Наверняка многие из вас слышали о трёхмерной печати, и при этом большинство полагает, что это что-то из области высоких технологий, а потому очень сложное, дорогое и недоступное простым смертным. На самом деле всё гораздо проще, интереснее и доступнее. Каждый, кто пройдёт обучение на этом курсе, сможет собрать свой собственный бытовой 3D-принтер, открывая практически безграничные горизонты моделирования, прототипирования и создания эксклюзивных вещей. В курсе будет продемонстрирован весь технологический процесс печати трёхмерных объектов. Вы узнаете, что такое 3D-модели и как их создают в редакторах трёхмерной графики, наглядно увидите, какими способами формируют объёмные фигуры 3D-принтеры, узнаете, из каких функциональных элементов состоят 3D-принтеры, поймёте, как работает управляющая электроника. Будет показано устройство, а также способы сборки и настройки персонального 3D-принтера, печатающего ABS пластиком. Сертификат могут получить слушатели, набравшие больше 80% от максимально возможного количества баллов. При этом итоговый результат, представленный как 100 %, складывается из следующих составляющих: тесты к модулям 1, 2, 3, 4 и 7 дают 15 %, тесты к модулям 5 и 6 дают 20 %.
Видеолекция к теме 2.3.
Loading...
来自 National Research Tomsk State University 的课程
3D-печать для всех и каждого
104 个评分
从本节课中
Устройство и принцип работы трёхмерного принтера, печатающего методом послойного наплавления
Чтобы грамотно использовать, а тем более собрать свой принтер, надо сначала узнать, как он работает.
与讲师见面
Николай Георгиевич Булахов (Nikolay G. Bulakhov)Старший преподаватель (Senior Lecturer)
Кафедра квантовой электроники и фотоники радиофизического факультета (Department of Quantum Electronics and Photonics, Faculty of Radiophysics)
[БЕЗ_ЗВУКА]
[МУЗЫКА] Здравствуйте,
я рад приветствовать вас вновь!
Сегодня вы узнаете, из каких частей состоит принтер
RepRad Prusa Mendel и какая роль отводится каждой из частей.
Стоит сразу отметить,
что вы можете модернизировать принтер по своему усмотрению,
дополнив его различными модулями или, наоборот, упростив какие-либо части.
Мы же с вами рассмотрим сегодня типовую модель на примере уже собранного принтера.
Основа всей конструкции – это металлический каркас или рама.
Также здесь имеются пластмассовые крепления и гладкие стержни.
Два из них предназначены для того, чтобы передвигать
блок экструдеров по оси Z.
Два стержня гладких в нижней части предназначены для того,
чтобы передвигать предметный столик.
Предметный столик у нас тоже представляет из себя планарную конструкцию,
которая передвигается по гладким стержням с помощью линейных подшипников.
Наш столик подогревается для улучшения сцепления печатаемых
объектов с поверхностью.
Поэтому он располагается на деревянной платформе, на которой уже, в свою очередь,
крепится нагревательный элемент.
Опять же, для того чтобы поверхность была плоской,
сверху лучше положить кусочек стекла.
Из-за того что нагревательный элемент неровный,
можно воспользоваться термопастой для улучшения теплопередачи.
Для контроля температуры часто в центре предусматривается
отверстие под термодатчик, но в нашей конструкции его нету,
поэтому мы его не будем рассматривать.
Конструкция столика должна позволять регулировать его угол наклона.
Для этого его делают двухэтажным.
С помощью вот этих вот болтов как раз и производится эта регулировка.
Для улучшения сцепления объектов и поверхности
столика стекло часто обклеивают полиамидной лентой.
В простонародье часто именуется каптоном.
По внешнему виду он напоминает обычную липкую ленту,
только с желтоватым оттенком.
Столик приводится в движение шаговым двигателем через ремень.
Всего таких шаговых двигателей в конструкции нашего принтера пять.
В нашем принтера используются шаговые двигатели форм-фактора nema 17.
Сразу оговоримся, что это не какая-то конкретная модель шаговых двигателей,
а стандарт их посадочного места.
Саму модель вы можете выбрать исходя из цены,
доступности и прочих существенных для вас факторов.
Об устройстве же шаговых двигателей подробней мы поговорим на
следующей лекции.
В верхней части у нас расположены два шаговых двигателя,
которые вращают резьбовые стержни, перемещающие вдоль оси Z нашу ось X,
которая представляет из себя два гладких стержня с закрепленным на них экструдером.
Эти двигатели должны работать синхронно для исключения перекосов конструкции.
По оси X на линейных подшипниках у нас перемещается блок экструдера.
Для этого у нас предусмотрен вот здесь вот ремень и шаговый двигатель.
Экструдер состоит из двух частей.
Нижняя из них предназначена для нагревания нашего пластика, подаваемого в экструдер.
Здесь есть металлическая трубочка с сужением на конце.
Также здесь есть нагревательный элемент и термодатчик.
Для того чтобы пластик не прилипал к стенкам нагревателя и не нагревался
в ненужных местах, внутрь вставляется тефлоновая трубочка.
Верхняя их них предназначена для проталкивания пластмассового прутка
вовнутрь.
Для этого используется пятый шаговый двигатель.
Он приводит в движение вал с зазубринами через редуктор или без него,
а он уже, в свою очередь, проталкивает наш пластик.
Пластик поставляется в виде вот таких катушек.
Саму катушку вы можете расположить рядом с принтером,
но я бы рекомендовал сделать какие-нибудь крепления,
которые бы позволили этой катушке свободно разматываться.
Опять же, вы можете напечатать эти самые крепления уже после того,
как введете свой принтер в эксплуатацию.
Чтобы управлять шаговыми двигателями, вам понадобится блок электроники с
соответствующим микрокодом, а также драйверы этих самых шаговых двигателей.
Обычно это компактный модуль,
расположенный на раме принтера в любом удобном месте.
Держатель для него также можно распечатать уже на готовом рабочем принтере,
так как закреплять блок электроники на раме сразу же не обязательно.
Чтобы принтер не сломал себя сам и точно знал крайнее положение экструдера по всем
осям, используются датчики предельных положений.
Они размыкают контакт, когда в их поле зрения попадают механические объекты.
Для управления принтером вы можете воспользоваться компьютером,
но это не всегда удобно.
Иногда хочется пользоваться принтером самим по себе.
Для этого можно предусмотреть использование карты памяти,
на которой будет располагаться воспроизводимая вами модель.
Поэтому можно предусмотреть табло с селектором и картой памяти,
подключаемое к основному блоку электроники.
Ну и, конечно же, нам понадобится питание.
Надо учитывать то, что шаговые двигатели и подогрев – очень энергоемкие элементы.
Помимо того, большие помехи по питанию будут создаваться в моменты включения и
выключения того же подогрева.
Исходя из этих соображений,
используем два раздельных блока питания по 12 В и порядка 300 Вт каждый.
Расчитать номиналы блоков питания не сложно.
Самый энергоемкий элемент – это нагревательный столик.
Он потребляет 15 А при 12 В или же это 180 Вт.
Шаговые двигатели потребляют по 2 А каждый.
Их у нас пять.
Совместно это 10 А или же 120 Вт.
Предусмотрите запас мощности блоков питания,
а блоком управления и табло при этом можно пренебречь.
Все пластмассовые детали 3D принтера печатаются на 3D принтере.
Этим стоит воспользоваться и напечатать комплект запчастей,
как только вы собрали свой принтер.
Также в конструкции используются линейные подшипники,
различные болты и гайки, и нейлоновые стяжки.
Итак, теперь вы знаете,
из каких узлов и агрегатов состоит принтер RepRap Prusa Mendel.
В качестве задания для самостоятельной работы найдите в сети модернизированные
варианты этой конструкции и выберите для себя функционал,
который захотите реализовать в дополнение к базовой конструкции.
Ну а я прощаюсь с вами до следующей лекции,
на которой мы рассмотрим с вами управляющую электронику.
