Nu om dage snakker mange mennesker om 3D-udskrivning og de mange ting, det kan producere. Selv præsidenten taler om det under hans tilstand af union adresse. Selv om det er rigtigt, at nogle af teknologierne i 3D-udskrivning er nye i avancerede modeller, kan de fleste 3D-printere bygges ved hjælp af eksisterende teknologier, der har eksisteret i årtier. For eksempel bruger de fleste 3D-printere steppermotorer, selvom mikrostepteknologien, som giver en finere opløsning, er relativt ny (måske). Den mikrocontroller, der anvendes i mange 3D-printere, er baseret på AVR-familien, der findes i Arduino boards. Mens open source-firmware som Marlin blev udviklet baseret på GRBL for CNC-maskiner. Ordet "ekstruder" er helt sikkert ikke nyt for de kemiske ingeniørstuderende. Derfor kan man lære meget om 3D-udskrivning fra gamle teknologier, der findes i genanvendt elektronik. Her vil jeg gerne dele med dig min indsats for at opbygge en billig og simpel 3D-printer. Målet er ikke at opbygge en super 3D printer til at konkurrere med de kommercielle modeller, men snarere at lære hvordan det virker og have det sjovt med det.

forsyninger:

Trin 1: Byg X-aksen ved hjælp af en printerhovedmontering og Stepper Motor

En simpel 3D-printer har tre akse, X, Y, Z, hver styret af en stepper motor plus ekstruderen styret af en ekstra stepper motor. Hver dimension er lavet med lineære aktuatorer af forskellige designs. Her lavede jeg x-aksen ved at bruge en genbrugs HP Inkjet-printerhovedmontering, der består af en motor, tandrem, patronholder og metalarm. Desværre er de moderne motorer, der findes i inkjetprintere, for det meste 2-trådsmotorer (med optiske bånd til positionering) i stedet for de 4-trådsstiftere, der er nødvendige for 3D-printere. Derfor var jeg nødt til at finde en stepper motor med tilsvarende størrelse. Den jeg fandt i min junk box var sandsynligvis fra en gammel diskette. Der er to problemer, jeg måtte løse med denne stepper motor. For det første er denne stepper en femledet unipolær stepper, som adskiller sig fra den 4-tråds bipolære stepper, der er nødvendig for 3D-printeren. Jeg var dog heldig nok til at ledningerne er tilgængelige på stepperhuset, og jeg koblede simpelthen den fælles terminal, hvilket gør det til en 6-tråds stepper. Ved at ignorere de to midterste terminaler konverterede jeg det effektivt til en 4-tråds bipolar stepper. Bemærk, at de gamle diskdrev formentlig brugte højspændinger. Modstanden er omkring 160ohm for ledninger, så jeg tror at bruge 12V batteri er ok, og det er det, jeg brugte.

Det andet problem var, at stepper ikke havde et tandhjul på det, så jeg var nødt til at finde en fra HP-printeren, der passer nøjagtigt, og jeg var heldig med at finde en. Se følgende video for at få en ide om, hvordan det virker.

Trin 2: Test X-aksen ved hjælp af Simple Arduino Thingy

Når jeg havde lavet hardwareændringer, ønskede jeg at teste det ved at flytte printerhovedet frem og tilbage. Jeg vælger at bruge en lille chip Attiny2313, som tilfældigvis eksisterer, og L293D H-broen, der kan klare 600mA og op til 36V. Det er konceptuelt nemt at dreje en 4-tråds stepper. Du tænder blot hver ledning i rækkefølge. Men mit første forsøg virkede ikke let, fordi jeg havde L293D placeret baglæns på breadboard. Jeg er glad for, at det ikke beskadigede det med misbrug. Jeg brugte Arduino software og USBtinyISP til at programmere Attiny2313 og nu fungerer det fint som vist i videoen.

De næste trin er:

-Build Y- og Z-aksen

-Build en ekstruder

-Hvis en passende mikrocontroller (jeg kan oprindeligt teste det med GRBL på Atmega328), så prøv Mega-kortet med Ramp1.4 og Marlin osv.

-Calibrere 3D-printeren

-Print noget og have det sjovt.

Trin 3: En anden tanke om 2-wire Vs. Stepper Motors

Da jeg først så 2-trådsmotoren i inkjetprinteren, blev jeg forvirret et øjeblik, fordi jeg havde forventet at se en stepper. Jeg har erstattet 2-trådsmotoren med en stepper, fordi det er det, alle bruger til 3D-printere. Nå viser det sig, at der er gode grunde til, at en 2-wire motor bruges i blækpatronerne. For det første bruger den optiske indkoblingsstrimler til at placere præcist og med meget fin opløsning. Til sammenligning er steppermotoren i grunden et åbent kredsløbssystem, hvilket betyder at du fortæller det at gøre x antal omdrejninger, og du stoler på, at det vil gøre det som følge heraf og ingen tilbagemelding nødvendig. I går læste jeg lidt mere om dette problem, og der er faktisk diskussion om Reprap om åbne versus lukkeproblemer for 3D-printere. Det, jeg formoder, er, at mens steppere er populære for 3D-printere, er det ikke den eneste løsning eller den bedste løsning for den sags skyld. Men da optiske indkapslinger er lidt mere komplekse end steppermotorerne (hvad enten det er sandt eller ej), lad os bare holde fast i stepperne for nu. Senere kan jeg vende tilbage til den originale 2-wire motor med den optiske indkobling, når jeg har et håndtag på motorstyringen og feedback. Så kast ikke den 2 trådmotor og den optiske strimmel endnu væk.