Как недорого из доступных компонентов сделать экструдер прутка для 3D принтера

Экструдер – это один из основных узлов в 3D-принтере. Его можно купить отдельно или сделать самому. Если вы собрались собрать экструдер своими руками, стоит заранее все просчитать и купить нужные комплектующие. Также необходимо знать последовательность де

Идеология бюджетного 3D принтера промышленного назначения: обзор и основные возможности RPMachine S500 IDEX (рабочий прототип)

3dfirst
Идет загрузка

Загрузка

09.06.2021

3594

31

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Подписаться

Идеология бюджетного 3D принтера промышленного назначения: возможен ли сбалансированный “quadratisc…

Особенности конструкции

3D-принтер работает на основе нитевидного пластика нескольких видов, но чаще всего применяются пластик ABS и PLA. И несмотря на разнообразие расходных материалов, все печатающие головки создаются по одному принципу и мало чем отличаются друг от друга. Устройство экструдера 3d принтера следующее:

  • Блок cool-end подает филамент. Он включает в себя шестерни и привод от электрического мотора, а также прижимной механизм. Под воздействием вращения шестерни из катушки извлекается пластиковая нить, пропускается в нагреватель, где под воздействием высокой температуры пластик становится вязким. Такая структура дает возможность выдавить нить через сопло, чтобы придать ей нужную форму.
  • Блок hot-end представляет собой сопло с нагревателем. Для его создания используются латунь или алюминий, отличающиеся высокой теплопроводностью. В состав нагревательного элемента также входят спираль из нихромовой проволоки, пара резисторов, термопары, регулирующие температуру. Во время работы hot-end разогревается, за счет чего и происходит плавление пластика. Важную роль играет своевременное охлаждение рабочей платформы, что обеспечивается специальной термоизолирующей вставкой между hot-end и cool-end.

3d экструдер своими руками

Разновидностью печатающей головки является боуден экструдер, который отличается тем, что hot-end и cool-end разнесены с точки зрения расположения: нагреватель с соплом располагаются на печатающей голпринтер промышленныйовке, в то время как подающее устройство расположено на раме принтера. Пластиковая нить подается посредством длинной тефлоновой трубки. Главное ее назначение – оберегать нить от возможных изгибов, чтобы она подавалась в hot-endс оптимальной скоростью и давлением. Боуден экструдер хорош тем, что позволяет сделать меньше и легче печатающую головку, но с другой стороны, передача пластика к соплу не так надежна.

Материалы:

  • спиральное сверло по дереву 36 мм;
  • стальная труба с внутренним диаметром 37 мм;
  • переходник на трубу под диаметр 1/2 дюйма;
  • труба 1/2 дюйма;
  • сантехническая заглушка 1/2 дюйма;
  • листовая сталь;
  • велосипедная каретка в корпусе;
  • велосипедная ведущая звездочка;
  • велосипедная задняя втулка с кассетой;
  • роликовая цепь;
  • электромотор;
  • профильные трубы;
  • кольцевые нагреватели 320 Вт – 2-3 шт.;
  • кольцевой нагреватель 70 Вт;
  • ПИД-регуляторы для каждого нагревателя;
  • ШИМ регулятор.
Как недорого из доступных компонентов сделать экструдер прутка для 3D принтера

Механические компоненты

Детали для сборки реально приобрести в комплекте, но те, кто не ищут легких путей, часто решаются на самостоятельное изготовление. Им понадобятся:

  • крепежные детали для формирования каркаса;
  • рабочая площадка;
  • устройство для нагрева и регулировки температурного режима;
  • направляющие из металла;
  • шестерни для электроприводов;
  • экструдер.

Главной трудностью при изготовлении 3D принтера считается правильная конфигурация последних трех элементов. Большое значение имеет привод, который устанавливают для передвижения платформы на одной оси. Вторая становится залогом перемещения печатающей головки.

Детали для сборки 3d-экструдера

Детали для сборки 3d-экструдера

Самостоятельная сборка механической части осуществляется благодаря использованию листов из фанеры, шурупов подходящего размера и зажимов, обеспечивающих фиксацию. На фото стандартный набор для изготовления 3D принтера с двумя печатающими головками.

Пролог

Немало поломано копий о том, какой экструдер лучше — direct или bowden. Лично мне bowden всегда казался подозрительным, поскольку сама идея как таковая проталкивать нить пластика через довольно длинную трубку, и при этом рассчитывать на хорошее качество печати, выглядит очень странно. Тем не менее, когда решил обзавестись 3D-принтером, выбор пал на самую популярную на сегодняшний день модель Ender 3 Pro с bowden-экструдером.

В целом, выбором я остался доволен, принтер действительно хорош. Однако, желание испытать в деле direct-экструдер так никуда и не пропало. К этому дополнительно подталкивало намерение в перспективе попробовать печать гибкими резино-подобными материалами, для которых bowden не то чтобы совсем не подходит, но точно не лучший выбор.

После некоторых изысканий по теме попалось

вот это видео

, в котором даётся обзор

комплекта деталей

, позволяющих переделать Ender 3 с bowden на direct-экструдер. Причём никаких дополнительных затрат не требуется, используются стоковые части и прошивка платы. Не радовало лишь одно — совсем немаленькая цена $39, плюс непонятно сколько за доставку. Многовато как-то для эксперимента, который ещё неизвестно чем закончится. К тому же, в наборе присутствуют пластиковые детали, никак не производящие впечатление надёжных.

Однако, ушлые инженеры из Китая идею уже позаимствовали и сделали свой набор. Почти такой же, только в четыре раза дешевле. О том, каков он оказался в деле, какие обнаружились проблемы и как их решить — поведаю далее.

Общая информация

сварочный экструдер для полипропилена

Этот аппарат работает по такой системе: нагретая воздушная масса, идущая из сопел экструдера и увеличивает температуру промежутка (канавы или стыка) между соединяющимися деталями, делая последние пластичнее.

Параллельно в рабочую зону аппарата подходит прут. Он плавится и соединяется с диском (его называют также шнек), образуя однородную пластиковую массу.

Через фильерный инструмент или сварочный башмак выходит расплавленная полимерная смесь. Шов получается, когда вся масса остывает до комнатной температуры. Это похоже на выдавливание кетчупа из упаковки.

Поверхности, которые соединяет мастер, должны быть идентичны друг другу. Это подразумевает, что составные элементы, плотность упаковки материала и его текучесть у деталей одинаковы.

Прут для сварки по этим характеристикам также должен быть похож на элементы.

Профилактика засоров

image2.jpg

Источник: hackaday.com

От качества материала и состояния сопла непосредственно зависит точность печати и гладкость поверхности печатаемой детали. Пользователь должен следить за состоянием сопла, чтобы избежать засоров. Когда сопло 3D-принтера забивается в процессе печати, это создает множество проблем. Зачастую приходится частично разбирать экструдер, чтобы прочистить наконечник, а изделие придется печатать заново, если засор произошел в процессе печати.

Главным профилактическим методом предотвращения засоров можно считать правильные настройки принтера, то есть соответствие температурного режима и скорости печати свойствам филамента. Следует быть особенно внимательным при использовании материалов с высокой температурой плавления и высокой вязкостью. Также следует внимательно следить за скоростью экструзии на начальном этапе печати. Если первые слои уложены неравномерно, это свидетельствует о некорректном прохождении пластиковой нити через экструдер.

Еще один важный аспект, особенно при использовании латунного сопла, — проверка состояния детали. С течением времени этот материал подвержен деформации, из-за его низкой устойчивости к истиранию. При длительной эксплуатации появляются артефакты на выходном отверстии, а при печати абразивными материалами латунное сопло может быть повреждено за считаные минуты.

Также засор может произойти, если при смене филамента экструдер успел остыть. Перед продолжением печати следует обязательно убедиться, что температура экструдера соответствует параметрам печати. Наконец, если скорость экструзии замедлилась, следует прекратить работу и проверить состояние принтера, но ни в коем случае не проталкивать филамент вручную — приложение внешней силы способно еще быстрее засорить сопло, спрессовав пластик.

Обзор

Набор состоит из следующих деталей:

Монтажная пластина выполнена из толстого (2.7 мм) и жёсткого алюминия. Сделана аккуратно, нигде никаких заусенцев нет, все отверстия просверлены ровно и совпадают идеально. Втулки-проставки крепления двигателя также алюминиевые, что просто отлично, пластиковые можно было бы сразу выбросить.

Смотрите видео

Все подробности смотрите в видеоролике:

Подготовительный этап

Момент подготовки перед экструзионной сварки отличается от такого для других типов. Но, как и в других случаях, поверхности деталей нужно очистить от грязи и пыли, иначе шов получится некачественным.

Также пластмассы легко окисляются из-за воздействия воздуха. Очистить кромки нужно не более чем за двадцать минут до начала пайки.

Если вы сделаете это раньше, детали всё равно придется расчищать заново. Не пробуйте использовать для очистки растворитель, он может деформировать пластмассу.

Обзор принтера Bigrep One

Данная модель характеризуется наличием двух экструдеров, наличием подогрева рабочей платформы и внушительными габаритами. Bigrep One (изображен на фото) предназначен для профессионалов, специализирующихся на производстве качественных изделий в 3D формате.

Еще одним плюсом 3d принтера Bigrep One 2 с двумя экструдерами считается его стоимость. На фоне цен на аналогичные устройства она более приемлема, поэтому пользуется большим спросом.

Принтер Bigrep One

Принтер Bigrep One

Отмечают следующие преимущества принтера Bigrep One:

  1. Рабочий объем 1,3 м3.
  2. Низкая себестоимость 3D моделей.
  3. Отсутствие необходимости в оснастке готовых изделий.
  4. Повсеместность применения.
  5. Экономичность и производительность.
  6. Наличие камеры 3D печати.
  7. Обширный ряд возможных филаментов (нити ABS и PLA, нейлон, гибкие эластомеры).

Bigrep One представляет собой новое поколение принтеров, употребление которых расширяет сферу использования 3D технологий.

Финальный вид

По завершении всей переделки принтер выглядит так.

Заново калибруем стол, заправляем пластик — и можно начинать печатать.

Настройка Cura

Длину ретракта нужно уменьшить до 1~3 мм. Эксперименты на практике показали, что значения в 2 мм. вполне достаточно, чтобы принтер не тянул паутину из нитей. Скорость — 25 мм/с.

Никакие другие настройки не менялись, используется профиль standard из Cura 4.5.0 для Ender 3 и пластика Generic PETG.

Пример печати

Пластик: PETG производства BestFilament.

Винт М3×12 для понимания масштаба.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...