Как сделать 3D принтер своими руками

:  art

3D принтер Replicator2 стоит чуть больше 2 тысяч $. Кому то это покажется небольшой суммой, а кому то совсем неподъемной. Глядя на простую конструкцию 3D принтеров многие задаются вопросом - а можно ли самостоятельно сделать 3D-принтер!?

Действительно, кто не хотел бы сэкономить? Ситуация с 3Д-принтерами аналогична – цена на них высокая, а возможности открываются огромные как для работы и бизнеса, так и для увлечений. Поэтому многие задаются вопросом: как сделать 3D-принтер своими руками?

Эта статья разрабатывась специально для того, что бы ознакомить интересующихся с фактами и мифами в теме изготовления самодельных 3D принтеров. Вы узнаете все как оно есть. 

 

самодельный 3D принтер 

Уточним сразу – сделать самостоятельно 3Д-принтер "с нуля" сможет только человек с большим практическим опытом, знающий полностью электронику, способный работать как головой, так и руками, и, хорошо бы, с опытом работы и разборки станков с ЧПУ. 

Виды 3D-принтеров

Сначала надо конкретизировать, о каких видах 3-мерных принтеров будет идти речь. В статье мы поговорим о 3D-принтерах, которые создают реальный объект из расплавленного ABS-пластика.

Также есть и другие виды принтеров. Например, создающие объект из гипса, когда струйная головка накладывает слои один на другой. Есть и устройства, формирующие объекты из полимера лазером. Но для всех таких принтеров характерны огромная сложность и дороговизна. Да и плоды их работы отличаются чрезмерной хрупкостью и пригодны, разве что, для демонстрации.

А вот принтеры на АБС-пластике изготавливают действительно прочные детали, способные служить по назначению. К примеру, можете распечатать шестеренку, поставить ее в машину и использовать «на полную катушку». Потому что ABS-пластик отличается прочностью и практичностью.
3D-принтеры, печатающие на ABS-пластике, являются как раз той категорией, которая развивается семимильными шагами. Они могут применяться и в производстве, и в быту.


Устройство ABS-3D-принтера

Основные узлы:
1) корпус;
2) направляющие;
3) печатающая головка;
4) шаровые двигатели;
5) блок питания;
6) контроллеры.

Если убрать печатающую головку, то конструкция схожа с обычной системой ЧПУ-станка, предназначенного для гравирования или фрезеровки. Однако имеются свои нюансы.

самодельный 3D принтер 

Оцениваем 3D-принтер по его составным частям

Готовый принтер можно купить по цене от 1,5 до 3 тыс. долларов. Не так уж и дорого за столь интересное, универсальное изделие. А что если самому попробовать собрать?
Первое, не самое приятное явление, - вам придется покупать все составные части принтера по розничным ценам, а компании-производители закупают их оптом, что намного дешевле.


Корпус 3D принтера

Цена изменяется в диапазоне от 100 до 250 $. Корпус можно собирать как из фанеры, так и с огрстекла, пластмассы, алюминия. От этого и будет зависеть цена плюс оплата работы по лазерной резке. Высочайшие требования к точности, ровности, жесткости основы делают попытку построить корпус с помощью лобзика и напильника достаточно сложной. По крайней мере, вам потребуется весьма большая аккуратность при изготовлении. Наиболее простым решением является заказ резки материала на ЧПУ станке прямо по чертежам 3D принтера.

 
Направляющие

Могут стоить от 100 до 300 $. Различаются по типу и качеству. Следует отметить, что от качества работы направляющих зависит главное – будет ли принтер печатать детали точно или они выйдут кривые. Среди дешевых можно назвать цилиндрические направляющие. Но если хотите достичь точности повыше, желательно приобрести линейные направляющие. А ведь линейные почти в 10 раз дороже!

Для изготовления 3D принтера своими руками обычно используют направляющие (вместе с кареткой) от обычных принтеров. Благо БУ струйник можно взять за копейки.

Шаговый двигатель

Относительно просто разобраться: более-менее неплохой мотор стоит 30 $, в принтере их 4, итого – 120 $. Хорошо подходят от старых матричных принтеров. Однако, время когда такой принтер можно было взять за самовывоз - уже прошло.


Печатающая головка 3D принтера

Она так же называется экструдер, подающий тоненькую расплавленную ленточку из ABS-пластика. Надо выточить самостоятельно или заказать. В экструдере есть шаговый мотор, нагреватель, датчик температуры, вентилятор, сопло (которое выточить наиболее сложно). Всего обойдется от 60 до 150 $. 99% строителей 3D принтеров экструдер предпочитают покупать.


Блок питания

Качественный, готовый к использованию блок, например, от компьютера, будет стоить 100-120 $. Впрочем, подобно другим самодельщикам можно использовать блок питания от старого компьютера.

Контроллеры

Наверно, самые сложные детали. Сделать самостоятельно контроллер подавляющее большинство самодельщиков попросту не сможет. Если вы купите эту деталь на рынке, то контроллер придется немало дорабатывать, чтобы он смог управлять работой 3D-принтера. Да и уровень ваших знаний и навыков для этого должен быть академическим. Контроллер управляет шаговыми двигателями, нагревателями и регулирует подачу ABS-пластика. К тому же все эти операции должны быть согласованы с компьютером и специальным ПО. Контроллер может обойтись вам от 200 до 500 $. Впрочем, можно скачать схему контроллера 3D принтера и заказать ее сборку знакомому электронщику. Для него работы на один вечер, а стоимость деталей будет около 50$.


Прочее

Ну и, конечно же, надо прикупить разных там шестеренок, ремней, приводов, контактов и т.п. Еще соберется минимум 80 $. Однако, как в остальных пунктах есть вариант использовать шестеренки и зубчатые ремни от струйных принтеров. Размеры шестеренок особого значения не имеют, скорость движения всегда можно отрегулировать в программе управления 3D принтером.


Вот и подсчитайте. Бюджет получается в размере 760-1520 долларов если покупать все детали и в 110-150 баксов, если постараться с поиском доноров для самодельного 3D принтера. Ну и еще - этот расчет без учета приложения множества сил и времени для обеспечения слаженной работы всех составных частей. 
Найти все необходимые детали – это непростая задача. Но и здесь есть варианты, хотя с подводными камнями (об этом позже).

Сейчас хотелось бы поговорить о приобретении КИТов – комплектов для самостоятельной сборки. Правда, подобные КИТы включают только базовые детали, в них, например, может отсутствовать корпус и контроллер. Стоят наборы от 500 до 900 $ - все зависит от полноты и качества комплекта.

самодельный 3D принтер 

Так реально ли собрать 3D-принтер самостоятельно?

Пришло время ответить на вопрос: все-таки реально ли самостоятельно собрать 3Д-принтер так, чтобы он еще и работал??
Вынужден открыть вам один секрет: самому сделать все почти невозможно. Однако, если комбинировать имеющие в продаже с тем что можно достать - вполне реально!  

Купить КИТ 3D принтера


Ситуация с КИТами вроде как проще. Главное, чтобы в него входила печатающая головка и контроллер. Но и здесь нас подстерегают трудности. Скажу наперед: из всех привезенных зарубежных КИТов удалось собрать все, правда, пришлось как следует повозится и некоторые части переделать самостоятельно. За это стоит поблагодарить Почту России. Она может сломать неломаемое!

Однако внимание! Чтобы все собрать и настроить должным образом требуется весьма специфические знания, коорые придется извлекать из интернета самостоятельно.
 

Итоги

Давайте конкретизируем проблемы, с которыми сталкивается человек, собирающий 3D принтер своими руками.

1. Достаточно сложно собрать прочный каркас без малейших люфтов. А даже с минимальными «шатаниями» изделия будут получаться заметно кривыми. Сделать ровный каркас и установить необходимые направляющие может только очень аккуратный человек или станок ЧПУ.

2. Дешевые «3D-самопалы» часто заклинивает. Все из-за тех самых люфтов и недостаточной жесткости. Стоит всего лишь небрежно взять в руки такой принтер со слабеньким корпусом, и его может заклинить, что повлечет за собой большие неприятности. В этом главный «камень преткновения» недорогих 3D-принтеров и комплектов для их сборки, продающихся за «недорого». В подобных системах комбинацию «дешево и качественно» вы не встретите. Доказано на практике! 
Для уменьшения этой проблемы стоит использовать качественные материалы для корпуса (МДФ плита вместо тонкой фанеры, толстое оргстекло и тд) и желательно заказать резку этого материала на ЧПУ фрезере. Конечно можно и лобзиком вручную - но тут помните, каждый миллиметр может иметь значение!

3. Контроллеры. Плохие контроллеры вызывают много проблем. В производственном процессе они нестабильны, их часто глючит, бывают сбои. А качественные контроллеры надо разрабатывать под конкретную модель принтера с учетом всех нюансов и применяемых деталей. Результатом является или покупка готового контроллера для 3D принтера или выяснение на форумах - какая схема подходит для именно того 3D принтера, который вы собрались делать.
Хорошим решением является покупка контроллера 3D принтера о котором уже есть масса отзывов и готовых решений по настройке.

4. Печатающая головка (ПГ). Самостоятельно сделанная ПГ вряд ли будет точно печатать. Для деталей будет характерна грубость, в отличие от заводских 3Д-принтеров. Реальное разрешение продаваемых в КИТ-наборах ПГ не превышает 0,3-0,4 мм. К примеру, многие из заводских принтеров уже могут печатать слоями 0,01-0,1 мм.   Впрочем, головку можно купить и отдельно.

Не подумайте, что цель этой статьи – разубедить вас в своих силах или полностью отбить охоту от самостоятельного создания 3D принтера. Просто вдумайтесь и решите - сможете ли вы справиться с такой не тривиальной задачей, как изготовление 3D принтера своими руками. Для полного описания такого изготовления потребуется не одна статья. Даже имея на руках все чертежи, придется изучить массу материалов, провести множество тестов, настроек, потратить много часов на кропотливый труд. Если вам интересно работать руками и потратить 2-3 месяца на сборку и настройку - вперед! Но если вы хотите через пару дней получить готовый, то лучше пойти и купить 3D принтер.

Обзор 3D принтеров

Рейтинг: +1 Голосов: 1 24235 просмотров
Комментарии (5)
Евгений # 22 октября 2014 в 11:22 0
и ни слова о контроллере Arduino
цель статьи напугать тех, кто строит сам :)
art # 22 октября 2014 в 12:27 0
Расскажите свой опыт! Очень интересен опыт из первых рук по настройке ардуиновского контроллера для 3D принтера.
romanova # 13 марта 2015 в 06:58 0
Надо быть человеком очень увлеченным, чтобы собрать такой принтер самому. Разница не такая уж и горомадная с покупным. Зато! Потом при любой поломке можно спокойно исправить всё самому, а не носится в ремонт. Вот там-то уж реально переплатишь.
bachi # 31 марта 2015 в 16:52 0
Действительно — задача для человека, невероятно увлечённого. Сколько времени и средств нужно потратить на создание! Проще, конечно, купить уже готовый и чтобы там всё понятно, чётко работало smile
Александр # 7 мая 2016 в 01:02 0
Не пойму это реклама Принтеров или Китов. Кто так рассуждает руки не из того места. Все ваши ценники можно смело уменьшить в три раза. Только созданное своими руками приносит удовлетворение , а не как робот покупать и штамповать.