只用鋸條、手電鑽、螺絲刀 DIY 的小小 3D 印表機手工電子DIY教程
業餘條件沒有太多工具和機床什麼的, 只有鋸條、手電鑽、螺絲刀,但是依然擋不住做 3D 印表機的夢想。
去年聽到網際網路說 3D 印表機的事,說電腦設計的 3D 模型直接可以用來列印,一想這也太神奇了,特別是對於我們 DIY 愛好者來說,少個什麼配件是常有的事,如果能列印那太妙了。近段時間,經瞭解 3D 印表機有開原始碼,只要增加機電部分就可以實現,作為科技製作愛好者的我來說,必須做一個玩玩。
主要材料:
鋸條 |
所需工具:
手電鑽 |
製作步驟:
第1步:
鋸條、手電鑽鎮樓
第2步:
先從網上買了一些零件和材料,不想買整套套件的原因是這樣就沒有 DIY 的樂趣了。
第3步:
然後從網上下載開源的 Marlin 韌體,用 Arduino IDE 寫入 Mega 2560 微控制器開發板,再測試一下連線 ramps 1.4 板後帶步進電機是否可用。
第4步:
測試的軟體是 Pronterface
第5步:
開始鋸角鋁條。話說角鋁塊比木頭鋸起來不容易拐彎。
第6步:
用光軸、角鋁和螺絲螺母組裝起來的一個傳動 Y軸和Z軸傳動元件,這角鋁和螺絲搭配做成各種零件還真方便,只用一把鋸子一個手電鑽就可以,避免業餘環境下無法方便加工金屬材料的困擾。
第7步:
組裝工件平臺 (X軸)。
第8步:
擠出機,也是用幾片角鋁組成。
第9步:
組裝好X,Y,Z軸和步進電機的整體效果。
第10步:
裝上擠出部分。
第11步:
整體接線完成。
第12步:
側面效果。
第13步:
工件平臺同步帶傳動系統。
第14步:
Z軸絲桿和螺母的固定。
第15步:
Y軸承同步帶傳動系統。
第16步:
木板下方的Z軸承步進電機和開關電源。
第17步:
底部。
第18步:
開關電源功率 12V 10A 120W。
第19步:
通電測試。
第20步:
先列印一個從 3DSMax 中轉出來的方塊,尼龍板上面墊了一個三合板,要不然不沾板。
第21步:
方塊效果,表面有紋路,出絲效果不好,看來是擠出頭壓力不夠,需要改進一下。
第22步:
改進後的擠出機,彈簧放在端部,提高擠出力,手基本已經拔不動絲了,繼續測試。
第23步:
正在列印一個網上下載的恐龍頭模型。
第24步:
列印好的恐龍頭。
第25步:
點上眼睛,更像一點。
第26步:
列印好的恐龍頭正面,有沒有侏羅紀公園的感覺?
第27步:
再來一張整體圖,寬度和鍵盤差不多,不過列印範圍也只有 100mmx100mmx50mm,很微型;因為有時候還是不粘板,索性又在三合板上塗了一些萬能膠,因為只要一點點粘性就可以,所以塗一次可以打很多次。
第28步:
佛像,0.4mm噴嘴還是有點粗,層高用的是也是 0.4mm,看來要降低層高。
第29步:
小房子,嗯。
第30步:
齒輪列印中。
第31步:
列印好的齒輪,輪廓精度還可以。
第32步:
裝上螺栓軸,放在桌上,還像那麼回事。
第33步:
調整了列印層高為 0.2 mm,打印出來更精美的小盒子,可以裝電子零件等小東西用哦。
第34步:
做了這個 3D 印表機後,可以用在生活中啦,比如我租的房子沒有熱水管,用熱水就是用熱水器噴頭來提供,以前像這樣放著,不穩定很容易掉下來。
第35步:
後來想著有 3D 印表機啦,可以定製一個東西來固定呀,於是開啟 3DSMax 開始做一個簡單的架子模型,
就是一些圓柱體長方體切片組合之類。
第36步:
第37步:
列印完之後,裝上,很穩固,這樣一來,要用熱水就固定在這,要淋浴就可以取出噴頭放在原來的架子上。
第38步:
家裡有些廢棄的蚊帳骨架,丟了可惜,何不利用起來?於是乎尺子鋸條加 3DSMAX
第39步:
上小小印表機,打印出來,組裝如下圖:
小貼士:
一、硬體:
角鋁 30x30x3mm 共 2米
尼龍板 200mmx200mmx10mm 一塊
光軸軸承套 200mm 直徑 8mm 共 6 組
T8 絲桿套 2 組
42 兩相四線步進電機 Y09-42D1-7643 共 5 個 (X,Y軸各一個,Z軸兩個,擠出頭1個)
2GT 同步輪 4個
2GT 同步帶 2 米
用於同步帶固定的尼龍紮帶若干。
帶銅皮的限位開關 6 個 (X/Y/Z每軸兩個)
atmega2560 開發板 1 個
ramps 1.4 擴充套件板 1 個
a4988 步進電機驅動板 5 個
2004 LCD 3D 印表機控制板 1 個
4Pin 杜邦線 x 0.5米 10 根
擠出頭加熱鋁塊 M6 螺紋的 1 個
12V 40W 加熱頭 1 個
100K NTC熱敏電阻 2 個,一個放在擠出頭,一個放在熱床(我這印表機沒有熱床,所以就懸空)
1.75mm耗材進料喉管,帶鐵氟龍管(有效防止耗材提前膨脹堵頭) 1 個
1.75mm耗材用 0.4mm 黃銅噴嘴 1 個
擠出輪 1 個
擠出 U 型滾動軸承 1 個
擠出頭散熱小風扇一個,直徑40mm,12V,直連電源,保持吹風,不容易堵頭。
螺絲螺母 直徑 4 mm, 5mm, 6mm, 8mm, 若干
五合板 300mmx250mm 1 塊
熱所管若干
電纜塑料套管 1 米
1.75mm PLA 列印耗材 1 卷
大口 USB 遮蔽線 1 米
開關電源 12V 10A 1個
二、軟體
韌體 Marlin
編譯燒錄韌體使用的是 Arduino IDE,燒錄前要安裝串列埠轉USB驅動。
編譯時候修改了以下巨集定義
#define BAUDRATE 57600 (老筆記本無法用高的波特率,機器好的朋友可以設高一點)
#define MOTHERBOARD 33 (單列印頭配置)
#define REPRAP_DISCOUNT_SMART_CONTROLLER (表示帶有LCD控制器,把註釋去掉)
我印表機尺寸比較小,所以把下面配置修改小一些 (110mmx110mmx60mm)
#define X_MAX_POS 110
#define X_MIN_POS 0
#define Y_MAX_POS 110
#define Y_MIN_POS 0
#define Z_MAX_POS 60
#define Z_MIN_POS 0
#define DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT {78.7402, 78.7402, 400, 300}
DEFAULT_AXIS_STEPS_PER_UNIT 這個引數的第三個數是 Z 軸脈衝個數每毫米,我用的螺桿導程是8,
而42步進電機是每步1.8度,即200脈衝每圈,Marlin韌體的細分數為16,所以計算方法如下:200*16/8=400;
最後一個引數是擠出頭速度,這個引數和擠出輪大小和擠出機減速比有關,
如果你覺得擠出的絲太多可以減少這個值,反之亦然。
編譯好後燒錄,用 pronterface 能連線發現的新 COM 口,且能控制 X, Y, Z 軸和擠出電機的轉動就算OK了。
三、列印操作
從網上下載 STL 模型或者自己用 3DSMax 之類的建模然後匯出成STL,
得到 STL 後用 slic3r 切片,得到 G 程式碼檔案,
然後用 pronterface 裝載 G 程式碼檔案,進行列印即可。
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