【参赛】DIY一个铝型材机架的桌面3D打印机

qie

忽然发现现在DIY一个桌面3D打印机很容易，所需花费也不多，几乎都是使用标准件来组装，精度容易保证，采购也方便，如果不买那种打印件来组装，需要自己动手做些配件则要花一些时间精力，不过也只要一般的工具就够了，比如手电钻、几把锉刀、各种钻头、最好有一个小台钳、一把铁皮剪刀，如果有角磨更好，只是使用不多。
顺便说说一个很重要的问题，如果你不会使用软件画三维立体图，那这个打印件的用途就很小，只能上网下载那些别人共享的作品来打印，当然也有非常漂亮的作品，自己画图则可以打印你所需要的大部分工件。

需要准备的基本配件：
主控板，电脑控制它来打印，也可以插入SD卡来脱机打印。

步进电机，需要4个，X、Y、Z轴还有挤出机构需要一个

电源，12V开关电源，输出电流大些比较可靠，我选用12V30A的，有足够的余量了。

铝型材，选用2020国标铝型材，不要买错了欧标的。角件，用来直角连接两个铝型材的，也是2020规格，这是指铝型材的边长是20×20mm的。

光轴，XY使用直径8mm的Z轴使用10mm的，滑块用配套直径的，有标准型和加长型长度的区别。

齿形同步皮带用6mm宽的，皮带型号不同时要配用相同规格的同步轮。

喷头，可以买组件，省的自己去组装。

螺丝，选用不锈钢杯头内六角螺丝，强度高不容易把螺丝头拧坏，只是成本比较高，当然可以选用钢螺丝来降低成本。2020铝型材用角件连接时要用M4的四方螺母和螺丝。





补充内容 (2015-9-3 17:06):
文章刊登在《无线电》杂志2015.7期。

qie

Z轴部分，这种3D打印机在工作时Z轴托盘只有向下移动，所以使用M8的不锈钢螺杆，这个比使用滚珠丝杆便宜多了，因为工作时是单向移动，所以不需要考虑回差问题，只要装一个螺母就可以了，我这里做了个消回差螺母。





铝合金板的弯折，夹在台钳上，用一块木板顶着用锤子敲木板就能弯好还不怎么 损坏铝板。

qie

Y轴滑块的构造，使用了铝板来连接滑块和X轴的光轴，固定X光轴的叫做卧式光轴座。


Y轴限位开关这样安装，开始打印时打印头要回到这个位置检测原点。



打印头的结构，使用了两个滑块由2mm厚的铝合金板连接固定打印头和散热风扇。

打印头下面的铝方块是加热块，里面装有加热棒和测温热敏电阻，风扇吹着上端的铝散热器使得热量不会传到上面以保证塑料丝要在喷嘴附近才熔化。






滑轮，由于买不到光滑轮，所以只能买更贵的同步轮来使用，中心孔是8mm的，使用两个外径8mm内径4mm的滚珠轴承和一段铜管夹在同步轮中间，用M4螺丝来固定在角铝横梁上。

基本组装完成的机架。

qie

Z轴部分的构造，由于要考虑缩小整机体积，所以不使用弹性联轴器而使用同步轮来传动，这样电机和Z轴并排安装，可以少占用高度空间。

托盘，托盘通过弹簧固定在托架上，我使用了三个弹簧固定点，旋动弹簧下边的螺母就可以调节托盘的水平面以保持托盘和喷嘴的距离，使用弹簧又一个作用是万一顶到喷嘴会被压缩而不会损坏部件。


用多孔板铝板做个盒子，把主控板装进去，和电源一样由铰链固定在2020铝型材上，打印比较高的工件时可以翻到外边，这样不会阻挡托盘下降。

组装完成连接各导线就可以打印了，这个插销架就是打印出来的，电源部分那个架子还是铝板加工的。



安装完成的打印机，已经可以正常打印了。




这个机器由于考虑到收藏方便，没有外露配件，只有一些螺丝头外露，这样在不用时可以立或卧着装入箱子，比如塑料的收纳箱。
机器外观尺寸宽350×深360×高450（高度包含顶部的同步轮）
最大打印尺寸200×200×270mm

qie

wubenqiangjuan

qie 发表于 2015-2-17 22:44

太牛了

自然音色

没 标注尺寸及数量。

胆胆收音机

DIY一个桌面3D打印机

qie

自然音色 发表于 2015-2-17 23:09
没 标注尺寸及数量。

4楼的最后有机器尺寸，如果要完全按照我这个来做，具体尺寸才有意义，而各人需求不同所做尺寸往往不一样。
行程机构所需要的尺寸是一定的，所以要增减打印尺寸，这部分是不能改变的。
比如宽度是350mm，打印宽度200mm，你即使只要打印100mm，那宽度也需要250mm。

qie

欢迎讨论，需要了解什么我会尽量满足给予详尽解释。

dianzig

楼主是机电一体化工程师, 制作精致, 看样子以后塑料机壳什么的, 可以3D打印自己做了,一些老机壳缺肉, 就复制一个新的, 还有可以自己做个2P3

qie

这种是corexy结构3D打印机，XY同步电机是共同工作的：
如果两个电机等速反向旋转则打印头做Y轴移动；
如果两个电机等速同向旋转则打印头做X轴移动；
如果一个电机停止一个电机转动则打印头做45度方向移动，
所以这种机器在打印时两个电机总是在转动，即使打印XY直线也一样。
这种结构的优点是小车上没有装电机，再使用了远端挤出装置，所以运动部分重量最少，高速打印时不会因惯性而过冲。

qie

dianzig 发表于 2015-2-18 08:13
楼主是机电一体化工程师, 制作精致, 看样子以后塑料机壳什么的, 可以3D打印自己做了,一些老机壳缺肉, 就复制 ...

我的使用体会是打印一个小盒子问题不大，尺寸精度也可接受，我这个150mm长的盒子在画图时后盖凸出比盒子内部少0.1mm，成品没有经过任何修整就是刚刚好塞进去，轻轻就可以撬开。
只是表面有细纹，光洁度不高，网上找到说用丙酮蒸汽熏溶表面再干燥可以得到光洁的表面，这个还没试过，用高温吹风也可以，但是会破坏边角。

xiaocake

qie 发表于 2015-2-18 09:25
这种是corexy结构3D打印机，XY同步电机是共同工作的：
如果两个电机等速反向旋转则打印头做Y轴移动；
如 ...

对此机构特别感兴趣,记号一下.

蓝星飘零

再有雕刻机，就全了