Екструдер для 3д принтера саморобний для пластику. Домашнє виробництво прутка чи економіка має бути економним

Невеликий звіт про купівлю та встановлення комплекту екструдера для 3D принтера. Для тих, хто хоче додати кольоровий друк до свого принтера.

Давно назрів апгрейд 3D принтер, особливо хотілося спробувати кольоровий друк - придбати подвійний екструдер на принтері Tevo Tarantula. Свого часу не було в наявності версії Large та Dual, взяв просто Large, але з прицілом, що колись…

Але це колись настало. Заздалегідь були придбані комплекти для апгрейду: (extruder coolend) з високомоментним двигуном, а також гаряча частина - з двома каналами для двох кольорів пластику. У комплекті були потрібні дроти, нагрівачі, термодатчики.
Для доопрацювання потрібно:
- Високомоментний двигун. Тобто кроковик, який крутитиметься не швидко, але точно. А момент потрібний, щоб "продавлювати" пластик через сопло. І якщо сопло коштує 0,8 мм, то високий момент не потрібний, то для маленьких сопел з отвором 0,3...0,2 мм потрібний обов'язково, момент зростає у кілька разів. Як варіант – використання двигуна з редуктором.
- Набір для механізму екструдера. Це притискачі, ролик, зубчасте колесо, пружина, фланці.
- скоба кріплення двигуна.
- Провід підключення двигуна. Зазвичай, правда відразу йде в комплекті з двигуном.
- якщо на платі відсутній вихід під другий (третій) двигун екструдера, необхідно буде купити розгалужувач-адаптер 2-in-1 для установки драйвера нового двигуна.
- трубка подачі пластику (тефлонова трубка OD=4/ID=2, тобто зовнішній діаметр 4 мм, внутрішній 2 мм. трубки з внутрішнім діаметром 4 мм зазвичай йдуть не для 1,75 прутка, а для 3мм прутка) - трубка «боудена».

для «гарячої частини»:
- два радіатори Е3D або один подвійний.
- два нагрівальні блоки
- нагрівальні картриджі та термістори.
- Вентилятор обдування термобар'єра.

Для складання та налаштування:
- прямі руки
- модифікована прошивка
- Налаштування та калібрування. Враховуйте відстань між соплами. Враховуйте, що по X і Y осях другий хотенд трохи з'їв відстань. Сопла мають бути на одному рівні (по висоті). Навіть 0,1 мм має значення на підсумкову якість друку. Для дельта принтера два сопла дуже важко калібруються.

Декілька слів про популярні мікшируючі/подвійні Хотенди.
Це так звані Хімера та Циклоп.
- це глибока модифікація E3D хотенду з плоским радіатором, двома входами (фланці) та двома нагрівальними блоками.


Циклоп (Ciclop) – аналог Хімери, той же радіатор і два канали, але загальний нагрівальний блок та одне сопло.

Усередині блоку два канали зводяться в один

Зміна пластику відбувається ретрактом одного прутка та подачею іншого. Мінус - пластики повинні мати близьку температуру плавлення, оскільки нагрівач один, загальний та загальний термодатчик. Тобто "подружити" PLA і, наприклад, ABS не вийде. А ось ABS та HIPS - цілком. Відповідно не підходить для друку підтримки PVA пластиком, оскільки PVA має низьку температуруплавлення і при 200-210 ° С вже перегрівається і виходить корок в каналі.
Є ще Diamond hotend, загострювати увагу на ньому не буду, тому що, крім нестандартного сопла на 0,4мм за шалені гроші, вони не можуть нічого запропонувати.

Отже, було вирішено взяти комплектом все, перестраховуючись від різних несумісностей та додаткового очікування. Був замовлений комплект механізм подачі+двигун та окремо комплект подвійного екструдера.

Характеристики комплекту MK7/MK8 All Metal Remote Extruder Kit
Діаметр дроту - 1,75 мм
Матеріал механізму – анодований алюміній («7075 авіаційний» сплав)
Розміщення: Ліворуч, праворуч, по центру.
- 2 фітинги для PTFE трубки з діаметром 4 мм
- Кабель підключення двигуна
- двигун 17hd40005-22b
- U-ролик 624ZZ
- скоба кріплення
- MK7 зубчасте колесо з проточкою
- шестигранник
- пружина
- Комплект гвинтів.

Тепер трохи докладніше про куплений комплект. Прийшло все в простому пакетіі в пухирці. Посилання досить важке.


Величезний плюс - фулметал, тобто відсутність пластикових деталейу механізмі екструдера. Чому плюс - тому що в моїй уже люфти (виробіток), плюс пошкоджено пластикове кріплення. Передруковував, але не торт. Краще хай усе буде металеве.
Тож, при доставці нічого не постраждало. Розпаковуємо сміливо!


Маркування високомоментного крокового двигуна.


Зубчаста шістка з проточкою.

Додаткова інформація для тих, хто хоче купити окремо комплект

Характеристики


Порівняйте з характеристиками «звичайного»

Далі. Буває трьох видів: для встановлення зліва, праворуч, по центру. Відрізняються фрезеруванням на ручці - важелі, на який натискають при заправці пластику. Можна оцінити, якщо знаєте місце розташування екструдера.


У цьому комплекті йде пряма зубчаста шестерня, якщо брати, це ще плюсом.

Можна взяти ось


Хотенд



І до нього


Плюс термістор, нагрівальний картридж, фланці для пластику, трубка.
Можна на радіатор встановити не блок-циклоп, а звичайні блокитипу volcano, дві штуки. Тільки трубки-горловини потрібні без різьблення.


Основне все. ІМХО, дешевше купити все в наборі, з нагрівачами, термісторами та вентилятором.

Починаємо збирати комплект. Тут справа не хитра.
Встановлюємо шестірню. Потрібно з шестигранником на 1,5.


Далі в такому порядку: скоба-основа-важіль-пружина.
Природно, скоба спочатку кріпиться на потрібне місце принтера, інакше у вас не буде можливості закріпити, так як пази виявляться під корпусом двигуна. Для наочності я зберу спочатку без встановлення на принтер.


Зверніть увагу на різну довжину та діаметр гвинтів. Кожен призначений для свого отвору.


Далі встановлюємо важіль та пружини
Вийшло якось так.


Потім прикручуємо фланці для прутка


Ось фотографія комплекту до «примірки»


Приміряємо до принтера. На принтері зараз штатно встановлений простий екструдер із модифікованим E3D (який має трубку до самого сопла). Для встановлення хотенду Циклоп потрібно буде замінити каретку осі Х.


Для остаточної установки мені ще доведеться надрукувати кріплення для екструдера, або знайти зручне положення скоби для кріплення на профіль 2020.

Отже, кілька слів про модифікацію прошивки Tevo Tarantula.
Заходимо в онлайн конструктор прошивки
І одразу ж завантажуємо свій Configuration.h. Ми отримуємо можливість заздалегідь модифікувати робочу прошивку свого принтера.


На четвертій вкладці "Tools" натискаємо "додати екструдер". За замовчуванням у нас є тільки один, Extruder0.


Додаємо Extruder1.


І конфігуруємо його. Вказуємо pin за потребою.


Зверніть увагу, що якщо у вас мікшуючий хотенд з одним нагрівачем і одним термістором, це також необхідно вказати в прошивці.
Нагрівач0 та Темп0 для основного екструдера. Якщо окремий блок нагрівача у другого - то вказуємо Нагрівач2 і Темп2 другого екструдера. Далі зберігаємо, заливаємо в принтер та пробуємо.

У керуючій програмі або з дисплея даємо завдання на подачу N мм дроту. Наприклад, 100 мм. І потім вимірюємо результат: могло вилізти більше чи менше. Враховуємо різницю, вводимо поправочний коефіцієнт у прошивку і перевіряємо ще раз. Операцію найкраще проводити зі знятою трубкою боудену.
Ось сюди у файлі Configuration.h у розділі "default settings" прописуємо кількість кроків DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT для екструдера (четверте значення, перші три - осі Х, У, Z).
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT (80,80,1600,100) // custom steps per unit for TEVO Tarantula


Вираховуємо поправочний коефіцієнт та заносимо. Наприклад, видавило більше, ніж треба, не 100, а 103 мм. Ділимо 100/103, отриманий результат заносимо у прошивку.
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT (80,80,1600,97.0874) // custom steps per unit for TEVO Tarantula


Зберігаємо, компілюємо, заливаємо, перевіряємо.

Додаткова інформація - розрахунок кількості кроків екструдера

Якщо що - розрахунок кількості кроків екструдера DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT вважається за такою формулою:
steps per mm = micro steps per rev * gear ratio / (pinch wheel diameter * pi)
де micro steps per rev – кількість мікрокроків двигуна для 1 обороту = 3200, тобто 16 мікрокроків на крок, 200 кроків за оборот
- кількість мікрокроків двигуна для 1 обороту
gear ratio – співвідношення кількості зубів у редукторі екструдера. У моєму Тево редуктора немає, тому =1
pinch wheel diameter - діаметр западини штовхаючого гвинта
Після розрахунку все одно перевіряти за зазначеною вище методикою.

У групі FB є деякі публікації на

Поява перших 3D принтерів сприяла прискореному розвитку сегмента IT. Унікальність обладнання, здатного відтворювати конструкції у тривимірному форматі, спричинила його високу вартість.

Тому поява саморобних пристроїв, Що володіють подібними функціями, не стало несподіванкою. Їх використовують у побутових умоваха при роботі з ними потрібно видатковий матеріал. Найчастіше до нього відносять ниткоподібний пластик, наприклад, ABS або PLA. Людина, яка хоче своїми руками зібрати 3D принтер або його окрему частину(екструдер), повинен мати необхідними знаннямита досвідом. Він повинен знати про калібрування екструдера, охолодження Cool-end і Hot-end.

Про що йтиметься:

Механічні компоненти

Деталі для збирання можна придбати в комплекті, але ті, хто не шукають легких шляхів, нерідко вирішуються на самостійне виготовлення. Їм знадобляться:

• кріпильні деталі на формування каркаса;
• робочий майданчик;
• пристрій для нагрівання та регулювання температурного режиму;
• напрямні із металу;
• шестерні для електроприводів;
• екструдер.

Головною проблемою при виготовленні 3D принтера є правильна конфігурація останніх трьох елементів. Велике значеннямає привід, який встановлюють для пересування платформи однієї осі. Друга стає запорукою переміщення друкувальної головки.

Самостійне складання механічної частини здійснюється завдяки використанню листів із фанери, шурупів відповідного розміру та затискачів, що забезпечують фіксацію. На фото стандартний набір для виготовлення 3D принтера із двома друкуючими головками.

Електротехнічні складові

Особливістю конструкції є екструдер нитки для 3d-принтера. Завдяки йому відбувається вихід витратного матеріалу та безпосередньо створення малюнка. Найчастіше його не ризикують робити самостійно, а купують у спеціалізованих магазинах. Складання починають з підготовки необхідних деталей.

До його функцій належить подача філаменту (нитки із пластику). Він складається з електричного мотора, прутка та шестерень. Нитки намотані на передбачену для цього котушку.

Hot-end

Він являє собою дует сопла та елемента для нагрівання. Філамент проходить через останній та змінює агрегатний стан, перетворюючись на в'язку масу, яка після видавлюється за допомогою сопла. Завершальним етапом стає пошарове нанесення цього складу.

Деталі цієї частини 3d принтера з двома екструдерами виготовляються зі сплавів латуні або алюмінію. Завдяки цьому тепло проводиться досить швидко. Блок складається з дротяної спіралі, термопара (він регулює температуру) та двох резисторів. Охолодження елеватора здійснюється через термоізолюючу вставку. Вона розташовується між Cool-end та Hot-end. Ця деталь зображена на фото.

Складання екструдера

Виробництво екструдера для 3D принтера своїми руками відбувається так.

Підбирається двигун

Найчастіше цю деталь замінюють робочим двигуном від принтера або сканера, придбати його можна на радіоринку.

Якщо двигун для екструдера виявився занадто слабким, додатково знадобиться редуктор. Слушною заміною покупної деталі стане та, що раніше була частиною шуруповерта. Також редуктор знадобиться екструдеру дроту для 3d принтера. Приєднання двигуна відбувається за рахунок корпусу, притискного ролика та хот-енду, розташовувати їх потрібно як на фото.

Регулювання притискного ролика

Обов'язковою умовою є продумана взаємодія цього елемента та пружини. Остання встановлюється через можливі недоліки для розрахунку параметрів прутка 3D принтера.

Занадто сильне зчеплення ниток із механізмом подачі провокує відділення частинок витратного матеріалу.

Створення хот-енду

Його набагато простіше придбати, більшість майстрів так і роблять. Для самостійного виготовленнязнадобиться креслення, які можна завантажити з інтернету. Для радіатора знадобиться алюмінієвий сплав.

Цей елемент відводить тепле повітрявід стовбура приладу, який є порожнистою трубкою. У її функціях з'єднання елемента нагрівання та радіатора. Це запобігає перегріву принтера.

Вдалим варіантом вважається світлодіодний радіатор, при цьому охолодження приладу відбуватиметься за допомогою вентилятора. Стовбур хот-енду 3D принтера є металевою порожнистою трубкою. Під час створення екструдера необхідно враховувати час плавлення ниток. Якщо вони плавляться раніше, ніж належить, то станеться засмічення сопла.

Складання елемента нагріву

Насамперед знадобиться алюмінієва пластина. У ній роблять ходи для кріплення терморезистора, хот-енду та резистора.

У принтері, який працює у форматі 3D, може бути більше одного екструдера, наприклад, як на фото. Цей факт слід враховувати під час створення креслення пристрою. Функціональність такого обладнання набагато вище, ніж у стандартного, наприклад, друк у двох кольорах і виготовлення конструкцій з розчинних полімерних матеріалів.

До завершального етапу створення 3D принтера своїми руками відносять калібрування екструдера, підключення електроніки, регулювання процесу друку, використання відповідного ПЗ.

Огляд принтера Bigrep One

Дана модель характеризується наявністю двох екструдерів, наявністю підігріву робочої платформи та значними габаритами. Bigrep One (зображений на фото) призначений для професіоналів, що спеціалізуються на виробництві якісних виробіву 3D форматі.

Ще одним плюсом 3d принтера Bigrep One 2 з двома екструдерами вважається його вартість. На тлі цін на аналогічні пристрої вона більш прийнятна, тому має великий попит.

Відзначають такі переваги принтера Bigrep One:

1. Робочий об'єм 13 м3.
2. Низька собівартість 3D моделей.
3. Відсутність потреби у оснащенні готових виробів.
4. Повсюдність застосування.
5. Економічність та продуктивність.
6. Наявність 3D камери друку.
7. Великий ряд можливих філаментів (нитки ABS та PLA, нейлон, гнучкі еластомери).

Bigrep One є новим поколінням принтерів, вживання яких розширює сферу використання 3D технологій.

Висновок

Екструдер – це значний вузол 3D принтера. Він впливає якість готових предметів, саму процедуру друку. Неполадки в ньому спричиняють втрату дорогих ниток із пластику. Недоліки у розрахунку діаметра прутків, відсутність калібрування, неправильне розташування осей корпусу призводять до негативних результатів виробництва. Зразок на фото.

Тому, перш ніж розпочати складання принтера, проведіть огляд можливих конструкцій цього пристрою, визначте точні параметри прутка та кількість екструдерів (один, два або більше).

Одним із найновіших розвитків пристроїв для 3D-друку стала поява екструдерів. Ні, мова піде не про друкувальні головки FDM-принтерів, хоча це теж екструдери, а про портативні настільні пристрої для домашнього виробництва пластикового прутка.

Що взагалі таке екструдер? Це пристрій формування виробів шляхом плавки або розрідження витратного матеріалу і видавлювання маси через отвір певної форми. Фактично, звичайна м'ясорубка є своєрідним екструдером.

Саме подібні «м'ясорубки» і використовуються для промислового виробництвапрутка для 3D-друку. Причому конструкція таких пристроїв гранично проста: гранули пластику засипаються в бункер і за допомогою шнека (він же «Архімедів гвинт») переміщуються всередині розігрітої трубки, або «гільзи». До кінця недовгої подорожі пластик нагрівається майже до точки плавлення та видавлюється шнеком крізь круглий отвіру «головці», утворюючи нитку. Потім проводиться охолодження нитки та намотування на бобіну. Здавалося б, нічого складного. То чому б не зайнятися виробництвом нитки у домашніх умовах?

Це цілком можливо. Навіщо? Хоча б через те, що гранули того ж ABS-пластику коштують набагато дешевше, ніж готовий дротик аналогічної ваги. Наскільки? Порівняйте самі: тисяча-півтори рублів за готову котушку з кілограмом нитки або 50-70 рублів за кілограм пластикових гранул.

Крім того, ви матимете можливість контролювати процес. Чи мало хто і що підмішує у витратні матеріали заради зниження собівартості? І нарешті, у вас буде можливість експериментувати з різними матеріалами, які вважаються «екзотичними» у світі 3D-друку, але насправді часто валяються прямо під ногами. Взяти хоча б той самий ПЕТ, з якого виготовляються чи не всі пластикові бутилкидля напоїв. Це і безкоштовний витратний матеріал і спосіб покращити екологію.

Виготовити екструдер можна з підручних матеріалів, але зростання популярності таких пристроїв призвело і до появи комерційних моделей. Сьогодні ми поглянемо на найбільш відомі рішення, а подробиці будівництва екструдера своїми руками ми опублікуємо пізніше в нашій Вікі.

Filabot

Найвідоміша марка на ринку, представлена ​​лінійкою екструдерів та дробаркою для пластику. Про дробарку трохи пізніше.

Першою моделлю компанії став екструдер Filabot Original - досить симпатичний пристрій розміром із системний блок комп'ютера. Згідно заяв розробників, пристрій здатний виробляти нитку з ABS, PLA і HIPS, та ще й з можливістю добавки вуглеволокна. Крім того, можлива добавка барвників. Продуктивність пристрою висока, досягаючи 1кг пластику за п'ять годин роботи або близько 45 метрів дроту на годину. Іншими словами, ця машина може виробляти пруток швидше, ніж середньостатистичний FDM-принтер зможе його витрачати.

І тут виникає одна невелика проблема, хоч і не критична: за такої швидкості екструзії було б непогано оснастити пристрій вентилятором для охолодження пластику на виході, інакше можливе розтягування нитки під власною вагоюабо злипання. На жаль, розробники не перейнялися цією проблемою, мабуть вважаючи, що екструзія буде проводитися зі столу на підлогу, з достатнім часом для охолодження перед змотуванням.

Більш серйозною проблемою є вартість екструдера - ні багато, ні мало $900. У забавній спробі знизити вартість пристрою компанія вирішила дотриматися своєї маркетингової стратегії та запропонувала Filabot Wee. Ця модель мало чим відрізняється від оригіналу, якщо не брати до уваги дерев'яного корпусу, але коштує вже $750. Нарешті, можна придбати Filabot Wee у вигляді комплекту для складання за $650.

Filastruder

Filastruder був розроблений парою схиблених на філаменті ( див. відео) умільців-студентів на ім'я Тім Елморе та Аллен Хейнс з Університету Флориди в ході закритого проекту, Потім успішно протестований серед не менш схиблених 3D-мейкерів і, нарешті, запропонований на Kickstarter у вже готовому вигляді як дешеву альтернативу екструдерам Filabot. Вартість пристрою становить лише $300.

Продуктивність Filastruder у порівнянні з Filabot обернено пропорційна ціні, досягаючи порядку 1кг пластику за 12 годин роботи. Але як ми вже зазначили, темп роботи Filabot просто надмірний для домашнього друку. Для потреб ентузіаста-одинака продуктивності Filastruder цілком вистачить, а скромніший цінник стане безперечною перевагою. Filabot краще підходить для використання групами мейкерів, або в якості джерела доходу. Чому б і ні? Чотири-п'ять кілограмів нитки на день можуть перетворитися на непогану суму, якщо є покупці.

Lyman extruder

З чого, власне, все почалося. Скромний 83-річний пенсіонер зі штату Вашингтон (що, до речі, на протилежному узбережжі столиці США) вирішив показати молоді «що до чого». І таки досяг успіху! Озброївшись лобзиком, дрилем, викруткою та талантом, містер Х'ю Лайман спорудив пристрій для екструзії дроту. Ну, добре: може він і не був призвідником, бо ідея витала в повітрі достатньо довгий час, але саме Х'ю розробив просту, придатну установку і виклав креслення в відкритий доступщо робить його героєм серед 3D-мейкерів.

До речі, ця вже не молода людина має цілком цікавий, хоч і маловідомий список заслуг. Наприклад, в 70-х роках він очолював компанію Ly Line, яка намагалася просунути на ринок портативні комп'ютери років за вісім до появи першого серійного «макінтоша». Правда, важило цей «портативний» пристрій скромні 25кг ... Але ж ідея була правильною? Ось і цього разу Х'ю Лайман, вже на пенсії, не схибив.

Як виявилося, Х'ю зацікавився 3D-друком. Він не вважає себе повноцінним інженером – диплом він так і не захистив, незважаючи на університетську освіту. З іншого боку, талант перевищує бюрократію. Побалувавшись з 3D-принтерами, Х'ю дійшов висновку, що технологія приємна, а ось цінник $30-40 за кілограм прутка дещо дратівливий. Почувши про конкурс Desktop Factory Competition, тобто «конкурс саморобних настільних фабрик», Лайман вирішив струснути старовиною.

Умовою змагання було створення генеруючого пристрою із загальнодоступних компонентів із загальною вартістю менше ніж $250. Свою першу спробу Лайман блискуче провалив з однієї простої причини: він не врахував вартість власноруч виготовлених компонентів, а тим самим порушив умови конкурсу, перевищивши умовну вартість. Після швидкого опрацювання дизайну на світ з'явилася друга версія екструдера Лаймана. Результат? Беззаперечна перемога. Ще б пак: навіть з урахуванням витрат на електроенергію вартість саморобного прутка, виробленого з гранул, нижча за вартість «фірмового» продукту в рази. А вже якщо використовувати «підніжний» матеріал… До речі, про сміття:

Filabot Reclaimer

Основним обмеженням екструдерів є використання гранул для виробництва дроту. Ні Filabot, ні Filastruder, ні екструдер Лаймана не здатні "переварити" великі шматки пластику. Такі особливості та обмеження дизайну. Адже основний потенціал домашніх екструдерів саме у переробці пластикових відходів: пляшок, упаковки та просто невдалих моделей або відходів 3D-друку – рафтів та опор.

На щастя, ця проблема вирішується досить просто: розробники Filabot вже пропонують подрібнювач для пластику під назвою Filabot Reclaimer. Цей пристрій відрізняється винятковою екологічністю за потужності в одну людську силу. Іншими словами, це шредер із ручним приводом. Пристрій дробить пластик в частинки розміром менше 5мм, перетворюючи пластикові відходи на сировину, що легко перетравлюється, для екструдерів. Ціна питання: $440. Так, недешево. Зате сировина безкоштовна. Розробники вказують на можливість переробки ABS, PLA та HIPS.

Загалом, ідея домашніх пристроїв для виробництва прутка, включаючи переробку пластикових відходів, досить нова. Звичайно ж, появи подібних пристроїв варто було очікувати – це цілком логічний розвиток концепції домашнього 3D-друку. Як і з будь-якими новими ідеями, ціни на готові пристрої завеликі, але у умільців завжди є можливість побудувати екструдер. власними руками. Добре, що креслення всіх перелічених пристроїв було викладено у відкритий доступ. Звичайно ж, екструдери – не панацея. Поряд із привабливим економічним потенціалом варто враховувати і технологічні тонкощі домашнього виробництва. Не всі види пластику піддаються переплавленню: той же PLA простіше викинути, ніж переробити. Крім того, саморобний пруток дасть достатньо великий відсотокшлюбу, а багаторазова переробка навіть відповідного пластику неминуче призводить до його деградації.

Проте використання свіжих гранул з підмішуванням переробленого пластику може вилитися в суттєву економію витрат на друковані матеріали.

В даний час сама доступна цінана пластикову нитку для 3D принтерів становить понад 20$ за 1 кг, вартість філаменту від надійних виробників або з будь-якими особливими характеристиками(Колір, добавки) досягає 50 $.

Таким чином, під час друку 3D моделей, зниження витрати матеріалу та його вартості стають ключовими факторами підвищення економічності та, відповідно, прибутковості 3D друку.

Екструдер Лимана

Першим публічним кроком до цього став оголошений у березні 2013 року винахід з відкритим джерелом – екструдер для самостійного створенняпластикові нитки для 3D принтерів. Винахідник Х'ю Ліман представив свою машину на конкурс та виграв головний приз від фонду Кауфмана та Maker Faire. Однією з основних умов конкурсу була вартість пристрою – трохи більше 250$. Екструдер, що переміг, дозволяє видавлювати нитку діаметром 1,75 або 3 мм з похибкою в 0,01мм, причому це був вже другий варіант представленого пристрою, перший не пройшов за ціною. Винахід Лимана з відкритим вихідним кодом, що дозволяє будь-кому використовувати та будувати його.

За допомогою саморобного екструдера, Ви зможете заощаджувати до 80%. Якісний філамент коштує близько 50 $ за 1 кг, тоді як покупка кілограма гранул обійдеться лише в 10 $. А якщо ви купуєте упаковку гранул 25 кг, то кожен кілограм обійдеться всього в 5$.

Екструдер Фішера

Натхненний екструдером Лімана, Бен Фішлер із Сан-Дієго (Каліфорнія) вирішив спробувати створити просту у використанні версію для користувачів. STRUdittle є ультра-компактним пристроєм і може робити нитки з пластику ABS зі швидкістю екструзії 30-60 см в хв.

Точність на екструдері досить висока:

• Похибка 0,05 мм при вільному виведенні філаменту;
• Похибка 0,03 мм при використанні котушки, що автоматично змотує готову нитку.

Проект Фішлера запущений на Kickstarter, щоб зробити цей продукт доступним для мас. Необхідні кошти вже зібрані, і комплектний пристрій пропонується учасникам фінансування по 385 $. Причому, крім повного комплекту, які вже мають подібний екструдер також пропонується окремо лише механізм для автоматичного змотування філаменту за 100$. А сам пристрій поставляється з розмірами сопла на вибір замовника, у тому числі взагалі без нього – для виготовлення матеріалів нестандартних розмірів.

Продовжимо на тему того, яким чином філамент подається до зони плавлення (HotEnd'а).

На фото класичний репрапівський екструдер - родоначальник усіх 3d-друкарських механізмів у саморобників.

Варто відзначити той факт, що редуктор (з ставленням не менше 1:5) обов'язковопотрібний для приводу філаменту діаметром 3,0 мм. Призначення редуктора – підвищити момент на валу за рахунок зменшення частоти обертання. Іншими словами, крутитиме сильніше, але повільніше, а нам, якраз, велика частота обертання і не потрібна - пластик повинен встигати плавитися.
Якщо маємо справу з прутком 1,75 мм або ще меншого діаметра, Редуктор нам робити необов'язково. Хоча, якщо використовується зовсім слабкий двигун (наприклад, від старого принтера Epson, який я спочатку використовував), то редуктор все-таки доведеться робити.

На фото саме такий двигун і екструдер, зроблений на його основі з деталей від старих принтерів.

У промислових 3D-принтерах екструдер виглядає дуже схоже:

На фото серце принтера компанії Stratasys - тих самих товаришів, які і вигадали (і запатентували) технологію друку розплавленим пластиком.

Є, звичайно, і більш накручені варіанти, але вони складні в реалізації, тому не годяться для самостійного (кустарного) виготовлення:

Так як пластик 3 мм значно (!) Дешевше тонших варіантів (до того ж поширеніше), то і привід ми будемо робити, розраховуючи на більш тостий філамент. А вже пластик 1,75 (і подібні) ми зможемо "штовхати" цим екструдер взагалі без проблем. У цьому випадку знадобиться лише невелика модифікація хотенду (про це пізніше).

Отже.

Для початку нам потрібний двигун. Причому кроковий і дуже бажано біполярний, інакше з керуванням доведеться повозитись. Відрізнити його від уніполярного (ще один різновид кроковиків) можна за кількістю висновків. Їх має бути 4. У цьому випадку можна буде використовувати типовий драйвер керування (Pololu). Схема такого двигуна:

Колір проводів може бути абсолютно будь-яким, тому перевіряємо де якісь обмотки тестером. З приводу початку/кінця обмотки - це ми визначатимемо експериментально при підключенні та движку.

В принципі, можна підключити і двигун, який має 6 висновків - головне правильно визначити де якісь обмотки, після чого просто залишиться 2 непотрібні дроти, які можна просто відрізати.

У даному випадкуу нас залишаться непідключеними "жовтий" та "білий" дроти.

Зі старих принтерів можна колупати багато корисного, але движки там стоять дуже слабкі, особливо в нових струминниках, тому годяться для застосування тільки з редукторами з дуже великим передатним ставленням. Ось приклад таких двигунів:

З усього цього різноманіття для використання як привод філаменту піде хіба що Epson EM-257 - він має потрібну кількість висновків (4), а також більш-менш непоганий момент на валу. Ось ще кілька подібних двигунів:

Вони звичайно слабкі для нашої мети, і, в ідеалі, краще використовувати аналог Nema17 (той, що застосовується в оригінальному репрапі), зате їх можна купити за копійки на будь-якому радіоринку або виколупати зі старого заліза. До речі, не варто брати за основу екструдера радянські ДШІ-200, які дуже популярні у верстатобудівників, т.к. вони надто важкі, щоб їх тягати як друкуючу голову.

З доступних в Росії можна виділити сайт магазину "Електропривід", на якому продають аналог Nema17 – FL42STH. Я вибрав для принтера двигуни FL42STH47-1684A, які чудово підходять не тільки для екструдера, але і для всіх осей.

Тепер нам потрібний редуктор.

Зрозуміло, що чим менше його габарити, тим краще для нас – менше буде загальна маса друкувальної голівки, відповідно і швидкість позиціонування (як і швидкість друку загалом) буде вищою.

Спочатку планувалося використовувати кроковий двигуніз планетарним редуктором промислового виготовлення, на кшталт ось такого:

Але знайти його в Росії за нормальною ціною просто нереально, та й у Китаї вони продаються зовсім не за доступним коштам, тому, як завжди, все самотужки.

Для себе я визначив (у результаті) ідеальний варіант- Планетарний редуктор, витягнутий зі старого шуруповерта, перероблений для використання з кроковим двигуном.

Донор виглядає приблизно так, як на фото. А в розібраному вигляді щось на кшталт:

Фото не моє, але ці планетарні редуктори сильно один від одного не відрізняються. Тому шукаємо дохлий шуруповерт і вперед розбирати.

Як і раніше, нам знадобиться тямущий токар, який допоможе насадити приводну шестерню від оригінального шуруповертного двигуна на наш кроковик. Також необхідно виточити кришку-корпус для підшипника вихідного валу. Фотографії мого варіанту викладу пізніше (доведеться розібрати готовий екструдер). Можна, в принципі, зробити креслення кришки, яка була виточена з алюмінію, хоча токарю зазвичай вистачає простого пояснення "на пальцях", чого саме ми хочемо від нього отримати.

Начебто час брати фотоапарат в руки і починати детальну фотосесію всіх тонкощів процесу, а то в інтернеті скінчилися картинки, які ідеально підійдуть до мого опису.