做个3D打印机
做个3D打印机
必需的工具:
内六角扳手:包括两个尺寸分别为2.5mm(长柄)和2.0mm的球形端扳手,和1.5mm与3.0mm六角扳手。
热胶枪
电烙铁
美工刀
尖嘴钳
螺丝刀
毫米精度的标尺
数显卡尺
8毫米至10mm扳手
4毫米手电钻或Dremel
镊子
UHU粘胶
标线带
万用表
材料:
回收的电子垃圾
2个老式DVD光驱
软盘驱动器
PC电源
线材
3D打印组件:
结构框架
加热头固定器
电子件:
Arduino Mega
Ramps板
4个Pololu Motor Shields
USB线
1.75毫米丝全金属挤出器w/ PTFE管和铜接头
Nema 17步进电机
w/0.4mm加热头喷嘴,带100K热敏电阻和冷却风扇部件
第二步:准备DVD光驱拆掉两个DVD光驱。因为光驱的品种非常多,具体的拆解过程可能会存在差别,但基本可以按以下步骤完成:
1、移除DVD光驱盒顶部面板;
2、移除电路板,切下扁平电缆;
3、移除光驱侧边和前面板;
4、分离金属框(其固定着步进电机、DVD旋转电机、激光头和电路板);
5、从激光头上移除DVD旋转电机和电路板,拆掉多余的线材。
如图所示,没必要将步进电机一起拆下来。另外,保留下上面所有的减震橡胶。两个DVD光驱一样拆。
第三步:准备软盘驱动器和上面一样,软盘驱动器也各有差别,大致的的步骤如下:
1、移除软盘盒的顶面板;
2、移除电路板、拆下扁平带状电缆;
3、移除顶面板和金属边框;
4、分离金属框(其固定着步进电机和读写头)
5、将多余的部件清除,只留下能固定步进电机和读写头的部分即可,尽量在固定的基础上让整个组件更轻。
另外确保你的步进电机上有4个连接口,如下图所示(步进电机不需要拆下来),如果只有两个接口,可能只是直流电机。
使用万用表分别找到A+/A- 和B+/B-两对接口,每对之间的电阻大约为15Ω,如果你测得的阻值是无限大,则他们可能并不是一对。而他们各对之间的正负是不必区分的,接下来将跳线焊接到上面:
脚1 -> A+或B+
脚2 -> A- 或B-
脚3 -> B+ 或A+
脚4 -> B- 或 A-
第四步:安装结构框架这里的框架是采用激光切割的木板拼接而成的,这有利于保持设备的精度。简单的拼接之后并不需要急着安装螺钉。
第五步:安装挤出器这里需要用到一个金属挤出套件,这个装置可能需要你额外购买。这个部件负责3D打印原料的推送。
将挤出器安装到电机轴上,保持紧固。
第六步:组装X和Z轴电机其中X轴驱动采用了DVD光驱,而Z轴使用的是软盘驱动器。
对准X轴和Z轴;Z轴电机必须垂直固定在X轴顶部。两个电机之间的连接部分需要用到热胶。确保软驱的电机能够通过DVD光驱电机的下面,确保两个电机在整个轴上运动时都不会有任何阻碍。使用热胶时一定要注意不要将热胶放在任何可移动的位置上。
第七步:安装打印基板和Y轴电机Y轴电机使用的DVD光驱电机。
将打印基板安装在DVD光驱的中心,确保基板和电机无接触,另外基板的任何一边都不应该超过DVD光驱的范围。
第八步:安装加热头在软盘驱动的读写头上安装加热头,这里用到了一个3D打印的固定槽,用DVD上拆下的小螺丝固定。
第九步:准备在框架上安装DVD光驱标记X/Z驱动的位置,在木片的中心做好标记,然后在相应位置钻孔;
标记Y驱动的位置,在框架基板上做好标记,然后在相应位置钻孔。
第十步:在框架上安装电机首先用4颗M4x20螺钉将前面做好的X/Z轴安装到3D打印机的顶部框架上,注意在安装这一结构时,需要在螺丝钉上加装一枚螺帽或一些垫圈。
接下来将带有打印基板的Y轴结构安装到打印机底部框架上。为了给电机留下足够大的自由活动孔家,打印机的底部框架做了镂空处理,另外也应该采用更长的螺钉(M4x40)和更多的垫圈将整个Y轴结构悬空。
第十一步:在框架上安装电子件本3D打印机采用的控制处理器为ArduinoMega开发板,根据开发板的大小在框架板上钻螺丝孔,然后将Arduino固定。
接下来在Arduino上加装Ramps和Pololu电机扩展接口。
第十二步:整体电子组件连接电子组件的整体结构示意图如下:
将各个组件连接起来,注意线材的安装方式和路劲,不要干扰到打印机机动单元结构的运动。
第十三步:调试、校准和测试以下是3D打印机的工作过程示意图。
你可以使用CAD软件制作3D图像,并保存为打印机可用的.stl格式文件。当然,你也可以在网上下载.stl的3D打印文件并进行编辑。
在调试阶段,你可以用到一款通信软件Printrun/Pronterface,这款软件还包括Mac OS X和Linux版本。
另外,还需要确保你的Arduino Mega上面已经安装了控制器固件Marlin。
而在将打印机和电脑连接之前,你还需要在你的计算机上安装Cura,Cura还会安装Arduino驱动,安装好了之后将Arduino和电脑通过USB连接。
Windows 8用户须知:Windows 8可能会拒绝arduino.inf这样的没有数字签名的第三方驱动的安装,在安装前需要关闭此功能。
OS X用户须知:请更新到最新版的操作系统之后才安装,最新版的系统能够自动识别Arduino Mega并自动安装驱动,但其可能会将Arduino识别成一个USB调制解调器,不要在意这一点。
调试过程中我们需要用到G-code代码,通过手动输入特定的命令可以让打印机的各个组件执行不同的任务,这些命令可以在Pronterface界面的右下角输入。当然,对G-code代码不感兴趣的也可以直接点击Pronterface界面上的按钮执行相应的动作。
G-code代码大部分都是以M和G开头的,必须大写,完整代码列表你可以在网上自己找到,以下列举了几个:
G28:所有轴回到初始位置
M106 S255:风扇打开
M106 S0:风扇关闭
G1 X0 Y0 Z10:打印头移动到基板上10mm位置
G1 E50 F100:以100mm/s的速度出丝50mm
M302:撤销“挤出器安全”
下面将介绍具体的调试校准方法。
连接电源并检查电机方向
接通电源,首先检查电机的转动方向是否正确,如果不正确,将Ramps上的插口方向对调即可。
确保打印基板不会干扰到加热头的运动
使用G28命令,三个电机将会向它们的初始位置运动,这个过程会发出比较大的声音,不要被吓到。
检查X轴的方向
点击+X,X轴应该会向右运动。如果X轴向左运动,赶紧关闭打印机电源,断开Pronterface,并反过来调整连接在Ramps上的接口。
检查Y轴的方向
和X轴类似,如果点击+Y时Y轴向后运动,关闭电源断开连接后,调整Ramps上的接口。
检查Z轴的方向
点击+Z上的10,Z轴应该会向上移动10毫米,如果Z轴向下运动,进行上面类似的调整。
检查加热头喷嘴和打印基板的距离
接下来我们需要调整打印基板的高度,将X和Y轴移动到左前下角,将Z轴尽可能压低。调整打印基板的螺钉让打印基板和喷嘴之间的距离为0.1mm(这也是这台打印机的打印精度)。继续将X轴和Y轴移动到基板的其它三个角,调整打印基板和喷嘴之间的距离为0.1mm. 这个距离非常关键,如果距离小于0.1mm,打印将会变形;而距离过大甚至完全无法工作;所以在一次调整之后还应该多进行几次检查。
检查风扇
输入代码M106 S255,加热头冷却风扇应该会开始逆时针旋转并吹风冷却加热头。如果风扇没有开启,调整Ramps上的接口。如果风扇吹出的风向不对,将风扇拆下来在另一个方向安装。
测试加热头
在确保风扇正常工作的情况下,选择Heat 185(打印材料是PLA),点击Set,观察温度上升至180℃并保持稳定,那么加热头工作正常。另外注意一点,为了提高PLA的着丝附着力,可以考虑在PLA外面附着一层胶水,干燥之后即可打印。
测试挤出器
暂时不要加丝。使用M302代码撤销Marlin中冷却丝挤出保护,设置Pronterface挤出10mm的丝,然后点击Marlin(挤出)。这时挤出器上最大的齿轮应该会开始顺时针旋转,点击Reverse(反向),该齿轮又会逆时针运动。
接下来装入打印丝,保持温度为185℃(PLA),设置挤出器以100 mm/min的速度挤出100mm的打印丝,让打印丝填入管中,继续加丝则熔融的打印丝就开始从喷嘴涌出了!
享受你的打印机接下来开始使用你的打印机吧,找到或绘制合适的3D打印文件,开始享受打印的过程吧!
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