3D FDM принтер с Delta-кинематикой из запасов.
0
14
Предшествующий пост ЗДЕСЬ
====quote====
Предисловие.
=============
Принтер неплохо печатает и находится в перманентной стадии доработок.
Хотя и бюджет на него стараюсь выделять по минимуму, но плохо (читай - как и большинство представленных на рынке) делать не позволяют нутро инженера и периодически просыпающийся перфекционист.
Считаю, что делать надо стараться хорошо, а хреново - оно само получится.
Закончим на вступлении и перейдем кпреферансу и профурсеткам сути.
====quote====
Предыстория
=============
Накопилась у меня в запасах от различных экспериментов - кучка барахла в виде обрезков профиля, ролики, ремни, шарниры тяг, парочка хотэндов, много крепежа, шаговые двигатели и плата электроники MKS 1.4 с драйверами DRV8825.
В качестве эксперимента было решено собрать дельта-принтер по типу китайских и выжать из него максимум возможного с минимальным бюджетом, после чего продать.
====quote====
Начало
=============
У товарища были выпрошены пластиковые углы под 2020 X-образный конструкционный профиль, из кладовки был извлечен алюминиевый стол от BIQU с наклеенной Ultrabase ф240 мм и начата сборка.
Фотографии рамы и первоначальной кинематики (кареток и тяг) были выложены в этой ПУБЛИКАЦИИ
На аппарат была установлена плата MKS1.4, дисплейный модуль RRD 2004 LCD, с драйверами ШД типа DRV8825.
Для довершения приключений и добавки неопределенности был установлен фидер подачи прутка по типу B2D в МОЕЙредакции.
Были проверены первоначальные параметры, прошит Marlin 1.1.8 (после был сменен на 1.1.9) и сделаны тестовые ПЕЧАТИ.
Скорости для получения сколько-то удобоваримого качества были зажаты - ну не вытягивали 200 шагов/мм слабенькие мозги Arduino, а параметр JERK приходилось душить до 4-5 мм/с, так как пластиковые углы рамы и хлипковатый профиль 2020 высотой 780 мм о терминах "жесткость, точность, повторяемость" заставляли только мечтать.
Подтвердив свое предположение, что китайские бюджетные дельта-конструкторы не позволяют обеспечивать приемлемого качества печати на скоростях выше 50 мм/с (для микрошага 1/32 - выше 30 мм/с), были предприняты шаги к улучшению.
====quote====
Каретки
=============
Для эксперимента была предпринята установка колесных кареток. Для нетерпеливых - качество печати нормально установленных и не болтающихся "колес" не уступает таковому же с "рельс". Для меня это доказанный факт.
При постройке дельта-принтера смысла гнаться за рельсовыми направляющими не вижу. Лучше потратьте эти деньги на более толстый профиль и угловые элементы.
Первоначальные колесные каретки не понравились тем, что занимают все стороны башен, что затрудняет прокладку проводов греющего стола к питанию.
Каретки были спроектированы самостоятельно. И да - на 4 колеса каждая. Без регулируемого поджима, плотность посадки на профиль основана только на упругости конструктивных элементов. Детали были отпечатаны из ABS/PC и заняли свое место.
Расстояние между креплениями тяг - 60 мм.
Offset оси тяг от внутренней плоскости башни - 19 мм.
====quote====
Тяги и эффектор.
=============
Магнитные тяги начали быстро изнашиваться и выпадать из магнитных лунок, после чего были ПЕРЕДЕЛАНЫна классические шарнирные.
Эффектор был также отпечатан из ABS/PC.
Длина тяг - 300 мм между центрами шарниров.
Расстояние между креплениями тяг на эффекторе - как у кареток.
Оффсет оси крепления тяг от центра эффектора - 30 мм.
Область эффективных перемещений в плоскости XY без заклинивания шарниров составляет круг диаметром 260 мм.
Узел экструзии - E3D v6 с медным "кубиком", высокотемпературным гильзовым термистором, стальным соплом 0.5 мм и цельностальным же термобарьером. Все под пруток диаметром 1.75 мм.
Обдув - модифицированный под установку датчика автоуровня BLTouch "дредноут" с "тинги". Отпечатан из ZBS пластика от ABSmaker. Вентиляторы - 30х10 мм.
====quote====
Греющий стол
=============
Алюминиевый, 4 мм толщиной, с интегрированным нагревателем и термистором. Рабочая площадь - диаметром 250 мм.
Т.к. комплектный разъем был уже слегка подгоревшим, к контактам нагревателя были припаяны 4 провода ПВ-3 (медь) сечением 1.5 мм2 каждый. С таким энергоснабжением неизолированный стол стал нагреваться до 102-103 С, с железными китайскими проводами не удавалось его нагревать до температуры выше 92 С. Зато нагревались провода и контакты.
На стол наклеено адгезивное стекло Ultrabase диаметром 240 мм. Пока хватает.
====quote====
Электроника и электрика
=============
Вся электроника (блок питания, плата управления, шаговые двигатели) установлена сверху и закрыта печатной крышкой. Питание - 12В, 30А. Установлен компактный низкий блок питания с вентилятором 80 мм. Мосфет греющего стола пока не устанавливал - на MKS 1.4 стоят хорошие силовые ключи. Все двигатели - NEMA17 4401 с 1.8 градус/шаг и максимальным крутящим моментом 1.5 Н*м.
Все провода присоединены на обжимных разъемах, наконечниках и пайке. Нигде нет "соплей" и скруток.
Корпус дисплея стянут с "тинги" и доработан под свои нужды (уже не помню, но менял высоты, отступы и посадочные размеры).
Концевики башен: текстолитовые отечественные типа МП. Из разобранных тумблеров от советской радиоаппаратуры.
На крышке также смонтирована коническая (усеченный конус с переходами) шпуля на подшипниках, обеспечивающая плотную посадку катушек большинства производителей (да-да, и 3 кг от FDPlast тоже садится плотно) и плавное их вращение без рывков.
====quote====
Экструдер (фидер)
=============
Узел подачи прутка (по типу B2D, ссылка была в начале поста) установлен на нижней крышке верхнего треугольника, с расположением двигателя в отсеке электрики.
Bowden-трубка и "колбаса" проводов от эффектора соединены параллельными зажимами.
====quote====
Рама
=============
На нижний треугольник были дополнительно распечатаны из ZBS от ABSmaker и установлены усиливающие уголки.
Также были заказаны кожухи башен из стали с резкой, гибкой и покраской, как и верхняя же крышка камеры печати, после установки которых рама принтера стала (по ощущениям) просто монолитной.
Вот так выглядит принтер в сборе:
Максимальная высота сопла от Ultrabase до положения Home сейчас составляет 409 мм.
Delta_radius - 165 мм.
====quote====
Upgrade
=============
Для управления к принтеру прикручена "апельсинка" OrangePi Zero со своим блоком питания, установлены Octoprint и Klipper.
Средствами Klipper реализованы (сверх стандартного файла конфигурации):
- автовыравнивание (калибровка) с клоном датчика BlTouch;
- вывод информации на дисплей RRDSC 2004, а также меню и управление энкодером с него же;
- автовключение вентилятора охлаждения радиатора Hotend'а вместе с нагревом, а также останов его при снижении температуры сопла ниже 50 С.
====quote====
Планы (куда без них?)
=============
В обязательных планах:
а) подключение "апельсинки" к плате по RX/TX (заказаны согласователи логических уровней). Возможно - это исправит периодическую ошибку потери связи с MCU ( пока проблему частично решил отдельным проводом Gnd-Gnd между платами OrangePi Zero и MKS1.4, стало намного стабильнее).
б) организация термокамеры. Собственно - для этого уже почти все есть. Осталось дождаться зряплаты и заказать резку оргстекла или ПЭТ на стенки и оргстекла на дверцу;
в) устройство "филаментовода" от катушки до фидера, пока же пруток подается как попало.
В желательных планах:
а) доприкрутить к Klipper'у и "апельсинке":
- управление включением/выключением основного БП по командам из Octoprint;
- управление включением/выключением вентилятора БП одновременно с включением/выключением нагрева стола;
- аппаратные кнопки "Вкл/выкл", "Останов печати", "Пауза/возобновление печати", "Загрузка филамента", "Выгрузка филамента";
б) независимо (аппаратно):
- отображение температуры в термокамере;
- отображение питающего напряжения;
- отображение напряжения питания по низковольтной стороне 12 В;
- управление подсветкой (как и саму подсветку) камеры;
- управление подсветкой (как и саму подсветку) на эффекторе;
в) может - еще чего. Рекомендуйте. Попробую учесть
====quote====
Вывод
=============
Принтер собирался на продажу. Сейчас же становлюсь перед фактом, что конструктив аппарата получается очень удачный и куда то отдавать его будет просто жалко. Не могу делать плохо.
Качество печати с увеличением жесткости рамы и перехода на истинно быстрые вычисления математики движений в реальном времени - просто отличное и практически не уступает таковому у допиленного мной "кубика" H-bot с директ-подачей. Шарнирная "бабочка" распечаталась из PET-G с первого раза и с потрясающим качеством.
После допиливания и организации термокамеры ожидаемая расчетная температура без дополнительного нагрева внутри составит 55-60 С при печати высокотемпературными пластиками (PC, PEI, Nylon, Ultran, ABS/PC) с усадкой.
Внешний вид - отличный. Собственный дизайн нравится.
По запросу возможно изготовление печатных углов, кареток и эффектора, а также раскрой, гибка и окраска стальных деталей.
Комплект печатных кареток и эффектора из ABS/PC под большие колеса (не V-slot): 1 200 р.
Комплект печатных углов из ABS (можно заказать обычные с Aliexpress - будет дешевле, металлические - не обязательно, жесткость обеспечивается внешним стальным каркасом): 1 500 р.
Стальная пластина "потолка" + кожухи башен из стали 1.5 мм с окраской (серый цвет, другие цвета - по согласованию): 3 500 р. Срок изготовления - до 15 дней (требуется перенастройка гибочного станка под них, потому не всегда быстро получается).
Отправка из Омска.
P.S.: Размеры X-образного профиля (с "полочкой", не под V-slot) 2020 для заказа:
- треугольники - 9 отрезков по 345 мм;
- башни - 3 отрезка по 860-862 мм.
P.P.S.: О настройке Klipper'а с образом системы для OrangePi Zero выложу позже.
Подробнее...
====quote====
Предисловие.
=============
Принтер неплохо печатает и находится в перманентной стадии доработок.
Хотя и бюджет на него стараюсь выделять по минимуму, но плохо (читай - как и большинство представленных на рынке) делать не позволяют нутро инженера и периодически просыпающийся перфекционист.
Считаю, что делать надо стараться хорошо, а хреново - оно само получится.
Закончим на вступлении и перейдем к
====quote====
Предыстория
=============
Накопилась у меня в запасах от различных экспериментов - кучка барахла в виде обрезков профиля, ролики, ремни, шарниры тяг, парочка хотэндов, много крепежа, шаговые двигатели и плата электроники MKS 1.4 с драйверами DRV8825.
В качестве эксперимента было решено собрать дельта-принтер по типу китайских и выжать из него максимум возможного с минимальным бюджетом, после чего продать.
====quote====
Начало
=============
У товарища были выпрошены пластиковые углы под 2020 X-образный конструкционный профиль, из кладовки был извлечен алюминиевый стол от BIQU с наклеенной Ultrabase ф240 мм и начата сборка.
Фотографии рамы и первоначальной кинематики (кареток и тяг) были выложены в этой ПУБЛИКАЦИИ
На аппарат была установлена плата MKS1.4, дисплейный модуль RRD 2004 LCD, с драйверами ШД типа DRV8825.
Для довершения приключений и добавки неопределенности был установлен фидер подачи прутка по типу B2D в МОЕЙредакции.
Были проверены первоначальные параметры, прошит Marlin 1.1.8 (после был сменен на 1.1.9) и сделаны тестовые ПЕЧАТИ.
Скорости для получения сколько-то удобоваримого качества были зажаты - ну не вытягивали 200 шагов/мм слабенькие мозги Arduino, а параметр JERK приходилось душить до 4-5 мм/с, так как пластиковые углы рамы и хлипковатый профиль 2020 высотой 780 мм о терминах "жесткость, точность, повторяемость" заставляли только мечтать.
Подтвердив свое предположение, что китайские бюджетные дельта-конструкторы не позволяют обеспечивать приемлемого качества печати на скоростях выше 50 мм/с (для микрошага 1/32 - выше 30 мм/с), были предприняты шаги к улучшению.
====quote====
Каретки
=============
Для эксперимента была предпринята установка колесных кареток. Для нетерпеливых - качество печати нормально установленных и не болтающихся "колес" не уступает таковому же с "рельс". Для меня это доказанный факт.
При постройке дельта-принтера смысла гнаться за рельсовыми направляющими не вижу. Лучше потратьте эти деньги на более толстый профиль и угловые элементы.
Первоначальные колесные каретки не понравились тем, что занимают все стороны башен, что затрудняет прокладку проводов греющего стола к питанию.
Каретки были спроектированы самостоятельно. И да - на 4 колеса каждая. Без регулируемого поджима, плотность посадки на профиль основана только на упругости конструктивных элементов. Детали были отпечатаны из ABS/PC и заняли свое место.
Расстояние между креплениями тяг - 60 мм.
Offset оси тяг от внутренней плоскости башни - 19 мм.
====quote====
Тяги и эффектор.
=============
Магнитные тяги начали быстро изнашиваться и выпадать из магнитных лунок, после чего были ПЕРЕДЕЛАНЫна классические шарнирные.
Эффектор был также отпечатан из ABS/PC.
Длина тяг - 300 мм между центрами шарниров.
Расстояние между креплениями тяг на эффекторе - как у кареток.
Оффсет оси крепления тяг от центра эффектора - 30 мм.
Область эффективных перемещений в плоскости XY без заклинивания шарниров составляет круг диаметром 260 мм.
Узел экструзии - E3D v6 с медным "кубиком", высокотемпературным гильзовым термистором, стальным соплом 0.5 мм и цельностальным же термобарьером. Все под пруток диаметром 1.75 мм.
Обдув - модифицированный под установку датчика автоуровня BLTouch "дредноут" с "тинги". Отпечатан из ZBS пластика от ABSmaker. Вентиляторы - 30х10 мм.
====quote====
Греющий стол
=============
Алюминиевый, 4 мм толщиной, с интегрированным нагревателем и термистором. Рабочая площадь - диаметром 250 мм.
Т.к. комплектный разъем был уже слегка подгоревшим, к контактам нагревателя были припаяны 4 провода ПВ-3 (медь) сечением 1.5 мм2 каждый. С таким энергоснабжением неизолированный стол стал нагреваться до 102-103 С, с железными китайскими проводами не удавалось его нагревать до температуры выше 92 С. Зато нагревались провода и контакты.
На стол наклеено адгезивное стекло Ultrabase диаметром 240 мм. Пока хватает.
====quote====
Электроника и электрика
=============
Вся электроника (блок питания, плата управления, шаговые двигатели) установлена сверху и закрыта печатной крышкой. Питание - 12В, 30А. Установлен компактный низкий блок питания с вентилятором 80 мм. Мосфет греющего стола пока не устанавливал - на MKS 1.4 стоят хорошие силовые ключи. Все двигатели - NEMA17 4401 с 1.8 градус/шаг и максимальным крутящим моментом 1.5 Н*м.
Все провода присоединены на обжимных разъемах, наконечниках и пайке. Нигде нет "соплей" и скруток.
Корпус дисплея стянут с "тинги" и доработан под свои нужды (уже не помню, но менял высоты, отступы и посадочные размеры).
Концевики башен: текстолитовые отечественные типа МП. Из разобранных тумблеров от советской радиоаппаратуры.
На крышке также смонтирована коническая (усеченный конус с переходами) шпуля на подшипниках, обеспечивающая плотную посадку катушек большинства производителей (да-да, и 3 кг от FDPlast тоже садится плотно) и плавное их вращение без рывков.
====quote====
Экструдер (фидер)
=============
Узел подачи прутка (по типу B2D, ссылка была в начале поста) установлен на нижней крышке верхнего треугольника, с расположением двигателя в отсеке электрики.
Bowden-трубка и "колбаса" проводов от эффектора соединены параллельными зажимами.
====quote====
Рама
=============
На нижний треугольник были дополнительно распечатаны из ZBS от ABSmaker и установлены усиливающие уголки.
Также были заказаны кожухи башен из стали с резкой, гибкой и покраской, как и верхняя же крышка камеры печати, после установки которых рама принтера стала (по ощущениям) просто монолитной.
Вот так выглядит принтер в сборе:
Максимальная высота сопла от Ultrabase до положения Home сейчас составляет 409 мм.
Delta_radius - 165 мм.
====quote====
Upgrade
=============
Для управления к принтеру прикручена "апельсинка" OrangePi Zero со своим блоком питания, установлены Octoprint и Klipper.
Средствами Klipper реализованы (сверх стандартного файла конфигурации):
- автовыравнивание (калибровка) с клоном датчика BlTouch;
- вывод информации на дисплей RRDSC 2004, а также меню и управление энкодером с него же;
- автовключение вентилятора охлаждения радиатора Hotend'а вместе с нагревом, а также останов его при снижении температуры сопла ниже 50 С.
====quote====
Планы (куда без них?)
=============
В обязательных планах:
а) подключение "апельсинки" к плате по RX/TX (заказаны согласователи логических уровней). Возможно - это исправит периодическую ошибку потери связи с MCU ( пока проблему частично решил отдельным проводом Gnd-Gnd между платами OrangePi Zero и MKS1.4, стало намного стабильнее).
б) организация термокамеры. Собственно - для этого уже почти все есть. Осталось дождаться зряплаты и заказать резку оргстекла или ПЭТ на стенки и оргстекла на дверцу;
в) устройство "филаментовода" от катушки до фидера, пока же пруток подается как попало.
В желательных планах:
а) доприкрутить к Klipper'у и "апельсинке":
- управление включением/выключением основного БП по командам из Octoprint;
- управление включением/выключением вентилятора БП одновременно с включением/выключением нагрева стола;
- аппаратные кнопки "Вкл/выкл", "Останов печати", "Пауза/возобновление печати", "Загрузка филамента", "Выгрузка филамента";
б) независимо (аппаратно):
- отображение температуры в термокамере;
- отображение питающего напряжения;
- отображение напряжения питания по низковольтной стороне 12 В;
- управление подсветкой (как и саму подсветку) камеры;
- управление подсветкой (как и саму подсветку) на эффекторе;
в) может - еще чего. Рекомендуйте. Попробую учесть
====quote====
Вывод
=============
Принтер собирался на продажу. Сейчас же становлюсь перед фактом, что конструктив аппарата получается очень удачный и куда то отдавать его будет просто жалко. Не могу делать плохо.
Качество печати с увеличением жесткости рамы и перехода на истинно быстрые вычисления математики движений в реальном времени - просто отличное и практически не уступает таковому у допиленного мной "кубика" H-bot с директ-подачей. Шарнирная "бабочка" распечаталась из PET-G с первого раза и с потрясающим качеством.
После допиливания и организации термокамеры ожидаемая расчетная температура без дополнительного нагрева внутри составит 55-60 С при печати высокотемпературными пластиками (PC, PEI, Nylon, Ultran, ABS/PC) с усадкой.
Внешний вид - отличный. Собственный дизайн нравится.
По запросу возможно изготовление печатных углов, кареток и эффектора, а также раскрой, гибка и окраска стальных деталей.
Комплект печатных кареток и эффектора из ABS/PC под большие колеса (не V-slot): 1 200 р.
Комплект печатных углов из ABS (можно заказать обычные с Aliexpress - будет дешевле, металлические - не обязательно, жесткость обеспечивается внешним стальным каркасом): 1 500 р.
Стальная пластина "потолка" + кожухи башен из стали 1.5 мм с окраской (серый цвет, другие цвета - по согласованию): 3 500 р. Срок изготовления - до 15 дней (требуется перенастройка гибочного станка под них, потому не всегда быстро получается).
Отправка из Омска.
P.S.: Размеры X-образного профиля (с "полочкой", не под V-slot) 2020 для заказа:
- треугольники - 9 отрезков по 345 мм;
- башни - 3 отрезка по 860-862 мм.
P.P.S.: О настройке Klipper'а с образом системы для OrangePi Zero выложу позже.
Подробнее...