3 января 2013 г.

3D принтер RepRap. Часть 2 - комплектующие


Эта часть посвящена исключительно выбору и покупке комплектующих для RepRap. В ней я не буду рассматривать альтернативные варианты, а также объяснять причины такого выбора комплектующих - об этом будет написано последовательно, в следующих статьях. Цель этой статьи в том чтобы помочь Вам приблизительно оценить затраты на постройку 3D принтера, как временные (ожидание посылок) так и материальные (стоимость). Да и вообще, понять насколько реально в Ваших условиях будет добыть все комплектующие.

Сразу скажу, что я не преследую какие-то рекламные (или антирекламные) цели, поэтому постараюсь сделать свое описание максимально беспристрастным.


Инструменты

Инструменты можно купить в ближайшем строительном магазине.
Из обязательных и очень желательных:

  • Набор отверток. В основном придется крутить болты M3, поэтому можно ограничиться небольшой крестообразной отверткой.
  • Ключи на 13 (для гаек M8) и на 5,5 (для гаек M3). 
  • Штангенциркуль.
  • Хорошая линейка (чем длиннее тем лучше).
  • Плоскогубцы и/или тонкогубцы.
  • Круглый надфиль, диаметром около 3мм.
  • Паяльник и паяльные принадлежности (припой, флюс).
  • Небольшие кусачки.
  • Ножовка по металлу.
  • Пила или лобзик.
Из необязательных, но сильно облегчающих жизнь:
  • Строительный нож.
  • Маленький строительный уровень.
  • Скальпель.
  • Пара пинцетов.
  • Ручная мини-дрель, или гравировальная машинка (типа Dremel).

Гайки, болты, шайбы и др.

Гайки, болты, шайбы, винты ...
Гайки, болты, винты и шайбы можно найти в строительных магазинах и супермаркетах. Весь список писать не буду, т.к. он сильно зависит от выбранной конструкции. Для начала советую купить все что описано здесь, а потом докупать нужное по мере необходимости. Стоит всё это меньше 10$.


Металлические стержни с резьбой (штанги), 8 мм


Шесть оцинкованных стержней и один из нержавейки

Стержни с резьбой (threaded rod) используются как основная несущая часть каркаса, а также в качестве червяка для оси Z. Их можно без проблем найти в строительных магазинах и супермаркетах. Бывают в основном двух видов - стальные оцинкованные, и из нержавеющей стали. Я бы рекомендовал использовать стержни из нержавеющей стали для червяка оси Z (достаточно одного метрового стержня), и оцинкованные для всего остального, но это совсем не принципиально.

Оцинкованные стержни обычно стоят $1-1.5 за метр. Стержни из нержавеющей стали - $6-7 за метр. Будет достаточно 6 метровых стержней. Как я уже говорил, лучше если один из них будет из нержавеющей стали.

Гладкие направляющие стержни, 8 мм

Направляющие из нержавеющей стали
По гладким стержням (smooth rod) на подшипниках перемещается каретка и подвижный стол. Поэтому они должны быть твердыми (не гнуться), постоянного диаметра, и с гладкой поверхностью. Обычно они сделаны из нержавеющей стали.

Найти подходящие стержни не так уж просто. Несмотря на то, что они есть почти в каждом интернет магазине на тематику 3D принтеров, заказ их из-за границы обходится очень дорого из-за высокой стоимости доставки. Поэтому лучше их заказывать как можно ближе (я, например, заказал из Белоруссии). Проще всего написать о своем желании купить стержни на русском форуме RepRap, вероятно кто-нибудь откликнется.

В отличие от стержней с резьбой, эти стержни ножовкой распилить не получится, поэтому лучше заказывать их уже нарезанными до нужных размеров. Какие размеры являются "нужными" зависит от вашей модели и итерации 3D принтера. Для первой итерации Prusa Mendel нужные размеры: 350мм, 406мм, 420мм (по 2 стержня, т.е. всего шесть стержней).

В среднем комплект из шести стержней нужных размеров стоит $30-45.

Пластиковые детали

Комплект пластиковых деталей для Prusa I2 и экструдера
Идея проекта RepRap в том, что комплект пластиковых деталей для постройки нового принтера, можно распечатать на уже имеющемся принтере. Но если у вас нет знакомых с 3D принтером, то его придется купить.

В интернете полно сайтов на которых можно купить комплект пластиковых деталей для RepRap (в том числе на Ebay). Обращайте внимание на модель и итерацию принтера, для постройки которого предназначен тот или иной комплект, а также на наличие напечатанных частей для экструдера.

Я свой комплект заказывал с сайта Reprapworld. На момент покупки они предлагали комплект для RepRap Prusa Mendel Iteration 2 с экструдером Грега (Greg's accessible extruder) за 60 евро.

В среднем цена за комплект колеблется от $50 до $100.

Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560
Используется для управления принтером в связке Arduino + RAMPS.
Т.к. устройство это очень популярное, то проблем с покупкой возникнуть не должно.

Цена за оригинальную плату около $65. Китайские клоны стоят существенно дешевле, но насколько они работоспособны я не знаю.

RAMPS v1.4

RAMPS v1.4 с установленными драйверами шаговых двигателей
Эта плата - Arduino Shield который используется в связке с Arduino для управления принтером.

При желании её несложно сделать самому, но мне оказалось дешевле купить. Купить можно во многих интернет магазинах посвященных 3D принтерам. Я покупал на Reprapworld.

Полностью собранная плата стоит около $60.

Контроллеры шаговых двигателей Pololu A4988

Платы с драйверами шаговых двигателей. Устанавливаются на RAMPS. Всего нужно 4 штуки (три для каждой из осей X, Y, Z, и одна плата для экструдера).

Купить можно прямо с сайта Pololu. Стоят около $13 за штуку.

Шаговые двигатели 

Шаговый двигатель SY42STH47-1684B
Четыре шаговых двигателя используются для позиционирования каретки, и еще один двигатель используется в экструдере для подачи прутка.

Для позиционирования каретки я использовал четыре шаговых двигателя SY42STH47-1684B. Это достаточно популярные двигатели формата NEMA17, и их можно найти в радиомагазинх или на радиорынке. Стоить могут от $15 до $30 за штуку, в зависимости от наглости продавца.

Для экструдера я использовал более мощный двигатель с моментом удержания в 5.5 Кг/см - Kysan 1124090 заказанный с Ultimachine.

Подшипники 608

Подшипник 608ZZ
Эти подшипники используются в ременной передаче на осях X и Y, а также в конструкции экструдера, для подачи пластикового прутка. Всего нужно 5 штук (2 на оси, и 3 для экструдера).

Найти их можно в магазинах для роллеров, т.к. они используются в роликовых коньках, либо же заказать через интернет. При покупке следует обратить внимание что бы подшипники имели боковые "крышечки", в маркировке это обозначается как ZZ.

Стоимость зависит от класса подшипников, в среднем $0.5 за штуку.

Подшипники LM8UU

Подшипник LM8UU
Линейные подшипники (bushings) необходимы только в том случае если комплект пластиковых деталей рассчитан на их использование. Обычно нужно 12 штук (по 4 штуки на ось). Купить их проще всего в интернет магазинах комплектующих 3D принтеров (я покупал на Reprapworld).

Стоят около $1-2 за штуку.

Пружины

Пружины диаметром 8 мм
Пружины используются для предотвращения люфта по оси Z (2 пружины со внутренним диаметром 8мм), для установки стола для печати (4 пружины) и в конструкции экструдера, для прижима пластикового прутка (от 2 до 4 пружин).

Говорят их можно найти в автомобильных магазинах, но я заказал с Reprapworld.

Стоят около $0.6 за штуку.

Ремень T5

Ремень T5
Используется в ременной передаче осей X и Y. Имеет ширину 5 мм, и расстояние между зубцами тоже 5мм. Но последнее зависит от шпулек из комплекта пластиковых деталей, есть шпульки рассчитанные на ремень с расстоянием между зубцами в 2.5мм, так что будьте внимательны при покупке. Двух метров ремня будет достаточно.

Купить проще всего в интернет магазинах с комплектующими для 3D принтеров (я покупал с Reprapworld). Стоит около $5 за метр.

Hot End J-Head Mk V-B

J-Head, крепление, резистор, термистор и тефлоновые трубки для изоляции
"Горячая часть" экструдера, в которой собственно и происходит плавление пластика, и крепление для неё (продается отдельно).

При наличии сверлильного и фрезерного станков можно сделать самостоятельно. Или можно купить, опять же в интернет магазинах по тематике 3D принтеров. Я покупал с Hotends.com.

Стоит около $55 и еще $8 за крепление. В комплект входят термистор и резистор (для нагрева). Хотя термистор я использовал другой (см. раздел про стол с подогревом).

Блок питания

Для питания принтера проще всего использовать обычный компьютерный блок питания. Я использую блок питания с мощностью 400 Вт (не советую брать блок питания меньшей мощности, т.к. на основного потребителя - подогрев стола, его мощности может не хватить).

Стоит такой блок питания в районе $30-40.

Концевики (endstops)

Оптические концевики
Концевики используются для сигнализации о достижении кареткой начального положения (условной точки с координатами (0, 0, 0)). Всего нужно три штуки, по одному на каждую из осей XYZ. Бывают двух типов - механические (с кнопкой), и оптические (с оптопрерывателем). По очевидным причинам оптические более предпочтительны.

Для меня проще (и дешевле) оказалось сделать концевики самостоятельно, по этой схеме. Если у Вас такой возможности нет - их без проблем можно приобрести практически в любом магазине с комплектующими для 3D принтеров.

Покупка готовых оптических концевиков обойдется где-то в $8 за штуку.

Стол с подогревом

Алюминиевый стол подогреваемый резисторами
На самом деле стол с подогревом представляет собой не одну деталь, а некую конструкцию из небольшого количества деталей. Но поскольку существует много вариантов этой конструкции, и для каждого варианта необходим свой набор деталей, я не хочу вдаваясь в подробности навязывать "свой" вариант, тем более что он не является самым распространенным (которым является подогрев с помощью печатной платы). С вариантом стола и его конструкцией Вы сможете определиться в последнюю очередь.

Мой вариант стола с подогревом представляет собой лист MDF прикрученный к подшипникам оси Y. Над этим листом на пружинном подвесе находится алюминиевый лист толщиной в 3 мм, который подогревается с помощью резисторов.

Скажу только, что в качестве термисторов для стола и hot end я использовал одни из наиболее распространенных - B57560G1104F (покупал с сайта Ultimachine).

Грубая оценка стоимости стола с подогревом, пожалуй - $50.

Разное

В эту категорию попадают небольшие комплектующие и расходники, которые по-отдельности описывать не имеет смысла. Это - провода, термоусадочная трубка, термоклей, различные разъемы и коннекторы и т.д. Больших денег это не стоит, и покупать можно по мере сборки принтера.

Итоговая стоимость

Суммарно на принтер я потратил около $900. Сумма выглядит весьма внушительно, но, во первых, при сборке я особо не ставил цели сэкономить, а во вторых - около 30% от этой суммы составляет стоимость доставки (на самом деле, для некоторых комплектующих стоимость доставки в Украину была выше стоимости самих комплектующих).

Небольшой совет

Существенная часть Вашего списка комплектующих (например длинны стержней с резьбой и гладких стержней, необходимость подшипников LM8UU) будет зависеть от выбранного комплекта пластиковых деталей. Поэтому имеет смысл в первую очередь купить комплект пластиковых деталей, а потом уже под него подбирать всё остальное.

В следующей части я расскажу о сборке каркаса принтера и его механической части.
Если по каким-то пунктам нужна дополнительная информация - пишите в комментариях, обязательно отвечу.

4 комментария:

Timonchik Timoshka комментирует...

А ты можешь сделать все пластиковые детали за 500 грн ?

Alik комментирует...

Нет, к сожалению, у меня нет доступа к 3D принтеру.

Анонимный комментирует...

Здравствуй, скинь пожалуйста ссылку где заказывал Гладкие направляющие стержни.
Заранее спасибо !

Alik комментирует...

Я нашел человека на форуме RepRap (http://forums.reprap.org/) у которого купил направляющие. Но их найте не проблема, направляющие продаются практически в каждом магазине связанном с 3D принтерами.

Отправить комментарий