3D tiskalnik to storite sami. Lahko naredim 3D tiskalnik z lastnimi rokami?

Sprostitev prvih naprav za 3D tiskanje je povzročila veliko navdušenih povratnih informacij. To je eden najbolj presenetljivih dosežkov na področju IT v začetku 21. stoletja. Trenutno so tridimenzionalni tiskalniki trdno vstopili na specializirana področja instrumentacije, industrije in drugih področij. Podjetja, ki potrebujejo visoko zmogljivega proizvajalca strojne opreme za majhne dele, z veseljem kupijo 3D tiskalnik. Cena, ki je približno 100 tisoč rubljev, jih ne ustavi, ker se tehnološka naprava sama plača.

Kar se tiče domače porabe, so takšne naložbe le redko upravičene, saj obstaja smisel pri nakupu takšne opreme. Sama potreba po takšni napravi se ponavadi pojasni z radovednostjo in željo po eksperimentu. Čeprav seveda obstajajo številni primeri, ko se 3D-tiskalniki aktivno uporabljajo v vsakdanjem življenju. Kakorkoli že, metode samoproizvajanja inovativnih naprav v zadnjih letih so pridobile veliko privržencev. To zanimanje za »tridimenzionalno proizvodnjo« je okrepljeno z uspehom domačih obrtnikov.

Od česa je izdelan tiskalnik?

Kot se običajno dogaja pri ustvarjanju, ki ga sami ustvarjajo, je polje za realizacijo idej neomejeno. Vsak mojster razvija svoje recepte in tehnologije, ki omogočajo realizacijo ideje. Kljub temu je nemogoče izdelati 3D tiskalnik z lastnimi rokami brez posebnih priročnikov. Na začetku je bil za prve navdušence primer Z Corporation in 3D-Systems. Najpomembnejši prispevek k izdelavi samoproizvodne naprave je bil RepRap, ki razvija komplete za tiskalnike s tridimenzionalnim tiskanjem.

Pravzaprav, preden se kdorkoli odloči, da bo izdelal podoben izdelek, obstaja dilema: uporabite komplet, ki zahteva samo montažo, ali kupite komponente posebej. Odgovor na to vprašanje vsakdo reši sam, toda 3D tiskalnik z lastnimi rokami je možen le, če imate ustrezno znanje in tehnične veščine, ki jih zagotovo potrebujete v proizvodnem procesu.

Mehanske komponente

Ne glede na to, ali je končni paket kupljen ali pa je bil odločen nakup sestavnih delov neodvisno (po možnosti na Kitajskem), ne bo popoln noben sklop 3D tiskalnika brez naslednjih elementov:

• pritrdilni elementi, s katerimi se oblikuje okvir naprave;
• Kovinska vodila za premične komponente;
• zobniki, na podlagi katerih bo zagotovljen prenos električnih pogonov na premične enote;
• platforma, ki bo posebno področje za izdelavo predmetov;
• grelno napravo in termoelement, s katerim se spremlja temperatura.

Glavni sklop

Postopek montaže je odvisen od niza komponent. S pravim pristopom je mogoče realizirati z očesom - vendar je v tem primeru potrebno strogo slediti konfiguraciji lokacije električnega pogona, vodil in glave ekstruderja vzdolž osi. Brez posebnega kompleta lahko sestavite svoj 3D tiskalnik z vezanimi ploščami, primernimi vijaki in objemkami.

Motor je pritrjen na vsako os in deluje kot vir energije za sistem pasov, ki je odgovoren za premikanje vzdolž vodil. Tudi na eni od osi mora biti zagotovljena pogonska enota, skozi katero bo izvedeno gibanje ploščadi. Druga os, pritrjena na vrh 3D tiskalnika, bo omogočila premik ekstruderja.

Elektrotehnične naprave

Za tiste, ki se odločijo za samostojno iskanje komponent, se mehanski del lahko realizira iz odpadnega materiala. Toda za izdelavo 3D tiskalnika z lastnimi rokami potrebujete tudi elektroniko, brez nakupa katere ne boste mogli. Za izvajanje tega dela je potreben naslednji komplet:

• stikala, ki bodo odgovorna za omejitev tiskanja na "delovno" območje vzdolž glavnih osi;
• koračni motorji;
• plošča z mikrokrmilnikom - ta komponenta je ena najpomembnejših: omogoča tiskanje na 3D tiskalnik in nadzor položajev vozička.

Poleg tega potrebujete ekstruder s toplotnim senzorjem. On je tisti, ki bo deloval kot pretvornik materialov od trdne do mehke taline.

Elektronika ožičenja

Na tej stopnji je potrebno uresničiti namestitev osrednje palice (nosilec) in glave ekstruderja, od katerih je odvisno delovanje 3D tiskalnika, predvsem pa tiskarska tehnika. Sledi povezava strani za tiskarske in grelne elemente. Na koncu bo še vedno potrebno priključiti tiskano vezje in zagotoviti povezavo kablov z grelniki, napajalnimi in temperaturnimi indikatorji. Žična povezava kot pri drugih operacijah ne bodo povzročali težav tistim, ki poznajo osnovna pravila radijske tehnike. Na več načinov je potek dela podoben namestitvi skakalcev na računalniško "matično ploščo".

Pomembno je vedeti, da je zanesljivost okvirja v veliki meri odvisna od tega, kako bo kakovostno tiskanje narejeno na 3D tiskalniku, zato je treba vse posnetke, pritrdilne elemente in povezave narediti kar se da natančno - brez odstopanj v razmerjih in doslednosti.

Poleg tega je tu treba predvideti možnost umika delovnega mesta. Med delovanjem bo nujno potrebno očistiti napravo, tako da se sponke enostavno odstranijo. Mimogrede, posebni kompleti imajo ZIP-ključavnice, ki vam omogočajo, da enostavno popravite vezje. Vendar pa je njihova kakovost redko visoka, zato morate biti pripravljeni zamenjati zadrževalnike.

Delo strojne polnila

Koda, ki jo obdeluje rezalnik, se prenese v operativni pomnilnik naprave, nato pa se začne krmiljenje. Med izvajanjem algoritma se elektronika lahko prilagodi glede na stanje termičnih senzorjev. Poleg tega sistem nadzoruje parametre, po katerih se ekstruder premika za 3D tiskalnik in sledi temperaturnim značilnostim. Kakovost pridobljenega tridimenzionalnega objekta bo odvisna od pravilnosti doziranja in iztiskanja potrošnega materiala.

Natančno tiskanje in njegovo povečanje

Poleg nastavitve regulatorja ima koračni motor pomembno vlogo pri parametrih vozička, ki neposredno določa natančnost tiskanja. Takoj je pomembno omeniti, da bo domači 3D tiskalnik, katerega cena bo od 30 do 50 tisoč rubljev, nedvomno stala manj kot blagovna znamka. Zaželeno je, da se opremi z močnim električnim pogonom. Ta mini enota se uporablja za premikanje glave ekstruderja in določa občutljivost njegovega dela. Na primer, pri 360-stopinjski rotaciji vretena bo število korakov elektromotorja 200, torej bo zagotovljena natančnost 5 mikronov. Če bo število korakov 400 - natančnost je zagotovljena pri 2,5 mikronov. Tako bo pogon z največjim številom korakov lahko zagotovil večjo natančnost.

Programska oprema

Glavna naloga programa za 3D tiskalnik je prevajanje tridimenzionalnega virtualnega modela v algoritem, ki ga upravljavec lahko razume. Nadalje, v skladu s parametri te kode, bo objekt izdelan z rezanjem natančno v obliki, v kateri je bil model shranjen na računalniku. V zvezi s tem je pomembno omeniti, da ni vsaka datoteka primerna za tiskalnik - danes se STL format uporablja pogosteje. Ne bo naredil pretvorbe dela, vendar je za nadaljnjo obdelavo kode in njeno zagotavljanje mikrokrmilniku potrebna ustrezna programska oprema.

V napravah z blagovno znamko podjetja posebej razvijajo programsko opremo, izdelano za določene modele. Dejansko gre za preproste programe za 3D tiskalnik, imenovane tudi rezalke. Aplikacije, kot so Skineforge, Slic3r in Kisslacer, se soočajo s takšnimi funkcijami. Za plodno delo potrebujete tudi 3D urejevalnik, ki bo shranil praznine v datoteki STL. Opozoriti je treba, da se lahko pri uporabi velikih modelov tiskalnik nepravilno reže zaradi nezadostne površine platforme. Rešitev takšnih problemov je v osnovni delitvi virtualnega objekta na več delov.