Как собрать 3D-принтер в домашних условиях?

Не все начинающие печатники могут позволить себе новый 3D-принтер . Во-первых, это дорого. Во-вторых, нужно понимать, что конкретно данная модель подойдет наверняка. Устройство печати – это не популярный смартфон в магазине. Его не получится пощупать, запустить и попробовать в деле. Вот и выходит, что единственный бюджетный путь в мир трехмерной печати – это сбор 3Д-принтера своими руками.

Почему выгодно собрать 3D-принтер своими руками

Некоторые пользователи считают, что самоделки не имеют право на существование. Возможно, так рассуждают люди, которые просто не умеют и не хотят обращаться с цифровой техникой. Тут стоит привести контраргумент: если пользователь не хочет изучать механику работы принтера, настройку и калибровку устройства – ему быстро надоест это дело. Поэтому сборка аппарата в домашних условиях – это скорее плюс, чем минус.

Если разбирать по пунктам, то получим целый ряд очевидных достоинств:

Цена. Свой принтер обойдется на порядок дешевле, чем аналог из магазина. Средняя цена готового устройства находится в пределах ₽20 000–30 000. Кит-комплект для сборки девайса из Китая встанет в ₽12 000–15 000. Причем это будет пустая базовая версия, которую еще нужно будет дорабатывать. Собирая принтер самостоятельно, пользователь потратит в 2–4 раза меньшую сумму денег.
Постепенная сборка, настройка и отладка собственной техники дает множество плюсов. В частности, пользователь учится всему процессу печати. Он познает каждый шаг. Понимает, какое действия последует при заданных параметрах. Может быстро найти проблему и устранить ее.
Те юзеры, которые владеют покупными и самодельными моделями принтеров, могут с уверенностью сказать, что качество печати между ними не сильно различается. Конечно, если у печатника относительно прямые руки.
Апгрейд. Собственноручно сделанный принтер легко обновлять и совершенствовать. Он печатает запасные и новые детали сам для себя. Таким образом снимается часть бюджета, плюс идет практика и оттачивание навыка.
При должной сноровке можно сделать принтер с большей печатной областью. Тогда разница в стоимости между готовым устройством и самоделкой вырастет на порядок.

Конечно, есть и свои минусы, но все они исходят исключительно от самого 3D-мейкера: уровня его знаний и опыта, понимания электротехники, а также навыка владения ручным инструментом. Человек может допустить ошибки, но об этом чуть ниже.

Интересно! Многие китайские стартапы собирали первые коммерческие образцы, делая их на базе других принтеров. Некоторые мини-фабрики и вовсе работали в кустарном режиме.

Чертежи для сборки принтера с нуля: самые лучшие схемы

Здесь мы рассмотрим 2 несложные схемы, при помощи которых можно собрать 3D-принтер в домашних условиях. Уделим немного внимания особенностям построения, основным моментам, которые необходимо учитывать при сборке.

Схемы:

Принтер закрытого типа с корпусом из фанеры. Эта модель сделана с использованием частей рамы от кит-комплекта. За основу подойдет любой набор из Китая. Для жесткости конструкции к ней был добавлен жесткий кожух из фанеры. Такое решение позволило добавить прочности. Это сказалось на точности печати. Плюс на таком устройстве уже есть собственный блок управления с дисплеем. Из схематичного изображения видно, что элементы питания и управления вынесены на заднюю стенку. LCD-дисплей и кнопка включения находятся в передней части. Рельсы оси Y прикреплены сверху к фанерной раме, стол передвигается по оси Z вверх-вниз.

фото заготовки для 3д принтера

3д модель корпуса

чертеж корпуса принтера

Принтер открытого типа. Это известная схема принтера Graber I3. В ее основе лежит рама из фанеры, к которой крепится подвижная ось Z. Направляющие для принтера закрепляют на вертикальный П-образный каркас. Блок питания и управления можно разместить на задней части неподвижной платформы. Некоторые умельцы устанавливают крепление для катушки филамента на верхнюю часть рамы. Однако такое расположение может незначительно влиять на качество печати. LCD-дисплей находится на передней части устройства.

фото корпуса

схема

Пошаговое руководство по сборке подобных принтеров будет расписано в следующем параграфе. Для сборки печатного устройства нужно закупить электронику, электрику, сопло экструдера, Hotend, механические запчасти, крепеж, направляющие, подшипники, валы, кулеры, концевики, пружинки, муфты и ходовые винты. Полный перечень компонентов составляют, опираясь на наличие деталей в магазине, а также отталкиваясь от конечной задумки автора. Здесь необходимо отметить, что каждый принтер – это индивидуальный проект. В данном материале даны только общие схемы сборки.

Важно! Конечный масштаб конструкции может немного меняться. Каждый печатник делает принтер под свои нужды и задачи. Некоторые пользователи вносят в проект дополнения и замечания. Поэтому указанные схемы – это примерный ориентир того, что можно получить, но не точная инструкция по сборке.

Пример по связке электрики и электронике:

управляющая плата Arduino mega 2560;
шилд-плата Ramps 1.4 – для соединения всех элементов в цепь;
шаговые двигатели Nema17 17HS4401;
печатная головка E3D V6;
LCD-дисплей LCD 2004.

Указанные компоненты отлично работают между собой, без конфликтов и подвисаний.

схема подключения

Пошаговая инструкция, как сделать 3D-принтер в домашних условиях

Общий алгоритм взят на основе коммерческой модели Prusa I3 Steel. Этот FDM-принтер довольно прост, при этом схема сборки подойдет как для новичка, так и для профи. На основе данного алгоритма можно собрать самодельный аппарат, не боясь пропустить что-либо важное.

Пошаговое руководство:

Сборка каркаса или рамы. Это П-образный скелет, который состоит из двух вертикальных и одной поперечной балки. Также в нижней части основания может быть соединительная плашка для усиления жесткости конструкции. Перпендикулярно вертикальным стойкам прикручивают ножки, чтобы рама могла уверенно стоять на плоскости.
Собираем каретку нагревательной платформы. Укрепляем каркас под будущий стол. Вкручиваем направляющие валы. Устанавливаем каретку на валы.
Собираем каретки для оси X и Y. Ставим направляющие на вертикальных стойках. Надеваем валы на правую каретку оси Y, после чего фиксируем основную каретку по оси X. Закрепляем валы в левой каретке Y.
Монтируем двигатели оси X. Ставим муфты на вал. Сначала муфты, потом двигатель под ось X. Устанавливаем ремни. Натягиваем их на двигатели.
Устанавливаем концевики на все оси.
Интегрируем электронику. Основной чип Arduino и шилд Ramps. Пока не коммутируем платы между собой. Монтируем LCD-дисплей.
Ставим нагревательную платформу. После чего можно приступать к монтажу экструдера.
Теперь пристраиваем блок питания. Его можно закрепить в задней части устройства. Заводим питание электрики на клеммы.
Выставляем джамперы и драйверы на Ramps. Здесь важно соблюдать положение установки. Джампер устанавливают строго в одном направлении, а именно, подстроечным резистором в противоположную сторону от разъема питания.
Коммутируем электрику. Схема установки показана выше.
Ставим вентиляторы и кулеры. Заводим питание на них.

Это общая схема монтажа принтера в домашних условиях. После его отстройки нужно провести калибровку и первичную настройку.

Подготовка к эксплуатации

После сборки и монтажа пользователя ждет еще несколько шагов, которые необходимо пройти для полноценного запуска самодельного устройства:

Установка программного обеспечения. В данном случае потребуется скачать программу для управляющей платы Arduino. Утилиты лучше скачивать с официального сайта разработчика.
Установка прошивки. Подключите Arduino при помощи USB-кабеля и скачайте официальные драйверы. Разархивируйте файл, после чего откройте приложение Marlin, через которое нужно поставить прошивку: открыть вкладку в верхнем меню «Инструменты» -> выбрать плату Arduino -> указать соответствующий порт. Далее открыть вкладку Configuration h, нажать кнопку «Загрузить».
Установка программы (слайсера) на ПК для настройки и подготовки печати. Можно использовать любое совместимое приложение. Например, Cura. Настройте программу под принтер. Скорее всего, этот пункт затянется, так как пользователь сделает кучу тестов, прежде чем найдет оптимальное сочетание параметров.
Калибровка платформы. Обычно это делают при помощи чистого листа бумаги формата А4. Его подкладывают между нагревательным столом и соплом экструдера. После чего выставляют зазоры при помощи регулировочных винтов.
Установка филамента и загрузка нити в экструдер. Стоит заранее купить несколько катушек материала, чтобы понять, какой из них будет лучше работать в принтере.
Загрузка модели в слайсер. Предварительное выставление настроек печати. Обычно принтер проверяют через модельку кубика. Это самый простой тест, который показывает детские болячки устройства.
Перенос настроенной модели на SD-карту. Печать готового файла на принтере.

Это общая схема подготовки печатного устройства к работе.

Ошибки и способы их избежать

Есть ряд ошибок, которые допускают начинающие 3D-мейкеры при сборке, настройке и самой печати. Рассмотрим их:

Изготовление каркаса кустарным образом. Заготовки для рамы выпиливают обычной ножовкой. Таким способом не получится достичь точных размеров. Появятся зазоры. Части элементов конструкции будут болтаться, люфтить. Все это скажется на качестве печати. Не стоит дешевить на данном пункте. Лучше заказать все детали рамы в лазерной мастерской. Такой резак сделает выверенные детали для рамы с минимальными допусками.
Использование тонкого материала для рамы. Для построения каркаса берут фанеру, оргстекло, акрил, МДФ. При этом их толщина должна быть не менее 6 мм. В противном случае конструкция может дать трещину. Через этот казус прошел не один десяток печатников.
Для снижения шума и вибрации, которые исходят от двигателей, стоит использовать резиновые прокладки-демпферы. Это могут быть силиконовые ножки, которые продают для стиральных машин в хозяйственных магазинах. Также это скажется на качестве изготавливаемой модели.
Отсутствие системы охлаждения. Сильная нагрузка на блок питания, отсутствие вентиляции в области подогреваемой платформы – все это может привести к подвисаниям печати. Не стоит экономить на охлаждении.
Заказ дешевых компонентов. Не нужно экономить на электрике! Если выйдет из строя хотя бы один моторчик, работа встанет. Это особенно губительно скажется на работе тех 3D-мейкеров, кто делает модели на заказ.
Выставлять завышенные настройки. Некоторые печатники ставят самую высокую скорость печати. Они наивно полагают, что это не скажется на качестве конечной продукции. Рекомендуем экспериментировать с разными материалами и настройками, чтобы найти золотую середину. Не нужно сразу же загонять принтер. Испортите гору пластика в пустую.

Это большая часть основных ошибок, которые могут сказаться на качестве конечной работы.

Интересно! Естественно, в процессе сборки и первичной настройки пользователь будет сталкиваться с другими трудностями. Но все их можно решить, если не торопиться и делать все последовательно.

Сборка 3D-принтера в домашних условиях – это не такое сложное занятие. Огромное количество людей сэкономили десятки тысяч рублей, изготавливая печатное устройство своими руками. Тем более что это довольно несложный процесс, если делать все четко и по шагам. Еще один плюс сборки в домашних условиях – бесценный опыт, который пригодится при работе на более профессиональном оборудовании.

Рекомендуем посмотреть