Направи си сам 3D принтер Ръководство за корпус
Сметка за материали, пълно ръководство за сглобяване и включени файлове!
Заден план
Когато се присъединих към компанията преди няколко години, беше в средата на нов проект, при който всеки проблем трябваше да бъде проектиран, прототипиран и тестван за няколко дни. Въпреки дългите часове в офиса, безкрайното преначертаване на CAD модели и постоянното търсене на свободен машинист, който да превърне дизайните ни в части, едва успяхме преди крайния срок. Колкото и да искахме да продължим напред, на металургичния цех бяха нужни 2 дни, за да изреже алуминиев прът, мелницата с ЦПУ беше резервирана за една седмица и всичко, което поръчахме, отне цяла вечност, за да пристигне.
За следващия проект решихме да поръчаме някои от частите от магазин за 3D печат. Това беше подобрение до известна степен, тъй като технологията позволяваше някои смели дизайни и беше значително по-евтина. Все пак мина поне седмица, докато поръчката ни бъде приета, отпечатана и доставена. Тогава решихме да си купим собствен принтер. Избрахме Creality Ender 3 поради неговата популярност и ниска цена. Както при всеки нов инструмент, отне няколко месеца, за да свикнете с работния процес, да оптимизирате дизайна и да опитате различни настройки, но определено беше стъпка в правилната посока.
Днес ние използваме пластмасови прототипи в почти всеки проект. Закупуването на 3D принтер ни даде свободата да преминем през няколко итерации на дадена част за по-малко от 24 часа, независимо от подизпълнители и на много по-ниска цена. Използваме Ender 3 и CR10 вече повече от година и чрез много четене и печат ние ги променихме за оптимална производителност. Едно от последните подобрения, които направихме, беше корпусът на принтера, описан в тази публикация.
Целта на заграждението
За нашите първи разпечатки използвахме макара от PLA – може би най-разпространената нишка сред начинаещите. Работи чудесно за бенчмарк и артистични части, но скоро осъзнахме, че PLA е доста слаб материал. Той е доста крехък и има много ниска температура на встъкляване – губи твърдостта си при около 40 градуса C. Ето защо поръчахме ABS и PETG – по-здрави материали, подходящи за функционални части, но по-трудни за работа. Един от основните проблеми с ABS беше, че той се свива значително с охлаждане, увеличавайки шанса за изкривяване, отделяне на слоеве и като цяло неизползваеми части. 80% от отпечатъците бяха съсипани поради отделяне на частта от леглото поради изкривяването. Освен че ни коства време и пари, беше много разочароващо, особено за по-големи задания за печат.
Корпусът значително подобри ситуацията, като поддържаше въздуха около отпечатъка топъл, позволявайки постепенно и равномерно охлаждане на детайла. Той също така намали шума от машината и организира пространството около принтера и неговите компоненти и инструменти.
Съображения за проектиране
Най-важната стъпка към успешния дизайн е да определим какво искаме да постигнем. За заграждението, което направихме, основните цели бяха:
- запазване на топлината за подобряване на качеството на ABS
- оптимизиране на пространството в офиса
- модулност и лекота на сглобяване
- минимизирам цена
Решихме да използваме алуминиеви профили за рамката, плоскости от влакна с висока плътност (HDF) за стени и изолационни листове от екструдиран полистирен (XPS), за да запазим топлината. Направихме наш собствен двоен стъклен прозорец, за да можем да наблюдаваме печата и отпечатахме дръжка и ключалка на вратата. Макарата с нажежаема жичка и електрониката бяха извадени от кутията, за да се предпазят от прегряване. LED светлини бяха прикрепени отстрани и отгоре. Използвахме спрей боя, за да завършим заграждението.
Решихме да изградим две подобни самостоятелни кутии, едно върху друго, и да разполагаме и двата принтера на едно и също място, спестявайки ценно подово пространство. Понастоящем сме изградили само кутията за Ender 3, като поддържаме по-големи ширина и дълбочина, така че CR10 да може да пасне добре отгоре.
В следващите раздели можете да намерите пълна спецификация на материалите, ръководството за сглобяване и всички файлове, които използвахме за изрязване и отпечатване на частите за този проект.
Подготовка и монтаж
Списък на материалите – щракнете във всеки раздел, за да видите подробности!
Списък на материалите -> и къде да ги намеря
Рамка – алуминиеви профили 20×20 мм -> онлайн (robotshop, adafruit, amazon)
Входна врата – 4 бр
- 690 mm x2 (X)
- 550 mm x2 (Z)
Тяло – 14 бр
- 650 mm x6 (X)
- 740 mm x4 (Y)
- 550 mm x4 (Z)
Рафт – 3 бр
- 200 mm x3
Фазер с висока плътност – HDF – 3 мм -> магазини за подобряване на дома / хоби
Входна врата – 7 бр
- 696 x 593 mm x1 (отпред)
- 696 x 20 mm x1 (отгоре)
- 213 x 20 mm x1 (блокировка за пълнене)
- 316 x 20 mm x1 (блокировка за пълнене)
- 278 x 20 mm x1 (пълнежна панта)
- 112 x 20 mm x1 (пълнежна панта)
- 115 x 20 mm x1 (пълнежна панта)
- 698 x 650 mm x1 (отдолу)
- 740 x 593 mm x2 (страни)
- 593 x 696 mm x1 (отзад)
- 690 x 740 mm x1 (отгоре)
- 650 x 220 mm x1 (рафт)
- XPS – 20 mm, 3 m^2 -> магазини за подобряване на дома / строителни материали
Входна врата – 4 бр
- 550 x 155 mm x2 (до стъкло)
- 340 x 175 mm x1 (над стъкло)
- 340 x 35 mm x1 (под стъклото)
Тяло – 7 бр
- 220 x 650 mm x3 (отдолу)
- 700 x 550 mm x2 (страни)
- 650 x 550 mm x1 (отзад)
- 700 x 650 mm x1 (отгоре)
- XPS лепило
- Гайки с T-слот за 20×20 екструзии, M5 x92
- Ъглови скоби за 20×20 алуминиеви профили x4
- Скрити ъглови скоби за 20×20 алуминиеви профили x20
- Панти за 20×20 екструзии x2 комплекта
-> потърсете ги в местния магазин за хардуер
- Болтове с вътрешен шестостен ISO 7380, M5 x 8 – x80 (HDF)
- Болтове с вътрешен шестостен ISO 7380, M5 x 12 – x12 (заключване на вратата, държачи за макари, дръжка)
- Болтове с вътрешен шестостен ISO 7380, M4 x 12 – x4 (държач на дисплея, капак на контролната кутия)
- ISO 4032 шестостенна гайка, M4 – x2 (държач на дисплея)
- Паралелен дюбелен щифт – ISO 8734, DIA 3 x 22 mm x1 (за механизъм за заключване на врата)
-> връзка към CAD файловете ще бъде достъпна в публикацията
- Макародържачи х2 бр
- Ос на макарата
- Части за брава
- Дръжка на врата
- Капак на контролното табло
- Държач за дисплей
- Стоманена тел за LED щипки – 500 мм
- Изолационна лента x1
- LED лента – 2 м, 24V, 14.4 W, 60 led/метър, 4000 K (неутрално бяло)
- Удължителни проводници A – 30 броя x 300 mm @ 2,5 mm^2 площ на напречното сечение (калибър 13) – общо 10 m
- Удължителни проводници B – 4 броя x 300 mm @ 5 mm^2 площ на напречното сечение (калибър 10) – общо 1,5 m
- Стъкло А – 340 x 340 mm x1
- Стъкло B – 380 x 380 mm x1
- Стъкло към XPS лепило / силикон
- (Спрей) боя – обща площ на заграждението за боядисване 2,2 m^2
- Плоска скоба за екструдер x1
— връзка към файлове —
https://grabcad.com/library/3d-printer-enclosure-10
Вглеждането в CAD модела по време на сглобяването ще ви помогне много!
Стъпка 1: Отделете електрониката от принтера
Ender 3 е компактен принтер с всички негови захранващи и контролни компоненти, прикрепени някъде към рамката. Иначе хубава функция, в нашия случай това беше проблем, защото искахме да отделим принтера от електрониката. Следователно трябваше да разглобим захранването, контролната платка и монитора, да удължим всички кабели по подходящ начин и да ги свържем обратно вътре в корпуса. Добра идея е да направите няколко снимки на контролната платка, като отбележите всички кабели и къде са свързани. Крайните ограничители и проводниците на двигателя са правилно етикетирани с етикети X / Y / Z / E (X, Y, Z за двигатели и крайни ограничители и E за двигател на екструдера), но всички проводници са с един и същи цвят – черен. Жизненоважно е да не смесвате тези кабели, тъй като това ще доведе до проблеми и ще бъде много трудно за отстраняване на грешки. Това, което направихме, беше да отрежем и удължим всяка жица сама за себе си, като оставихме останалата част от снопа неотрязана (крайните ограничители използват чифт проводници, а двигателите използват четири проводника), докато първият приключи. След като удължите всички кабели, включете ги отново и проверете дали всичко работи според очакванията.
Забележка! : Моторът на екструдера няма да работи, докато температурата на горещия край не е достатъчно висока – около 175 градуса C за Ender 3!
Стъпка 2: Променете позицията на екструдера
Друг проблем, на който трябваше да се обърне внимание, беше пътят на нишката от макарата до екструдера. Тъй като макарата с нажежаема жичка беше поставена извън кутията и над принтера (ние отпечатахме нови държачи за макари), препозиционирахме екструдера върху горната страна на рамката на принтера с помощта на обикновена плоска скоба. Това позволи прав път на нишките от макарата до екструдера, комбиниран с оригиналната PTFE тръба, свързваща екструдера с горещия край.
Стъпка 3: Електроника и LED окабеляване
Освен това свързахме LED лентата към 24V захранването на принтера и отпечатахме допълнителен капак на контролната платка и държач за дисплей. Използвахме гайки Wago, за да свържем захранващия проводник към действителния светодиод, така че да можем лесно да монтираме и демонтираме LED лентата по време на монтажа. Също така внимавайте с полярността на светодиодите, тъй като те работят само в правилната посока.
Стъпка 4: Сглобяване на рамката
Страните на HDF бяха изрязани на CNC рутер и боядисани със спрей. XPS листовете бяха изрязани, за да паснат на пространствата между екструзиите на рамката.
След като всички компоненти бяха подготвени, започнахме да ги сглобяваме. Първо беше алуминиевата рамка – профили 20×20 мм, свързани със скрити скоби. Добавихме още четири скоби от предната страна, за да направим рамката по-стабилна.
Не забравяйте трите екструзии отляво – там ще отиде електрониката! Направихме резба M6 в долната част на всяка къса екструзия и пробихме три отвора от 7 mm в дългата (вижте изображението по-долу). След това прикрепете шортите с винт отвътре.
Стъпка 5: Инсталиране на HDF и XPS
След това поставихме болтовете и гайките върху HDF листовете. На този етап също прикрепяме държачите на макарата и дръжката на вратата към HDF, тъй като по-късно ще бъде по-трудно да поставите гайките в слотовете.
С всички крепежни елементи на място, ние позиционирахме листовете от съответната страна на рамката и затегнахме болтовете.
След като закрепихме част от листовете, започнахме да лепим XPS изолацията. По този начин имахме лесен достъп до вътрешността на заграждението. Обърнете внимание, че нямате нужда от едно парче XPS за дадена стена – стига да имате достатъчно материал, за да покриете цялата площ, можете да използвате по-малки парчета и да ги залепите отделно (вижте изображението на предната врата).
Забележка: долните XPS листове са не залепени за HDF и запазват позицията си само поради плътното прилепване към рамката.
Когато страните и горната част бяха готови, плъзнахме дъното и закрепихме рафта отляво.
Стъпка 6: Сглобяване на врата – стъкло и брава
Накрая залепихме двете стъкла на входната врата. С помощта на силикон залепихме единия от тях към вътрешната страна на HDF, а другия към XPS, така че задържаният вътре въздух служи като изолатор. Добавихме ключалката на вратата и пантите.
Стъпка 7: Инсталиране на принтера и първоначално тестване
След като самият корпус беше готов, монтирахме принтера вътре. Всички проводници минават през отвор близо до дъното. В нашия случай беше по-лесно да изключим някои от кабелите от принтера (крайни ограничители, двигатели) и да изключим някои от тях от контролната платка (нагревател на леглото и горещия край и сензори). Това доведе до висящи кабели от двете страни, които трябваше внимателно да бъдат прекарани през дупката в стената.
Бакшиш! След като свържете отново принтера, включете го и опитайте autohome, отопление и екструдер (или дори отпечатайте проба), за да се уверите, че всичко работи добре.
Стъпка 8: Монтиране на LED лента
Накрая монтирахме LED лентата. Оригиналното лепило от лентата не се задържа добре върху XPS листа, така че добавихме няколко телени скоби „Направи си сам“, за да го задържим на място.
След като добавите светодиодите, можете да включите захранването и да проверите дали всичко работи правилно.
Резултати
Ето окончателния изглед на корпуса, както и някои сравнителни изображения на ABS разпечатки със и без корпуса.
