Делаем самодельный 3D принтер из CD-ROM и FLOPPY - диска - «Компьютеры и электроника»
Данная статья взята с зарубежного сайта и переведена мною лично. Предоставил эту статью автор: mikelllc.
Этот проект описывает конструкцию 3D принтера очень низкой бюджетной стоимости, который в основном построен из переработанных электронных компонентов.
Результатом является небольшой формат принтера менее чем за 100 $.
Прежде всего, мы узнаем, как работает общая система ЧПУ (по сборке и калибровке, подшипники, направляющие), а затем научим машину отвечать на инструкции G-кода. После этого, мы добавляем небольшой пластиковый экструдер и даем команды на пластиковую экструзию калибровки, настройки питания драйвера и других операций, которые дадут жизнь принтеру. После данной инструкции вы получите небольшой 3D принтер, который построен с приблизительно 80% переработанных компонентов, что дает его большой потенциал и помогает значительно снизить стоимость.
С одной стороны, вы получаете представление о машиностроении и цифровом изготовлении, а с другой стороны, вы получаете небольшой 3D принтер, построенный из повторно используемых электронных компонентов. Это должно помочь вам стать более опытным в решении проблем, связанных с утилизацией электронных отходов.
Читать про код.
Шаг 1: X, Y и Z.
Необходимые компоненты:
- 2 стандартных CD / DVD дисковода от старого компьютера.
- 1 Floppy дисковод.
Мы можем получить эти компоненты даром, обратившись в сервисный центр ремонта. Мы хотим убедиться, что двигатели, которые мы используем от дисководов флоппи, являются шаговыми двигателями, а не двигатели постоянного тока.
Шаг 2: Подготовка моторчика
Компоненты:
3 шаговых двигателя от CD / DVD дисков.
1 NEMA 17 шаговый двигатель, что мы должны купить. Мы используем этот тип двигателя для пластикового экструдера, где нужны большие усилия, необходимые для работы с пластиковой нитью.
CNC электроника: ПЛАТФОРМЫ или RepRap Gen 6/7. Важно, мы можем использовать Sprinter / Marlin Open Firmware. В данном примере мы используем RepRap Gen6 электронику, но вы можете выбрать в зависимости от цены и доступности.
PC питания.
Кабели, розетка, термоусадочные трубки.
Первое, что мы хотим сделать, это как только у нас есть упомянутые шаговые двигатели, мы сможем припаять к ним провода. В этом случае у нас имеется 4 кабеля, для которых мы должны поддерживать соответствующую последовательность цветов (описано в паспорте).
Спецификация для шаговых двигателей CD / DVD: Скачать. Скачать зеркало.
Спецификация для NEMA 17 шагового двигателя: Скачать. Скачать зеркало.
Шаг 3: Подготовка источника питания
Следующий шаг заключается в подготовке питания для того, чтобы использовать его для нашего проекта. Прежде всего, мы соединяем два провода друг с другом (как указано на рисунке), чтобы было прямое питания с выключателем на подставку. После этого мы выбираем один желтый (12V) и один черный провод (GND) для питания контроллера.
Шаг 4: Проверка двигателей и программа Arduino IDE
Теперь мы собираемся проверить двигатели. Для этого нам нужно скачать Arduino IDE (физическая вычислительная среда), можно найти по адресу: http://arduino.cc/en/Main/Software.
Нам нужно, загрузить и установить версию Arduino 23.
После этого мы должны скачать прошивку. Мы выбрали Марлин (Marlin), который уже настроен и может быть загружен Marlin: Скачать. Скачать зеркало.
После того, как мы установили Arduino, мы подключим наш компьютер с ЧПУ контроллера Рампы / Sanguino / Gen6-7 с помощью кабеля USB, мы выберем соответствующий последовательный порт под Arduino инструментов IDE / последовательный порт, и мы будем выбирать тип контроллера под инструменты платы (Рампы (Arduino Mega 2560), Sanguinololu / Gen6 (Sanguino W / ATmega644P - Sanguino должен быть установлен внутри Arduino)).
Основное объяснение параметра, все параметры конфигурации находятся в configuration.h файла:
В среде Arduino мы откроем прошивку, у нас уже есть загруженный файл / Sketchbook / Marlin и мы увидим параметры конфигурации, перед тем, как загрузим прошивку на наш контроллер.
1) #define MOTHERBOARD 3, в соответствии с реальным оборудованием, мы используем (Рампы 1,3 или 1,4 = 33, Gen6 = 5, ...).
2) Термистор 7, RepRappro использует Honeywell 100k.
3) PID - это значение делает наш лазер более стабильным с точки зрения температуры.
4) Шаг на единицу, это очень важный момент для того, чтобы настроить любой контроллер (шаг 9)
Шаг 5: Принтер. Управление компьютером.
Управление принтером через компьютер.
Программное обеспечение: существуют различные, свободно доступные программы, которые позволяют нам взаимодействовать и управлять принтером (Pronterface, Repetier, ...) мы используем Repetier хост, который вы можете скачать с http://www.repetier.com/. Это простая установка и объединяет слои. Слайсер является частью программного обеспечения, которое генерирует последовательность разделов объекта, который мы хотим напечатать, связывает эти разделы со слоями и генерирует G-код для машины. Срезы можно настроить с помощью параметров, таких как: высота слоя, скорость печати, заполнения, и другие, которые имеют важное значение для качества печати.
Обычные конфигурации слайсера можно найти в следующих ссылках:
- Skeinforge конфигурация: http://fabmetheus.crsndoo.com/wiki/index.php/Skeinforge
- Конфигурация Slic3r: http://manual.slic3r.org/
В нашем случае мы имеем профиль configuret Skeinforge для принтера, которые можно интегрировать в принимающую пишущую головку программного обеспечения.
Skeinforge ссылка раздел: Скачать. Скачать зеркало.
Шаг 6: Регулирование тока и интенсивность
Теперь мы готовы протестировать двигатели принтера. Подключите компьютер и контроллер машины с помощью кабеля USB (двигатели должны быть подключены к соответствующим гнездам). Запустите Repetier хостинг и активируйте связь между программным обеспечением и контроллером, выбрав соответствующий последовательный порт. Если соединение прошло успешно, вы сможете контролировать подключенные двигатели с использованием ручного управления справа.
Для того, чтобы избежать перегрева двигателей во время регулярного использования, мы будем регулировать силу тока, чтобы каждый двигатель мог получить равномерную нагрузку.
Для этого мы будем подключать только один двигатель. Мы будем повторять эту операцию для каждой оси. Для этого нам понадобится мультиметр, прикрепленный последовательно между источником питания и контроллером. Мультиметр должен быть установлен в режиме усилителя (текущего) - смотри рисунок.
Затем мы подключим контроллер к компьютеру снова, включите его и измерьте ток при помощи мультиметра. Когда мы вручную активировали двигатель через интерфейс Repetier, ток должен возрасти на определенное количество миллиампер (которые являются текущими для активации шагового двигателя). Для каждой оси ток немного отличается, в зависимости от шага двигателя. Вам придется настроить небольшой потенциометр на управление шагового интервала и установить текущее ограничение для каждой оси в соответствии со следующими контрольными значениями:
Плата проводит ток около 80 мА
Мы подадим ток на 200 мА для Х и Y-оси степперы.
400 мА для Z-оси, это требуется из-за большей мощности, чтобы поднять пишущую головку.
400 мА для питания двигателя экструдера, поскольку он является мощным потребителем тока.
Шаг 7: Создание машины структуры
В следующей ссылке вы найдете необходимые шаблоны для лазеров которые вырезают детали. Мы использовали толщиной 5 мм акриловые пластины, но можно использовать и другие материалы, как дерево, в зависимости от наличия и цены.
Лазерная настройка и примеры для программы Auto Cad: Скачать. Скачать зеркало.
Конструкция рамы дает возможность построить машину без клея: все части собраны с помощью механических соединений и винтов. Перед лазером вырезают части рамы, убедитесь, что двигатель хорошо закреплен в CD / DVD дисководе. Вам придется измерять и изменять отверстия в шаблоне САПР.
Шаг 8: Калибровка X, Y и оси Z
Хотя скачанная прошивка Marlin уже имеет стандартную калибровку для разрешения оси, вам придется пройти через этот шаг, если вы хотите точно настроить свой принтер. Здесь вам расскажут про микропрограммы которые позволяют задать шаг лазера вплоть до миллиметра, ваша машина на самом деле нуждается в этих точных настройках. Это значение зависит от шагов вашего двигателя и по размеру резьбы движущихся стержней ваших осей. Делая это, мы убедимся, что движение машины на самом деле соответствует расстояниям в G-кода.
Эти знания позволят вам построить CNC-машину самостоятельно в независимости от составных типов и размеров.
В этом случае, X, Y и Z имеют одинаковые резьбовые шпильки так калибровочные значения будут одинаковыми для них (некоторые могут отличаться, если вы используете разные компоненты для разных осей).
Мы должны будем рассчитать, сколько шагов двигателя необходимы для перемещения 1 мм каретки. Это зависит от:
- Радиуса шкива.
- Шага на оборот нашего шагового двигателя.
Микро-шаговые параметры (в нашем случае 1/16, что означает, что за один такт сигнала, только 1/16 шага выполняется, давая более высокую точность в систему).
Мы устанавливаем это значение в прошивке (stepspermillimeter).
Для оси Z:
Используя интерфейс Controller (Repetier) мы настраиваем ось Z, что позволяет двигаться на определенное расстояние и измерять реальное смещение.
В качестве примера, мы подадим команду, чтобы он двигался на 10 мм и измерим смещение 37.4 мм.
Существует N количество шагов, определенных в stepspermillimeter в прошивке (X = 80, Y = 80, Z = 2560, EXTR = 777,6).
N = 2560
N = N * 10 / 37,4
Новое значение должно быть 682,67.
Мы повторяем это в течение 3 или 4 раз, перекомпилируя и перезагружая прошивки для контроллера, мы получаем более высокую точность.
В этом проекте мы не использовали конечные установки для того, чтобы сделать более точным машину, но они могут быть легко включены в прошивку и она будет готова для нас.
Мы готовы к первому испытанию, мы можем использовать перо, чтобы проверить, что расстояния на чертеже верны.
Шаг 9: Экструдер
Привод для нити состоит из NEMA 17 шагового двигателя и МК7 / MK8 типа приводной шестерни, возможно вам придется ее купить. Вы также должны будете иметь драйвера, чтобы 3D-печати экструдера шла прямо от привода, можно скачать здесь.
1) Экструдер простоя: Скачать. Скачать зеркало.
2) Экструдер тела: Скачать. Скачать зеркало.
3) Лазер: Скачать. Скачать зеркало.
Нить накала втягивается в экструдер со стороны управляющих нитей, затем подается в нагревательную камеру внутрь гибкой тефлоновой трубки.
Мы будем собирать прямой привод, как показано на рисунке, прикрепив шаговый двигатель к главной раме.
Для калибровки, поток пластика должен соответствовать кусочку пластиковой нити и расстоянию (например 100 мм), положить кусочек ленты. Затем перейдите к Repetier Software и нажмите выдавливать 100 мм, реальное расстояние и повторить Шаг 9 (операцию).
Шаг 10: Печатаем первый объект
Теперь аппарат должен быть готов для первого теста. Наш экструдер использует пластиковую нить диаметром 1.75 мм, которую легче выдавливать и более она более гибкая, чем стандартная диаметром 3 мм. Мы будем использовать PLA пластик, который является био-пластиком и имеет некоторое преимущество по сравнению с ABS: он плавится при более низкой температуре, что делает печать более легкой.
Теперь, в Repetier, мы активируем нарезки профилей, которые доступны для резки Skeinforge. Скачать. Скачать зеркало.
Мы печатаем на принтере небольшой куб калибровки (10x10x10 мм), он будет печатать очень быстро, и мы сможем обнаружить проблемы конфигурации и моторный шаг потери, путем проверки фактического размера печатного куба.
Так, для начала печати, открыть модель STL и нарезать его, используя стандартный профиль (или тот, который вы скачали) с резки Skeinforge: мы увидим представление нарезанного объекта и соответствующий G-код. Мы подогреваем экструдер, и когда он нагреется до температуры плавления пластика (190-210C в зависимости от пластической марки) выдавим немного материала (пресс выдавливания), чтобы увидеть, что все работает должным образом.
Мы устанавливаем начало координат относительно экструзионной головки (х = 0, у = 0, z = 0) в качестве разделителя используем бумагу, головка должна быть как можно ближе к бумаге, но не касалась ее. Это будет исходное положение для экструзионной головки. Оттуда мы можем начать печать.
