Как сделать 3D принтер своими руками: подробная инструкция

3D-принтер – это устройство, воссоздающее физические объекты из пластиковых и металлических слоев. Формирование деталей происходит, путем наложения экструдером, расплавленных материалов друг на друга со связывающим клеем. Будущий объект сначала создают в графическом редакторе на компьютере, а затем печатающая головка по контуру обрисовывает 3D-модель. Проще говоря, принтер, распечатывает в реале виртуально-нарисованный макет.

Многим пользователям хочется иметь интересные приборы, но они им не по карману. 3D – принтеры, как раз из этой категории. Они открывают много возможностей для хобби, работы и бизнеса.

Преимущества самодельного 3D принтера перед покупным

Сборка самодельного 3D принтера теперь доступна каждому. Для этих целей нужно иметь немного инженерного образования, навыков программиста, затраченное время и некоторую сумму денег, примерно в 25000 руб. Для многих легче потратить 15-20 тысяч на готовую модель. Но из-за дешевого качества китайской сборки прибор прослужит недолго. Такая причина вполне оправдана.

Основным отличием покупного 3D принтера является то, что корпус сделан из акрила и фанеры. Это ведет за собой ряд неприятных последствий:

• прибор нуждается в постоянной калибровке цветов;
• положение неустойчивое, и качество печати ухудшается;
• жесткая печать комплектующих.

Главное преимущество самодельных 3D-принтеров над покупными заключается в качестве рамы. Можно использовать стальной материал. Это придаст лучшей фиксации аппарату и увеличит срок его службы.

Использование в домашних условиях позволит самостоятельно изготавливать детали, которые можно делать только на станках. Например, создать корпус авто.

Зачем собирать 3д принтер своими руками, и в чем его преимущество перед покупным, узнаете из этого видео:

Как собрать и сделать 3D принтер своими руками

Существует много разновидностей самодельных 3D принтеров. Одни формируют фигурки из гипса, другие печатают детали при помощи головки слоями. Есть варианты, формирующие предметы лазером или на полимере. Такие модели сложные в сборке и дорогие по цене. Да и предметы, изготовленные по этим технологиями, хрупки для того, чтобы их использовать в качестве запчасти для какого-либо прибора.

Для сборки трехмерного принтера своими руками понадобится набор следующих инструментов и навыков:

• паяльник;
• набор отверток;
• шестигранники;
• инструкция по сборке;
• знания в электронике и инженерии.

Соблюдая простые правила, человек, обладающий вышеперечисленными инструментами и знаниями, сможет собрать прибор за короткое время.

Приобретение необходимых деталей и инструментов

В процессе сборки 3D-принтера понадобятся необходимые комплектующие:

1. Рама – главная часть прибора. От ее тяжести, качества и устойчивости зависит дальнейшая работа аппарата. Постоянная борьба с некачественной печатью, а также повышенные скорости в работе уйдут на второй план. Идеальным выбором станет стальная рама Российского производства, которая стоит примерно – 5000 руб. В эту стоимость входят необходимые элементы крепежа.
2. Направляющий вал. Он продается отдельно. Для сборки 3D принтера своими руками подойдет 1 комплект вала, который состоит из 6 деталей и стоит от 3000 руб. Для процесса необходимы полированные модели. От этого напрямую зависит качество печатаемых деталей.
3. Шпильки М5. Для сборки понадобится 2 штуки, цена одной – 200 руб. Их можно приобрести в любом строительном магазине. Они должны быть идеально ровными. Для проверки можно расположить деталь на стеклянной поверхности и катать ее. Ровное изделие гарантирует беспрепятственную прокатку.
4. Комплект подшипников, муфт и ремней. Это обязательные детали для сборки 3D принтера своими руками. Стоимость набора от 800 руб.
5. Механический ограничитель. Важная деталь, без которой не реализуется процесс эксплуатации. Стоимость 1 штуки – от 25 руб. Для процесса понадобится 3 экземпляра. Опытные мастера приобретают четвертый вариант – на запас.
6. Дисплей. Для сборки трехмерного принтера требуется монитор с картридером. Это необязательная деталь. Она нужна лишь при печати с компьютера.

В этом видео дается обзор комплектующих для самодельного 3D принтера:

Сборка механической части

Самостоятельная сборка – это трудоемкий процесс. Для его проведения не достаточно просто желания. На сборку 3D принтера уходит до 2 лет работы профессиональной команды. Для того, чтобы все действительно заработало, нужно быть предельно внимательным и соблюдать правила при сборке.

В сборке трехмерного принтера своими руками нет ничего сложного, если все запчасти будут приобретены и правильно установлены. Это касается деталей с электронным направлением.

Для процесса понадобится следующее:

• RAMPS 1.4 – это основная плата 3D принтера, работающая на расширении Arduino. Именно к ней подключаются работающие модели, система и драйвера.
• Arduino Mega 2560 R3 – это микроконтроллер, отвечающий за интегральные схемы и модули. Устройство достаточно просто подключать. Работает бесперебойно при правильной установке системы.
• Драйверы А4988 – электронные компоненты, популярные драйвера шагового двигателя, работают от напряжения от 1 до 35 Вт.

Три эти детали обойдутся покупателю от 1100 руб. Важно иметь в виду то, что платы не подвержены горению, и не стоит покупать лишних деталей на запас.

В этом видео показана механическая часть самодельного 3д принтера:

Сборка радиоэлектронной части

Для подключения электроники понадобится стандартная схема, она будет приложена в инструкции по эксплуатации программного обеспечения — Arduino IDE. Затем настройки проводят в зависимости от возможностей прибора.

Особенностью сборки трехмерного принтера своими руками является то, что в данном типе электроники должен функционировать «мозг». Таковой деталью является Arduino 2560 R3. Прошивка будет заливаться именно на этот элемент. Его легко спалить из-за неправильного подсоединения полярности, подключая концы или установки шагового двигателя. Для этого, важно, чтобы сборкой занимался человек, имеющий опыт в этой сфере.
Купить 3D принтер Creality3D Ender 3 177434034

Загрузка и установка программного обеспечения

Установка программного обеспечения не менее важна, чем предыдущие процессы. За работу моторов отвечают шаговые драйверы. Они имеют построечный резистор, который выставлен на нужный ток и не нуждается в накрутке. В качестве запасной платы лучше использовать Arduino MEGA R3. Понижающий регулятор необходим для защиты напряжения платы. К примеру, понижение проходит с 12 до 5 Вт. Электроника, используемая при сборке 3D принтера своими руками, очень капризная и часто выходит из строя.

Довольно сложный механизм принтера нуждается в программном обеспечении. Необходимо провести подготовительные работы. Для этого понадобится официальная прошивка от 3D—diy. Заливка программы осуществляется IDE Arduino 1.0.6. На дисплее отображается кнопка Auto Home, которую следует нажать после.

В гибкой и точной настройке печати применяют программу Cura Software. Она позволяет настроить степень заполнения объекта и другие параметры печати:

• диаметр сопла;
• температуру плавления пластика;
• толщину слоев.

Все эти параметры влияют на качество печати и результат. Проект Marlin лежит в основе прошивки и находится в открытом доступе для пользователей. Прошивка распространена и подходит для разных устройств, и настройки производятся по-разному. Коррективы вносятся в зависимости от особенностей трехмерного принтера.

Полезно также почитать: Десятка лучших бесплатных программ моделирования для 3D-печати  

Тестирование и настройка трехмерного принтера

Важно убедиться в правильном подключении концевиков и полярности для шаговиков. В случае, если движения каретки проходят в противоположную сторону от нужной, необходимо повернуть клемму на 180 градусов. Если после всех правильно проделанных процедур остался неприятный свист, то возможно дело в шаговиках. Для этого подкручивают подстроечные резисторы.

Для первой тестовой печати понадобится не менее 50 минут. Далее будет происходить диагностирование проблем тестовой детали в сравнении с другими результатами идентичных моделей. Таким образом, можно будет определить, с чем связана проблема печати. К примеру, это из-за неправильной конфигурации компьютера или технических характеристик.

Печать

Первая печать считается самой важной, так как от ее показателей зависит качество подключения, сборки и подсоединения контактов своими руками. Рекомендовано печатать первые модели из PLA-пластика. Также можно использовать любой вид гибкого прута. Это наиболее простая модель для сборки, обслуживания и ремонта. Обладает высоким качеством в сравнении с другими изделиями. Из-за своей распространенности по этому материалу можно найти кучу информации, отвечающей на интересующие вопросы.

В печатном аппарате можно устанавливать сразу 2 экструдера или один с двумя головками. После проведения процесса калибровки необходимо распечатать образец 1x1x1 см. Если слои сильно сдвинулись, значит, есть проблема перегрева двигателей. Для решения используют двигатели A4988 с микрошагом 1/16, силу тока настраивают на наименьшей позиции. Для того, чтобы добиться большего качества, проводят прошивку принтера.

В этом видео показан первый пуск самодельного 3д принтера:

Полезные советы

Для правильной сборки важно соблюдать инструкцию по применению и советы опытных мастеров, которые были выявлены путем проб и ошибок:

• В сборке 3D принтеров своими руками не используют подшипников типа 625z, которые отвечают за крепление торцевых опор.
• Ходовые винты помогут избавить от колебаний при высокой скорости работающей головки.
• При сборке каретки используют стальную проставку черного цвета, но ее нет в комплекте с рамой. На замену приходят пластиковые втулки, которые подойдут для этих целей.
• Монтирование креплений концевика должно происходить к передней стенке. В случае ошибки модели будут пропечатываться зеркальным образом. Новая прошивка не исправит проблемы. Единственный выход – перепаять клемму.
• Соединяя части RAMPS и Arduino не стоит забывать и бесперебойной работе принтера. Для этого ардуино отвязывают от питания с платы RAMPS. Диод, отвечающий за эту функцию, выпаивают или отрезают. Регулятор припаивается на входе питания и выставляется на отметке 5 Вт.

Совсем недавно мало кто задумывался о сборке 3D принтера своими руками. На данное время эта тема очень востребована. Специалисты научились изготавливать детали для аппарата самостоятельно. Преимущество самодельных моделей в сравнении с заводскими заключается в цене и лучшем качестве. Наиболее большую разницу можно разглядеть у китайских устройств.

Полезное видео

Как сделать 3д принтер своими руками на базе ардуино, узнаете из этого видео: