компонентов:

• Набор проводов и винты, чтобы собрать 3D-принтер своими руками.
• Корпус аппарата или металлическая рама для принтеров открытого типа.
• Блок питания на 12В.
• Комплект электроники (зачастую Arduino Mega 2560 R3 + шаговые драйверы).

Обратите внимание! Чтобы сэкономить при покупке на AliExpress, используйте сайты, предоставляющие cashback. Фиксированный процент от каждой покупки будет возвращён на личный счёт после подтверждения заказа. Деньги с этого счёта вы сможете вывести на карту или кошелёк электронной платёжной системы.

Сборка корпуса

Чтобы сделать корпус трёхмерного принтера, подойдёт любой материал достаточной жёсткости, поставляемый в листах. Первым делом следует смоделировать конструкцию или найти готовую схему в Интернете. После этого можно приступить к вырезанию отдельных деталей. При наличии электролобзика или другого инструмента для резки такую работу можно выполнить самостоятельно. Если нужных инструментов нет, рекомендуется заказать услуги лазерной резки.

Для работы с ABS-пластиком предпочтительна закрытая конструкция устройства, сохраняющая высокую температуру в камере. Быстрое или неравномерное застывание такого пластика может вызвать трещины или привести к осаждению печатаемой модели. Если же вы планируете использовать принтер для печати при помощи полилактида (PLA), используйте открытый корпус или предусмотрите возможность его открытия. Печать этим типом пластика требует отвода тепла и постоянного охлаждения.

Для корпуса 3D-принтера подойдут листы толщиной 6 мм. В зависимости от выбранного материала, они могут быть прозрачными или нет. При недостаточной жёсткости конструкции установите алюминиевые или стальные уголки по бокам. Также можно сделать корпус из небольшого телекоммуникационного шкафа или другого предмета. При наличии второго 3D-принтера детали корпуса нового устройства можно распечатать на нём. Самые популярные материалы, применяемые для создания каркаса своими руками:

• Фанера;
• Монолитный поликарбонат;
• Акрил.

Важно! Корпус из фанеры хорошо гасит вибрацию, возникающую при печати.

Установка деталей и окончательная сборка

После изготовления корпуса нужно установить компоненты принтера и настроить работу электроники. При сборке важно соблюдать правильную последовательность установки деталей. Учитывайте, что в процессе работы устройства может проявляться вибрация. Все винты должны быть хорошо затянуты, а основные компоненты аппарата необходимо прочно зафиксировать. По окончании сборки проведите пробную печать на созданном 3D-принтере.

Важно знать! Как правило, окончательная стоимость 3D устройства, сделанного своими руками, составляет 20-30 тысяч рублей.

Обучающее видео: 3D принтер своими руками за $155

Читайте также:

Кофейный принтер: Виды и особенности аппаратов для печати на кофейной пенке
Как подключить принтер к компьютеру: Обзор способов соединения домашних устройств

Современный аддитивный принтер – удовольствие не из дешевых. Чтобы стать владельцем высокотехнологичной «машины», придется выложить несколько сотен, а то и тысяч долларов. Многие сторонники трехмерной печати задаются вопросом, как собрать 3d принтер своими руками? Если устройство может воспроизводить детали любых форм и размеров, почему бы не попробовать напечатать точно такой же принтер?

Самовоспроизводство, как альтернатива коммерческим моделям

В действительности инженеры уже не первый год бьются над тем, чтобы сделать технологию трехмерной печати общедоступной.

Впервые о самовоспроизводящихся механизмах заговорили в 2004 году. Проект получил название 3d принтер reprap. Аппараты данного типа могут воспроизводить точные копии своих комплектующих.

Первым стал принтер под названием «Дарвин». Ему удалось воспроизвести около 60% своих деталей для дочерней копии. Ему на смену пришел «Мендель», способный работать не только с пластиком, но и мраморной пылью, тальком и металлическими сплавами.

Несмотря на то, что принцип reprap завоевал доверие среди пользователей печатным оборудованием и приобрел огромную популярность среди инженеров-любителей, его нельзя назвать совершенным.

Базовая стоимость стандартной платформы для создания себе подобных клонов составляет 350 евро. Профессиональный самовоспроизводящийся аппарат, способный печатать собственный электрические схемы стоит 3000 евро.

В обоих случаях покупателю придется приложить немало усилий для того, чтобы его копия заработала в полной мере.

Собираем 3d принтер

Прежде всего, придется раскошелиться на детали и комплектующие, которые на сегодняшний день невозможно целиком изготовить на обычном принтере. Начинающему инженеру придется докупить, самостоятельно установить и откалибрировать:

• — датчики для измерения температуры сопла экструдера и нагревательного стола;
• — шаговые двигатели, приводящие в действие печатную головку и платформу построения;
• — контроллер шагового двигателя;
• — концевые датчики для определения «нуля»;
• — термисторы;
• — нагреватель экструдера и рабочего стола.

Вышеперечисленные запчасти подбираются исходя из габаритов устройства и целей, которые перед ним ставятся. Суммарный бюджет самодельного аппарата может легко сравняться с себестоимостью недорогого FDM-принтера со средним качеством печати.

Reprap принтеры — полуфабрикаты в мире 3D

В действительности собрать 3d принтер своими руками сложнее, чем может показаться на первый взгляд. К сожалению, технология reprap далека от совершенства и ориентирована в первую очередь на людей с инженерным образованием. Для всех остальных предусмотрены комплекты, которые можно собрать воедино руководствуясь инструкцией и твердо держа в руке отвертку.

Например, DLP-принтер Sedgwick v2.0 Kit. Фотополимерный аппарат предназначен для печати моделей из акрила. На выбор предлагается два варианта устройства: с баком объемом 75х75х50мм и 75х75х120мм. Готовый прибор способен печатать с минимальной толщиной слоя 100мкм.

В свою очередь, набор Engineer (Prusa i3) позволяет собрать принтер для послойного наплавления ABS и PLA пластиком с толщиной наносимого слоя 0,3-0,5мм. Объем рабочей камеры составляет 200х200х180мм.

Наборы для самостоятельной сборки постоянно совершенствуются. В 2015 году в продажу поступили первые принтеры серии PRotos v3, немецкого производителя German RepRap. Устройство как и остальные модели подобного типа, продается в разобранном виде.

Но производитель учел предыдущие недочеты и представил комплект, собрать который стало намного проще, чем когда-либо ранее. Новинка снабжена уже готовой платформой для печати, алюминиевыми армирующими опорами, придающими ей дополнительный запас прочности, катушкой фирменного кабелями с подготовленными разъемами, а также собранными платами.

Если раньше самостоятельно собрать корректно работающий принтер было практически невозможно, то благодаря стараниями немецких инженеров, каждый покупатель получил возможность своими руками собрать устройство для трехмерной печати, оборудованное двумя экструдерами.

Примечательно, что инженеры компании PRotos v3 решили не ограничивать возможности печатной машины и обучили ее работе со всеми известными видами пластика, такими как ABS, PLA, PP, PS, PVA, smartABS, Laybrick, Bendlay и Laywood.

Стоимость комплекта составляет 999 евро. С другой стороны, собранный на заводе принтер продается по цене 1559 евро.

Как самому собрать 3d принтер из подручных материалов

За место в категории «самый дешевый 3d принтер своими руками» могут соревноваться сразу два кандидата. Модель EWaste обойдется не дороже 60 долларов, при условии, что вы сможете найти подходящие детали, позаимствованные из старых электроприборов.

Вам понадобится два CD/DVD привода, дисковод, компьютерный блок питания, разъемы, термоусадочная трубка и мотор NEMA 17.

Альтернативный вариант – использовать фанеру, гайки, кабеля, болты и алюминиевый лом. Прикрепить все это к пошаговому двигателю и нагревательному картриджу с помощью паяльника. Детальный процесс сборки египетского ATOM 3D вы найдете вот .

Кстати, чтобы обзавестись собственным принтером совершенно не обязательно мастерски орудовать паяльной лампой. Достаточно разобрать несколько копировальных аппаратов. Так, в России появился 3D принтер, собранный из утилизированных лазерных МФУ Xerox 4118 и Xerox M15.

Чтобы воплотить задумку в реальность инженеру понадобились стальные направляющие, три пластиковых подшипника, несколько металлических профилей, 4 моторчика, два из которых поддерживают функцию микрошага. Дополнительно автор проекта задействовал термистор для печки, 3 оптических датчика и соединительные провода.

Возможно, готовый агрегат не блещет дизайнерскими изысками, зато вполне прилично справляется с печатью привычным ABS пластиком. Себестоимость самоделки едва ли превысит 50 долларов, при условии, что некоторые комплектующие были у автора идеи в наличии.

Впрочем, при должной сноровке можно попробовать собрать нечто более совершенное. Китайские инженеры из компании Makeblock специализирующиеся на разработке робототехники, любезно предложили свой «рецепт» недорогой машины для трехмерной печати.

Принтер собирался из подручных инструментов и продающихся на открытом рынке механизмов. Китайские разработчики использовали фирменную раму Makeblock с платформой типа i3, купить которую можно в магазине компании.

За электрическую часть отвечает плата Arduino MEGA 2560+ RAMPS. Устройство управляется с помощью стационарного компьютера с предустановленным специальным программным обеспечением Printrun (скачать).

Какой именно вариант выбрать – решать вам. Самовоспроизводящиеся принтеры стремительно развиваются и эволюционируют. Но такой комплект стоит ненамного дешевле обычной коммерческой модели, так как является полноценной платформой для ускоренного прототипирования. Общественный стереотип, гласящий что rep-rap – это всего лишь бюджетные игрушки, канул в лету вместе с заявлениями NASA.

Оказывается, астронавты планируют в недалеком будущем взять несколько подобных принтеров в космос. По замыслу инженеров, самовоспроизводящиеся принтеры помогут сэкономить полезную площадь и грузоподъемность шатла. Планируется, что они будут использоваться для постройки космических баз на Луне и Марсе.

В качестве чернил 3D принтеры будут использовать мелкодисперсный песок.

Какой именно вариант выбрать – решать вам. Самовоспроизводящиеся принтеры стремительно развиваются и эволюционируют. Но такой комплект стоит ненамного дешевле обычной коммерческой модели, так как является полноценной платформой для ускоренного прототипирования.

Rep-rap 3d принтеры позволяют сэкономить несколько десятков или сотен долларов, но готовый образец придется самостоятельно настраивать, из-за чего качество печати может страдать. Самодельные принтеры – вариант для людей с инженерным образованием и недюжинным терпением.

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?

1. 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.
2. Принтер прост в сборке, настройке и обслуживании. Ковыряться с ним может даже ребёнок.
3. Достаточно надёжен.
4. Распространён, соответственно в Сети море инфы о его настройке и модернизации.
5. 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.
6. 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:

Как оказалось модификаций корпусов огромное количество. В этом легко убедиться на страницах RepRap WiKi . Перед окончательным выбором пришлось поставить следующие задачи — минимизировать количество печатанных на 3D принтере деталей и выполнить корпус из недорогих и доступных в нашей стране материалов. Выбор пал на Reprap Prusa i3 . Этот вариант как мне показалось обладает достаточно высокой прочность конструкции корпуса будущего станка. Но на сайте автора предлагается комплект из МДФ. Я решил попробовать исполнить идею из дибонда толщиной 6мм. Покопавшись в сети, я таки раздобыл чертежи. Перед заказом построил модели всех деталей в 3D и попытался выполнить сборку. К своему недоумению обнаружил, что не все детали нормально стыкуются.

ДОРАБОТКА КОРПУСА

Раз уж так вышло, то всю следующую неделю я потратил на переработку чертежей деталей. Детали выполнялись с учетом резки на «лазере». Для изготовления опытного образца я решил выполнить отверстия для стыковки панелей большего размера на всякий «пожарный» случай. Также мне показался достаточно хлипким держатель стола. По этой причине пришлось сделать его немного массивней. Так как возможности напечатать пластиковые детали самостоятельно у меня нет, то перед отправкой на изготовление деталей каркаса все-таки было решено проверить их совместимость с печатанными деталями, выбор которых шел .

С тем, что получилось можно ознакомиться на рисунке выше. Сборка нарисована — можно приступать к покупке материала.

ПОИСКИ МАТЕРИАЛА

На этом этапе работы меня ждало первое разочарование! Дня три потратил на обзвон поставщиков. Но так и не смог отыскать запланированный дибонд толщиной 6мм — либо «не сезон» либо такой толщины не возят. Пришлось задуматься о переходе на другой материал. Выбор пал на полистирол и монолитный поликарбонат. Обе позиции также оказались трудноступными… При этом поликабонат оказался более подходящим по прочности. Но и более дорогим. В итоге, с огромным трудом, мне удалось купить лист белого полистирола 6мм. И снова пришлось вернуться за компьютер для правки чертежей. Поскольку листовой полистирол обладает глянцевой поверхностью лишь с одной стороны, расширил перечень деталей — вместо некоторых двух одинаковых деталей пришлось сделать две зеркально отображенные. Для того, чтобы глянцевая поверхность оказалась снаружи.

ПРОИЗВОДСТВО

Поисковик выдал огромную кучу фирм, занимающихся лазерной резкой. Но только единицы готовы были взяться за резку полистирола. И эти единицы не захотели связываться с моим маленьким заказом! Замкнутый круг — для того, чтобы заказать большую партию, требуется выполнить опытный образец. А опытный образец содержит слишком маленькое количество резки… Пробежавшись по своим старым поставщикам, мне все-таки удалось уговорить лазерщиков попробовать вырезать мои детали. Радости было целое море… И как оказалось зря! После недели попыток так и не удалось подобрать режим резки — либо кромка плавилась, либо получалась буквально волнистая линия реза. В итоге, потеряв всякую надежду сделать свой комплект лазером, обратился к фрезерному станку с ЧПУ. При этом я отчетливо понимал, что фреза на внутренних углах обязательно оставит радиуса, которые затем придется «уничтожать» руками. Отправил заказ и погрузился в длительное ожидание…

СБОРКА КАРКАСА

Настал радостный день — забрал свои детали.

Резали фрезой диаметром 2мм. Как видно на фото ниже на внутрених углах остались скругления.

Взялся за концелярский нож, надфиля и приступил к обработке. Как только все доработал, сразу начал собирать каркас. Все детали состыковались без затруднений. Правда и на данном этапе не обошлось без косяков — пока прикручивал правую стойку, левую поленился подтянуть винтом. И по нелепой случайности она выпала из пазов рамки, упала на стол, затем на пол. И, конечно же, откололся небольшой кусок.


Не приятно, но как говорится — «к лучшему». Если сломалось, значит тонкое место. В следующей редакции внесу изменение в чертеж. А пока посадил обломок на клей и продолжил. На фото ниже вид собранного каркаса.

В целом все сложилось… После сборки каркаса приступаем к основанию. Здесь более кропотливая и аккуратная работа.
Сперва прикручиваем с обратной стороны держателя стола три направляющие стола. Для более надежной фиксации я использовал самоконтрящиеся гайки. На данном этапе главное не фиксировать основательно направляющие — необходимо оставить возможность небольшого смещения для того, чтобы установить без перекоса подшипники на валы. Крепим фиксатор ремня оси Y.
Далее одеваем держатель стола на валы, фиксируем валы в «УГОЛКАХ ОСНОВАНИЯ», устанавливаем и фиксируем шпильки М8.

После того, как собраны левая и правая направляющие, одеваем поперечные шпильки, обозначаем их фиксацию на уголках гайками — зажимать до упора не стоит!

Фиксировать необходимо по-месту. Поочередно устанавливаем основание в пазы рамы обеими сторонами, фиксируем гайки. Это позволит проконтролировать отсутствие перекосов основания и симметрично установить шпильку, крепящуюся к боковым панелям (хорошо видно на рисунках ниже).

Вставляем по два подшипника в каждый «КОРПУС ХВОСТОВИКА ПОД 625ZZ». Всего их два. Одну из получившихся деталей крепим в «ДЕРЖАТЕЛЬ ХВОСТОВИКА ОСИ Y», вторую — в «КОРПУС ХВОСТОВИКА ОСИ X». При этом мне показались лишними упоры для подшипников. Они слишком большого диаметра и мешают свободному вращению подшипников. По этой причине я их срезал.

После того, как собрано основание, предварительно крепим его к корпусу. Сильно затягивать гайки на данном этапе не стоит. После установки нагревателя стола и экструдера потребуется проконтролировать положение стола…
На установке направляющих осей X и Z, думаю, подробно останавливаться не стоит. Здесь все предельно просто! Единственное — для стыковки моторов со шпилькой М5 я использовал силиконовый шланг подходящего диаметра и стяжки (немного сэкономил на специализированных переходниках).
Как только закончил с осями и направляющими X и Z, сразу установил каретку и решил проверить как будет двигаться узел экструдера. Оказалось, что держатель экструдера цепляет каркас принтера.


Придется делать проставку между кареткой и держателем экструдера. Вырезал из того же полистирола 6мм. С ней перемещению узла ничего не мешает…
Теперь можно приступать к сборке экструдера. Первым делом устанавливаем подшипник 608ZZ на ось, отрезанную из остатков направляющих валов. Затем полученную сборку — в «ФИКСАТОР ПРОВОЛОКИ».

После этого по плану шла сборка всего экструдера. Но вмешался очередной косяк поставщика. Я поленился делать самостоятельно осевой болт конструкции и решил его заказать на ebay. Продавец обещал, что расстояние от головки болта до засечек будет 25мм. На самом деле оказалось почти на два мм меньше и засечки никак не совпадали с отверстием для проволоки! Но это даже лучше… Потому, как мне казалось, весьма затруднительным регулировать положение засечек в экструдере в случае «жесткого» их размещения относительно головки болта. Было принято решение срезать головку и нарезать резьбу М8.


Теперь на более длинную резьбу я накрутил гайку с нейлоновой вставкой, установил ось в «БОЛЬШОЕ КОЛЕСО» экструдера. Собрал экструдер, заметил на сколько необходимо «подвинуть» засечки. Разобрал конструкцию, подтянул гайку с нейлоновой вставкой — тем самым отрегулировал положение засечек. Собрал экструдер.

На рисунке ниже хорошо видно как совместились положения отверстия для проволоки и засечек. При этом мне не пришлось городить «бусы» с шайбами. Такая конструкция оси показалась более подходящей и простой для регулировки.


Настало время натягивать ремни осей X и Y… Конструкция начинает приобретать законченный вид.

Их я решил добавить для исключения «лишних» перемещения осей Z! Также мне не понравилось, что шпилька M5 в базовой конструкции не фиксируется сверху. Я использую миниатюрный подшипник для свободного вращения оси и одновременно ее фиксации.


Корпус собран! Приступаем к размещению .

РАБОТА НАД НЕДОСТАТКАМИ

При достаточно продолжительной работе с принтером выявились недостатки в строении его каркаса.
1) Из-за отсутствия механической связи между двумя направляющими осями Z рамка, выполненная из полистирола, не обладает достаточной жесткостью. Это заметно при сильном касании одной из Z осей принтера.
2) При высоких температурах подогреваемого стола было хорошо заметно как существенно провисали углы держателя стола со стороны одного подшипника. Там, где располагаются два подшипника прогибы были незначительными.
Приняв во внимание перечисленные выше моменты, я доработал детали каркаса:

Как видно из рисунков внесены следующие дополнения:
— держатель осей стал единой деталью;
— добавились связывающие держатель осей и раму уголки;
— добавлено дополнительное место крепления боковой стойки к раме;
— боковые стойки стали массивней, что позволило конструкции стать более устойчивой (раньше каркас постоянно заваливался до момента установки осей);
— держатель подогреваемого стола оснастил дополнительным подшипником.

НАБОР ДЛЯ СБОРКИ КАРКАСА

В феврале в моем интернет-магазине (я сейчас активно работаю над его созданием) будут доступны наборы для сборки каркаса из прозрачного акрила (2200 руб.), белого полистирола (2200 руб.) и МДФ (1500 руб.- бюджетный вариант). Пока я работаю над интернет-магазином присылайте заявки на адрес электронной почты [email protected]. Каркасы всех трех типов в наличии.
Набор состоит из следующих деталей:
01. FRAME v1.0 (РАМА) 1шт.
02. SIDE PANEL v1.0 (БОКОВАЯ ПАНЕЛЬ) 2шт.
03. Z-MOTOR HOLDER v1.0 (ДЕРЖАТЕЛЬ Z-ДВИГАТЕЛЯ) 2шт.
04. FIXING CORNER OF Z-MOTOR HOLDER v1.0 (УГОЛОК ДЕРЖАТЕЛЯ ДВИГАТЕЛЯ) 4шт.
05. AXIS HOLDER v1.0 (ДЕРЖАТЕЛЬ ОСЕЙ) 1шт.
06. HEATED BED MOUNT v1.0 (ДЕРЖАТЕЛЬ ПОДОГРЕВАЕМОГО СТОЛА) 1шт.
07. FIXING CORNER OF AXIS HOLDER v1.0 (УГОЛОК ДЕРЖАТЕЛЯ Z ОСЕЙ) 2шт.
Сравнить на вид возможно по фотографиям ниже.

КАРКАС ИЗ МДФ ПАНЕЛИ

Изначально я как-то с сомнением относился к изготовлению каркаса из МДФ. Но решил попробовать. В итоге сомнения развеялись… Собранный каркас из этого материала оказался достаточно прочным и, на мой взгляд, при аккуратном использовании вполне может стать основанием для 3D принтера. Резались детали лазером. По этой причине кромка имеет эффектный темный вид. МДФ самый дешевый из представленных на Ваш суд материалов. Да и обрабатывается на достаточно высокой скорости. Что позволило получить самую низкую себестоимость и, соответственно, конечную цену.


Присутствуют, конечно же, и недостатки. Основным недостатком является низкая износостойкость МДФ. Другими словами многочисленная сборка-разборка каркаса нежелательна (можно повредить направляющие шипы) и требуется аккуратное использование.

Также при сборке каркаса из МДФ желательны шайбы (по-возможности усиленные) для увеличения площади прижима. Что немного удорожит конструкцию.

КАРКАС ИЗ ПРОЗРАЧНОГО АКРИЛА (ОРГСТЕКЛА)

Перед выбором материала для каркаса своего первого принтера я знал, что лазерная резка акрила выходит значительно легче, чем полистирола. В этом я убедился на деле. Главным достоинством, я считаю, практически идеальную кромку и то, что на момент резки с листа акрила нет необходимости удалять защитную пленку. Что позволяет сохранить детали более «свежими» к этапу сборки.


К недостаткам я могу отнести только то, что при сборке (закручивании винтов) возможно повредить детали. Но это в редком случае при чрезмерном усилии зажима. У меня сборка прошла гладко:)! Но вероятность, в отличии от полистирола, есть. И это необходимо помнить…

Мне показалось, что собранный из акриловых деталей каркас немного прочней каркаса из полистирола — меньше изгибается при приложенных в различных направлениях усилиях.

Я начинаю публиковать цикл статей по сборке принтера Ultimaker своими руками. В статьях я расскажу про постройку принтера, начиная от заказа запчастей в различных интернет магазинах и Ali, сборки, программирования и т.д., а так же буду собирать его сам вместе с Вами.

Статьи будут написаны в стиле IKEA - доступно и понятно для любого желающего!

Вы сможете в онлайн режиме вместе со мной собрать 3D-принтер для себя, задать вопросы в комментариях к статьям и получить мои ответы. Статьи будут выпускаться с периодичностью в 2 недели.

Стоимость: принтер обойдётся Вам примерно в 25 тысяч рублей - это будет надёжный и качественный аппарат.

Почему здесь и сейчас?

Большинство посетителей сообщества находятся в поисках принтера. Я сторонник сборки принтера своими руками, а что будет дальше, каждый решает сам.

Почему самодельный? Причин несколько:

• Разумная стоимость. На данный момент принтер обходится в пределах 25 000 рублей. Есть много китайских принтеров стоимостью от 14 до 18 тысяч рублей. Однако, эти конструкторы требуют еще столько же, для того что бы они начали выдавать то что можно назвать 3d-печатью. Эта стоимость заводских принтеров складывается из: маркетинга, зарплаты, инженерных изысканий и т.д. На пути инженерных изысканий я потратил гораздо больше чем 25 000 рублей. Сейчас же я делюсь своими знаниями и накопленным опытом совершенно бесплатно.
• Приобрести 3D принтер это не пол и даже не треть дела, нужно еще научиться им пользоваться! Так вот опыт сборки и настройки дает ощутимый шаг в освоении 3D печати.
• Как владелец и пользователь двух принтеров Ultimaker 2 и самодельного Ultimaker, могу точно заявить, скорость и качество печати у них не отличаются. Они оба прекрасно печатают, при этом экструдер и печатаная голова у Ultimaker 2 более капризная.
• Цикл статьей будет своего рода иллюстрированной инструкцией по сборке и настройке своего личного персонального 3D-принтера. Буду стараться максимально подробно освещаться весь процесс и вести диалог с вами в комментариях.

В качестве принтера для строительства был выбран и взят за основу Ultimaker:

• Он достаточно прост - в сборке.
• Он надежен - как автомат Калашникова.
• Все его чертежи лежат в открытом доступе.
• Он, пожалуй, самый распространенный в мире.
• Инженерные изыскания над ним веду я и другие пользователей по всему миру. Почти все, что есть в этом принтере, собрано из разных мест и доступно в открытом виде.Философский вопрос относительно диаметра прутка может быть 3 мм или 1,75мм – каждый решает сам что ему использовать, выскажу только свое мнение по поводу плюсов и минусов.

3 мм – Плюсы :

• Проще получить пруток более со стабильным качеством, в том числе и в домашних условиях.
• Лучший для Bowden (боуден) экструдера.
• Как правильно в принтерах с прутком 3 мм можно использовать пруток 1,75 мм.
• Перехлесты и зажёвывания в катушках встречаются реже, чем 1,75.

3 мм – Минусы:

• Мало производителей на данный момент его выпускают.
• Мало различных видов пластика.

1.75 мм – Плюсы:

• Очень много разных видов пластика.
• Гораздо больше производителей.
• Прекрасен для директ экструдера.

1,75 мм – Минусы:

• Не очень хорошо себя зарекомендовал для боуден экструдера (некоторые специалисты возразят, но на это могу ответить только одно – попробуйте, а потом обсудим).

На данный момент я на 1,75 мм, но исключительно из за того что скопились большие запасы пластика. Планирую в ближайшее время перейти на 3 мм, если кому нужен пластик 1,75 мм - меняю на 3 мм.

Итак, поехали! Статьи по сборке принтера будут выходить с периодичностью в две недели, по содержанию я наметил примерно следующий план:

1. Этот пост – Вводный. Приобретение всего необходимого.
2. Сборка принтера. Часть первая. Корпус и механика.
3. Сборка принтера. Часть вторая. Электроника.
4. Прошивка и настройка принтера – Marlin.
5. Прошивка и настройка принтера - Repetier-Firmware.

Что необходимо закупить:

1. Корпус на выбор из любого листового материала толщиной 6 мм (фанера, МДФ, акрил, монолитный поликарбонат и т.д.).
Цена за фанерный примерно – 1200-2000 рублей. Лично я делаю .
Если кто-то сомневается в фанерном корпусе, вот небольшое доказательство его надежности, при этом это можно сделать и во время печати, на фото мой принтер из :
2. Основа стола из аллюминия – ценник разный от 700 рублей, я делаю . Можно из фанеры, но мне не нравится, чертежи такого стола есть, необходимо вместо LMK12LUU использовать LM12LUU и делать переходник или искать другую гайку для трапецеидального Винта.
3. Стекло для стола заказать можно в обычной стекольной мастерской – 4мм – 100-120 рублей, чертеж
4. LM6LUU - 2шт - 325 рублей.
5. LMK12LUU - 2 шт - 680 рублей.
6. Подшипники F688 - 8 шт - 217 рублей за 10 шт.
7. Валы 6 мм - длинной 300,5 и 320 мм по 1 шт, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 550 рублей.
8. Валы 8 мм - 2 шт 348 мм, 2 шт 337 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 1 300 рублей.
9. Валы 12 мм - 2 шт по 339 мм, можно попросить продавца отрезать в размер или резать самому - 911 рублей.
10. Пневмофитинг - 1 шт 32 рубля для 1,75 или 3 мм.
11. Энкодер или потенциометр - 1 шт - 40 рублей.
12. Двойная шпуля 20 зубов на вал 8 мм - 134 рубля.
13. HeatBed - 1 шт - 440 рублей.
14. Двигатели - необходимо 4 шт (продаются по 5 штук за 3600 рублей). Трапециидальный винт - 480 рублей. Муфта - 270 рублей за 5 шт, ее можно и напечатать.
15. Медные втулки с графитовыми вставками, каретки, ремни длинные и короткие и пружины для ремней - 1 комплект - продаётся комплектом за 1225 рублей (каретки можно напечатать, ремень использовать обычный GT2 без пружин, получится небольшая экономия).
16. Подающая шестерня - 1 шт - 217 рублей.
17. Блок питания - 1 шт - 1 800 рублей.
18. HotEnd e3d v6 + Volcano в подарок - 765 рублей для 1,75 или 3 мм и Термобарьер – 1 шт 44 рубля (термобарьер не обязательно).
19. Кулер охлаждения детали - 2 шт - 136 рублей.
20. Концевики с длинной лапкой - 3 шт - 404 рубля за 10 шт.
21. Шпули GT2 20 зубов под вал 8 мм - 8 шт - 340 рублей.
22. Шпули GT2 20 зубов под вал 5 мм - 2 шт - 90 рублей.
23. Кардридер - 1 шт - 178 рублей
24. Arduino Mega 2560 + RAMPS 1.4 + A4988 (4 шт) - 1 комплект - 1 150 рублей.
25. Экран 12864 - 1 шт -525 рублей.
26. Пружина пальца передних колодок ВАЗ - 4 шт - 100 рублей.
27. Разъемы DuPont тыц и тыц
28. Демпфер - 1-2 шт. (не обязательно) 230 рублей за 1 шт.
29. Выключатель для подсветки - 1 шт (не обязательно). - 100 рублей за 5 шт.
30. Разъем для кабеля с предохранителем и выключателем - 1 шт - 86 рублей (не обязательно).
31. Оплетка для кабеля - 3 метра 8 мм - 300 рублей (не обязательно).
32. Радиаторы для драйверов - 4 шт (не обязательно) - 10 шт 290 рублей.
33. Транзистор - 1 шт - 246 рублей 5 шт. и Радиатор для транзистора - 1 шт - 53 рубля 3 шт (не обязательно).
Вместо замены транзистора на RAMPS можно использовать автомобильное или твердотельное реле . С твердотельным реле у меня и у 39. Провода гибкие многожильные сечением 2.5 мм примерно 2 метра.
40. Термоусадка под эти провода.
41. Крепеж и провода я беру , если у вас в городе есть проблемы с крепежом, то обращаемся туда же куда и за остальным – :
41.1. Винт M2.5x20 6 шт.
41.2. Винт M3x10 30 шт.
41.3. Винт M3x12 30 шт.
41.4. Винт M3x14 15 шт.
41.5. Винт M3x16 85 шт.
41.6. Винт M3x20 20 шт.
41.7. Винт M3x25 20 шт.
41.8. Винт M3x30 21 шт.
41.9. Винт M3x4 2 шт.
41.10. Винт M3X5 10 шт.
41.11. Винт M3X6 10 шт.
41.12. Винт M3X45 2 шт.
41.13. Винт M3x8 10 шт.
41.14. Гайка M2,5 6 шт.
41.15. Гайка M3 130 шт.
41.16. Гайка самоконтрящаяся M3 35 шт.
41.17. Шайба M2,5 6 шт.
41.18. Шайба кузовная или широкая M3 17 шт.
42. Термоклей – 1 шт – 80 рублей (не обязательно, последнее время радиаторы идут самоклеящиеся или можно использовать термопасту)
43. Термистор стола – 1 шт 59 рублей, стоит взять с запасом, рвутся, ломаются, врут.
44. Подшипник 623ZZ – 1 шт - 80 рублей за 10 шт.
45. Ножка мебельная – 1шт – 86 рублей (аналогов очень много) или держатель для катушки , ее можно и напечатать .
46. Пластиковые детали (рекомендую печатать все из ABS со 100% заполнением), если у Вас нет возможности распечатать, то можно заказать, например,