Albert Filice. How I built a RapMan 3D printer from scratch. TechHive. July 2013.

Легко ли получить готовое изделие из комплекта деталей? Я бы не сказал, что «да», но было очень интересно. Еще не понимая, во что ввязываюсь, я точно знал, что эта задача мне по зубам, каким бы сложным ни оказался в итоге комплект поставки. К сожалению, излишняя самоуверенность редко идет на пользу. Ну, а теперь пришла пора рассказать с самого начала о тех испытаниях, через которые мне пришлось пройти во время сборки 3D-принтера.

Что скрывается в недрах этой таинственной коробки?

 

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к сборке своего первого принтера — модели RapMan 3.1, поставляемой компанией BitsFromBytes, я решил посмотреть, как должен выглядеть конечный результат. В собранном виде принтер имеет форму куба. Каркас формируется из стальных стержней, а плоские акриловые элементы скрепляются несколькими десятками винтов.

Хотя модель RapMan 3.1 (в Москве данный набор стоит около 18 тыс. руб. — Прим. ред . ) уже снята с производства, ее компоненты по-прежнему отвечают всем современным требованиям, так что принтер совместим с существующим программным обеспечением с открытым текстом. Инструкция по сборке показалась мне слишком длинной и не вполне понятной, но это меня не остановило: при возникновении затруднений я обращался за советом к интернет-форумам и каналам IRC.

Вот так выглядел комплект поставки после нескольких часов знакомства с ним и начала сборки

 

Мне не хотелось разбирать все детали до той поры, пока в них не возникнет реальной потребности. Поэтому я разложил на столе только те компоненты, которые были нужны для начальной фазы сборки, в том числе акриловые элементы и крепеж, состоявший из болтов, гаек и разнообразных маленьких приспособлений, — а все остальное отодвинул в сторону. Чтобы не перепутать отдельные части (а зачастую даже разные детали были очень похожи), я разместил их на листах для заметок.

Одинаковые компоненты я сгруппировал и пометил

 

Процесс сборки

Сборка принтера оказалась гораздо более сложной процедурой, чем мне представлялось. На протяжении целой недели я ежедневно посвящал пару часов подбору, соединению и подгонке отдельных компонентов, шаг за шагом продвигаясь вперед. Конечно, при этом нужно учитывать, что продолжительность и сложность сборки определяются особенностями конкретной модели принтера.

Сборку RapMan я начал с основного каркаса. Собрать нижнюю консоль, на которой размещается остальная часть принтера, оказалось не так просто. Этот компонент должен образовывать идеальный квадрат, обеспечивая устойчивость принтера (и равномерное распределение давления). Чтобы добиться нужного результата, пришлось в несколько этапов выравнивать направляющие с разных сторон.

Стальные стержни закрепляются на нижней консоли винтами

 

На верхней консоли крепятся детали, обеспечивающие плавное скольжение печатающей головки, с помощью которой и осуществляется печать. Сначала нужно состыковать нижнюю консоль со стальными стержнями, удерживающими верхнюю консоль, и убедиться в том, что конструкция обладает достаточной устойчивостью при ее перемещении и поворотах. Установив на место верхнюю консоль, я собрал приводной вал Z-оси, которая очень точно смещает вниз основание принтера и позволяет наносить слои толщиной меньше 0,25 мм.

Верхняя консоль крепится на удерживающих ее вертикальных стержнях

 

Все принтеры имеют основание для печати (поверхность, на которой и распечатываются объекты) и печатающую головку (элемент, перемещающий экструдер в процессе печати в соответствии с заданным шаблоном). На фотографии видно, что собрать все элементы совсем несложно. Приводные ремни, прикрепляемые к двигателям на верхней консоли, перемещают печатающую головку в четырех направлениях. Двигатель, обведенный зеленым кружком, заставляет ее передвигаться в направлении зеленых стрелок, а двигатель, обведенный красным кружком, — в направлении красных стрелок.

Обведенные кружками двигатели перемещают печатающую головку в направлении стрелок, имеющих тот же цвет

 

Установив основание принтера, убедитесь в том, что оно расположено строго горизонтально. Уровень здесь не нужен — просто вручную перемещайте печатающую головку в разные положения. Измеряя расстояние от распылителя форсунки до основания печати, подтяните как следует винты. Таким образом, вы дважды проверите горизонтально ли размещенио основание по отношению к форсунке.

Три подпружиненных винта позволяют установить печатное основание точно в горизонтальном положении

 

Узкие места и способы их обхода

Самое сложное при сборке RapMan — правильно установить экструдер, являющийся важнейшей частью принтера. Он представляет собой форсунку, через которую во время печати выдавливается нагретое волокно. Поначалу я допустил ошибку и смонтировал экструдер неверно, после чего пришлось его снимать и заменять детали местами. Все это ужасно утомительно. А хуже всего то, что у меня даже не возникло никаких сомнений в правильности своей сборки.

Сборка экструдера — дело тонкое

 

Полагайтесь на внутреннюю смекалку. В какой-то момент я слишком сильно затянул консоль, и она треснула. К счастью, у меня оставалось немного суперклея и имелись плоскогубцы, которыми я и прижал поврежденные элементы.

Плоскогубцы держали акриловые части, пока высыхал клей

 

Очередная трудность была связана с проводами. Как выяснилось, в комплекте отсутствовали кабели, соединяющие двигатели с платой управления. Пришлось позаимствовать провода у неиспользуемых адаптеров питания, замотав их изолентой. Но помните, что при печати мелких деталей возникает вибрация, которая может привести к нарушению контактов и остановке работы принтера.

Изолента обеспечивала контакт в процессе перемещения головки

 

Вуаля!

На сборку я потратил довольно много времени, но моя работа все еще была далека от завершения. Предстояло многое узнать как о самом принтере, так и о процессе трехмерной печати. Чем больше я печатал, тем больше выяснял нового, хотя и приходилось очень многое латать на скорую руку.

Вот и все — принтер готов к печати

 

Оказалось, что процесс сборки принтера достаточно интересен, но не всегда приятен. Порой мне хотелось все бросить. С учетом сложности комплекта и трудностей, возникающих с ориентацией отдельных деталей, нередко приходилось заставлять себя доводить начатое до конца. Главное, чтобы не пропало желание это сделать!

Купить номер с этой статьей в PDF
1651