【参赛】我设计的可折叠式桌面3D打印机

qie

    桌面式3D打印机已经很普及了，我原来也制作过一台，缺点是体积大，平时使用率不高，家居宽敞或有工具间的收藏不成问题，如果比较拥挤的房间就觉得收藏麻烦了，50厘米见方的也很占地方的。http://www.crystalradio.cn/thread-664547-1-1.html
    本机制作需要3D打印机支持，很多配件都是打印出来的，适合已经有打印机的朋友制作。本作品主要以可折叠式结构功能来参赛，不涉及软件及具体使用方法。


    于是就考虑改成一台可折叠的打印机，原则是不降低性能，不减少打印尺寸，折叠后体积尽量小，搬移、收藏方便。


首先进行设计，构思好各部分结构后，用SolidWorks画出各部件的三维图，拼装后检验是否可行，有没有什么零件互相冲突的。还有就是修改零件使之更合理。按照本机的尺寸制作可打印200×200×200mm的打印件，已经能满足大部分业余需要了。






设计完成后就开始打印，耗材使用PLA，打印完成后的零件要稍加修整，比如光轴的孔要用锉刀修整一下里面的毛刺，我是用8mm的铰刀铰孔，效果很好，最好用可调铰刀可以把孔铰稍大些。
    机架的制作：材料：框架使用2020国标铝型材，按照设计好的尺寸购买2020国标铝型材，卖家会帮你切的很准确。铝型材直角连接使用2020角码，这个有两种外观小些似乎更美观。使用M4×10的不锈钢杯头内六角螺丝，不但美观更重要的是强度够，使用直角的内六角扳手很容易操作。铝型材槽内使用四方螺母，有不锈钢的和钢镀锌的，实践证明使用钢镀锌螺母更方便，尺寸也稍大些，它可以从外面直接放进槽里，不锈钢的太厚只能从铝型材的端头放入槽内，如果漏放了就要拆连接部分。


框架下部有电源、驱动部分，前部有液晶屏和调节旋钮。后部有电源插座和电源开关以及保险丝。



光轴和直线轴承使用8mm的，使用I3驱动方式XYZ使用三个42步进电机，XY用皮带拖动，Z轴使用两根5mm螺杆驱动，使用同步带连接。
框架的上面是Y轴部分，步进电机固定在后部，同步带在两根光轴中间，接头固定在Y托板底架上，加一个张紧弹簧。调节好两根光轴距离使Y托板底架移动灵活。光轴用立式光轴座来固定，可以打印也可以使用成品件。
    整个托盘由五部分组成，第一部分是最下面在Y光轴上的托板底架，第二部分是底架上方的加热板架，两个部分由第三部分水平调节弹簧和旋钮组成，第四部分是加热板，放在加热板架的上面，第五部分是打印托盘，由2mm厚的铝合金板做成的，铝合金比玻璃的安全。打印时这个托盘只作Y轴方向移动。


Z轴部分：一个门型架组成了Z轴部分实际也包含了X轴部分，Z轴滑块上下移动由两根M5不锈钢螺杆组成，两边各有一根光轴和螺杆，使用尼龙螺母能很方便地调节间隙使回差较少，其实打印机在打印时Z轴只沿一个方向移动，回差不是什么问题。螺杆旋转时带动了X轴以及打印头向上移动。Z轴驱动只使用了一个同步电机，用联轴器和螺杆连接，螺杆顶端有同步轮和同步带以及张紧轮能确保两根螺杆同步。



X轴部分：也是两根8mm光轴组成，一头安装步进电机由同步带拖动打印头运动。整个X轴总成是由Z轴带动上下移动的。


本机用的打印头的散热器用厚铝片自己加工，建议购买一体化成品的E3D打印头组件，一般选用0.4mm的喷头，其它使用成品配件，使用远端挤出机构。



Z轴部分可以松开Z轴铰链与机架部分的固定螺丝，把Z轴架子折叠下来并后退然后锁紧。这样就达到缩小体积的目标了。




挤出机：本机使用远端挤出结构，打印件填充要多一些强度才好，弹簧可以增加调节压力的螺丝，我这个弹簧长度刚好也就省了。挤出轮使用一个，配合的使用轴承，不要两个都用带槽的挤出轮。出口的快速接头用钻头小心钻透了，这样四氟管能直接伸出到挤出轮附近，这样进料在压力大时不会折弯。散热风扇距离要更近些，夏天作用很明显，不然工作时间长了挤出电机会很热的。



至于桌面3D打印机的使用，网上有很多教程，这个作品主要是以折叠式结构来参赛的，不明白的地方可以互相交流，像这种东西你不实践好像很难明白，动手了就发现原来很容易，主要是这些都是成熟技术了，我们只是搬来用用而已。
    本机的所有打印件模型文件在本届比赛结束后会免费提供给有兴趣的朋友。
    欢迎提出宝贵意见建议，欢迎互相交流。

qie

还是有图片位置会跑走，麻烦大家自我调节。
本机净重7.9Kg

1996

以我的看法，这种东西的占地我是不考虑的，我只考虑精度和打印的最大尺寸，如果因为要实现折叠功能，牺牲了精度，有点因小失大的感觉

qie

1996 发表于 2018-2-6 17:59
以我的看法，这种东西的占地我是不考虑的，我只考虑精度和打印的最大尺寸，如果因为要实现折叠功能，牺牲了 ...

这种打印原理就只能这种精度，改变结构不会改变精度。

xzx010

都是大作，不过折叠似乎意义不大

llllllxing

请教个有关3D打印机的问题，一般的3D打印的工作范围较小，打印的尺寸受到很大的限制，如果想打印较大尺寸的零件就无能为力。你既然是自己组装，能不能根据实际需要改进一下支架结构，打印范围满足实际的需要。例如想打印的尺寸范围要求长七十五厘米，宽四十厘米，高十厘米等，是不是主要受到框架的限制，其它控制有什么不同，我的意思是不是可以自己另外制作方框就行，其它因素要不能考虑。谢谢

qie

llllllxing 发表于 2018-2-6 19:54
请教个有关3D打印机的问题，一般的3D打印的工作范围较小，打印的尺寸受到很大的限制，如果想打印较大尺寸的 ...

从原理上讲可以不受导轨长度限制，但是打印大件要花费很长的时间，期间如果遇见停电等事故或者打印机本身故障那损失就非常大了，PLA塑料打印太大零件变形和强度都是问题。
我做小船模也是分段打印，然后用“亚克力胶”胶合，看不出接缝，胶合面的强度不比零件本身低。

1996

qie 发表于 2018-2-6 18:28
这种打印原理就只能这种精度，改变结构不会改变精度。

主要是担心结构不稳定带来的影响

llllllxing

qie 发表于 2018-2-6 20:08
从原理上讲可以不受导轨长度限制，但是打印大件要花费很长的时间，期间如果遇见停电等事故或者打印机本身 ...

我打印的是只是细长的东西，只是长度长一些，并不算是大件，不是打印雕塑那样的东西，例如打印一个直径较大的细圆环形状的东西什么的。就是最好不用粘接的办法。能一次打印出来，所以实际打印需要的时间并不长。打印厚度也不要超过五毫米左右。主要关心打印尺寸，要是自己能改进制作较大的尺寸打印需要，就非常好了。谢谢你的解答。

scu319hy

不错的想法，不过这种结构和开放式的环境对打印精度影响比较大啊。
楼主这光轴直么？我最近在搞UM2结构的3D打印机，买了一堆8mm光轴，都不直，搞得我都想换直线导轨了。无耐过年别人都不发货了。只能先挑几根直的用着。我从打印机上拆的8mm光轴，又硬又直，怎么TAOBAO上就买不到这种轴呢？

qie

scu319hy 发表于 2018-2-9 13:16
不错的想法，不过这种结构和开放式的环境对打印精度影响比较大啊。
楼主这光轴直么？我最近在搞UM2结构的3 ...

我买的数次都很直啊，你怎么鉴定它不直的？

scu319hy

qie 发表于 2018-2-9 20:58
我买的数次都很直啊，你怎么鉴定它不直的？

很简单啊，把光轴夹在手钻上，如果转动的时候晃动得厉害，那肯定是不直的。
我前后买了几十根8mm光轴，其中一半是弯得比较厉害的。剩下的也不是很直，至少两端用轴承固定后，在转动时有些部位有约0.5mm的摆动。肉眼都看得出来。上皮带后就更明显，皮带转动一顿一顿的，这已经是我挑过比较直的轴的效果了...

wdmcxkjy

建议放几个视频看看使用效果，感觉很好

阿东

一直搞不明白 3D打印机是怎么打印的  原材料是什么材料？

qie

阿东 发表于 2018-3-16 14:49
一直搞不明白 3D打印机是怎么打印的  原材料是什么材料？

线状的PLA塑料经打印头加热融化后挤出来不断堆积起来形成打印件。