Март 23

Новый проект Tough-Delta. Первые испытания.

В прошлом году я анонсировал ЭТОТ станок. Пора презентовать.

Краткие ТТХ:

  • кинематика — Linear-delta
  • область перемещений эффектора: ф300х290h мм
  • подача прутка — «bowden», диаметр прутка — 1.75 мм
  • количество узлов подачи прутка — 2, по типу B2D в моей редакции, с одним соплом и Y-hotend’ом
  • максимальная T нагрева экструдера: +435 ° С, охлаждение термобарьера — воздушное
  • греющий стол — алюминиевый, толщиной 6 мм, максимальная Т нагрева рабочей поверхности: +140 ° С
  • термокамера — активная, с постоянной конвекцией, регулируемая, максимальная температура нагрева: +90 ° С
  • электропитание: 230V, 860Wt
  • электроника: 32bit, на базе DuetWiFi с сенсорным экраном 5″
  • прошивка: RepRap Firmware
  • система автовыравнивания и автокалибровки — съемным датчиком
  • вес: 48 кг
  • габариты: 460 х 530 х 1005 (Г х Ш х В) мм без учета размеров катушек с прутком
  • материал корпуса: сталь 1.0….3.0 мм с полимерной окраской

Внешний вид инженерной версии принтера, по ошибке стекла на дверцу были вырезаны не из прозрачного поликарбоната, а из непрозрачного акрила. Пока что и установлено одно стекло красного цвета:

Внешний вид
С открытой дверцей
Панель управления

Узлы подачи прутка отпечатаны из ABS/PC. Feeder0 — с установленными латунными шестеренками подачи для ненаполненного или мягкого прутка, Feeder1 — со стальными шестернями подачи для жесткого или наполненного (армированного) прутка. Трубки «bowden» — с внутренним диаметром 1.9 мм для более точной подачи.

Вид сверху с узлами подачи прутка

Греющий стол — из алюминиевой шлифованной пластины толщиной 6 мм. Нагрев стола осуществляется силиконовым нагревателем диаметром 360 мм для равномерного температурного поля по всей области печати.

Греющий стол

Шлейф проводов к печатающей головке — в силиконовой и фторопластовой изоляции, отсоединяемый для обслуживания и замены хотэнда и эффектора.

Эффектор. Шлейф проводов — отсоединяемый.
Эффектор, вид сверху

Дверца установлена на двух петлях. По проекту было изначально четыре, но достаточным оказалось две.

Петля дверцы

Фиксация двери в закрытом положении — на магнитах. Узлы установки магнитов — печатные, из ABS-MAX.

Магнитная защелка
Магнитная защелка снаружи со снятой рукояткой.

Материалы, которые предполагаются к использованию с данным принтером:

  • PETG (полиэтилентерефталатгликоль)
  • SBS (стиролбутадиенстирол)
  • HIPC (ударопрочный полистирол)
  • ABS (акрилонитрилбутадиенстирол)
  • ASA (акрилонитрилстирол-акрилат)
  • ABS-CF, ABS-GF (угле- или стеклонаполненный ABS)
  • PC (поликарбонат)
  • PC-CF, PC-GF (угле- или стеклонаполненный PC)
  • ABS-PC (сплав ABS и PC)
  • PA6, PA12, PA66 (Nylon, полиамид, нейлон, капрон)
  • PA-CF, PA-GF (угле- или стеклонаполненный полиамид)
  • PP (полипропилен)
  • PP-GF (стеклонаполненный полипропилен)
  • PEI (полиэфиримид, Ultem)
  • PPSU, PEEK, PEKK (полифениленсульфон, полиэфиэфиркетон, полиэфиркетонкетон) — не тестировались!

На данном принтере была выполнена пробная печать стеклонаполненным полиамидом экспериментального производства партнерской компании Новапринт, печать которым на обычных (модернизированных до T экструзии = +300 ° С) принтерах с закрытой камерой вела к сильному короблению отпечатков и посредственной спекаемости слоев.

Были смоделированы новые каретки башен A, B, C на замену поликарбонатных:

Модель в слайсере

Для печати были выбраны следующие параметры:

  • Т сопла = +300 ° С
  • Т стола = +130 ° С
  • Т рабочей камеры = +75 ° С
Параметры печати

Печать велась соплом 0.6 мм высотой слоя 0.12 мм. Скорость печати 40 мм/с. Стенки, крышка, низ — толщиной в 2.4 мм, заполнение — 70%

Фото отпечатка — ниже. Качество отпечатка с первого раза — отличное, поддержки достаточно легко отделились, цилиндрическая часть, лежащая на образующей, получилась действительно цилиндрической. Потеки, наплывы отсутствуют. Деламинация, коробление — отсутствуют.

Фото детали. «Муар» — это стекловолокно в структуре полимера.

Для первого слоя ширина экструзии была установлена в 150%. Деламинация, как я и говорил ранее, отсутствует.

Вид снизу

Что еще добавить?

Ах да — про систему выравнивания. Вот показатели выравнивания при Т стола = +120° С и Т камеры = +80 ° С:

Статус принтера при выполнении автокалибровки
Карта поверхности

Для разных температурных профилей не мешало бы создать свои карты поверхностей. Благо, прошивка RRF позволяет загружать с карты свои профили, т.е. можно провести несколько калибровок и подгружать их перед каждой конкретной печатью.

Еще из потенциально необходимого — стандартная конфигурация Panel Due не позволяет управлять нагревом термокамеры иначе, как через консоль командами G-code’а. Надо бы сконфигурировать прошивку дисплея дополнительно.

update: Роскомпозор заблокировал форум forum.duet3d.com , придется пользоваться онанизматором анонимайзером

НУВЫПОНЕЛИ

P.S.: Принтер в ближайшее время подлежит частичной разборке (снять «паука» и кронштейн для установки катушек), упаковке, обрешетке и отправке в Novaprint3D на пробег 24/7 и экспериментов с новыми материалами с целью выявления необходимых доработок.

P.P.S.: И да — проект будет условно открыт (весь лазерный крой и ЧПУ-гибка оптимизированы для конкретного производства, смысла большого делать это на стороне нет, т.к. выйдет, в итоге, даже дороже) и доступен в следующих вариантах:

  • собранный и откалиброванный принтер
  • KIT-набор для самостоятельной сборки принтера
  • набор деталей для сборки корпуса и шаблонов для выкройки изоляции
  • набор печатных деталей из PC или PA (STL-модели будут доступны)

К сожалению, определить окончательную стоимость набора сейчас не представляется возможным по причине событий с курсом национальной валюты на дату публикации. Как и стоимость комплекта для сборки корпуса (уж как чермет и окраска зависят от $, я не понял, но цех, под который «затачивалась» модель, пока что не может озвучить мне окончательную стоимость малых партий корпусов в 5-10 шт).

Мои контакты для связи: ash1980 @ mail.ru , Артем.

Февраль 22

3D Quality — качество отсутствует

Запись о «многострадальном» принтере от производителя, в названии которого имеется термин «каКчество».

Запись РАЗ— краткий обзор и потрошение мини-дельты от того самого производителя

Запись ДВА — первые улучшения

Принтер понемножку дорабатывается. Первое, что было сделано после установки директ-подачи прутка, — «утихомирены» моторы.

Так как на родной плате драйверы ШД типа DRV8825 физически распаяны, простая их замена невозможна. Из запасов были извлечены:

  • внешние «кроватки» для драйверов в формате POLOLU в кол-ве 3 шт. по типу таких:
  • шаговые драйверы типа LV8729, поддерживающие микрошаг 1:128 без интерполяции, в количестве тоже 3 шт.

Для установки «кроваток» был распечатан кронштейн, для размещения которого пришлось демонтировать внешний разъем USB-A, драйверы были подключены к соответствующим контактам STEP, DIR, EN, выведенным возле распаянных драйверов на плате.

Настройка микрошага была установлена на 1:128, в конфигурации прошивки число шагов по башням A, B и C на 1 мм было увеличено в 4 раза — до 800, моя версия драйверов также потребовала инвертировать направление вращения для двигателей.

С описанным мероприятием звук двигателей перестал восприниматься. Сейчас самыми большими источниками шума являются вентиляторы охлаждения отсеков электроники, блока питания и термобарьера (в планах — замена на вентиляторы с повышенным ресурсом и автоматическим включением/отключением при начале нагрева/останове принтера).

Следующим мероприятием стало размещение силового ключа нагрева стола в «подвале». Вот такого:

Существующая схема подключения выглядит нелепо: силовые провода от блока питания идут из «подвала» в верхний отсек электроники внутри одной из стоек к плате управления, и аналогично от платы пара проводов проложена обратно в «подвал», где и подключается к нагревателю стола. В первом обзоре я отмечал, что провода проложены без двойной изоляции и к самому столу — через окно для прохода приводного ремня каретки башни. Короче — «какчество» же, чо… Ну и еще потери напряжения/мощности в паре лишних метров проводов.

Вместо силовых проводов от платы управления была протянута пара слаботочных для управления силовым ключом, провода к нагревателю стола и его термистору были дополнительно заключены в термоусадочную трубку и перетянуты в имеющееся отверстие, размещенное под столом (внизу фото). Узлы прохода проводов в башнях были дополнительно залиты термоклеем для исключения возможности повреждения их изоляции об острые необработанные края. Субъективно — максимальная температура стола поднялась на 4-5 град.С (вследствие снижения потерь в проводах).

Стол не утеплял — фактически он нормально греется до 140 град.С, а в организуемой термокамере неизолированный стол будет являться источником дополнительного тепла для увеличения общей фоновой температуры. А вот крышку «подвала» под столом впоследствии придется изолировать.

Ну и дальнейшие планы:

Для принтера частично напечатаны и печатаются фреймы для установки акриловых стекол с выносом в 28 мм от башен (для исключения упирания эффектора в стенки организуемой термокамеры).

По моим расчетам — фоновая температура камеры без дополнительного нагрева будет обеспечена в пределах 45-50 град.С при печати АБС, а с установкой дополнительного нагревателя на 90 Вт и двойных стекол — до 70 град.С, что позволит обеспечить устойчивую печать поликарбонатом и его сплавами, а также изготовление небольших деталей из PEI / PEAK.

P.S.: И да — почему качество то отсутствует: своими обычными конструкционными пластиками на этом принтере я особо не печатал, печать ABS’ом на температуре в 265….270 град.С я списал на особенности пластика от производителя. Также не получалось добиться устойчивой и быстрой печати GF30 от Filamentarno — пластик плохо экструдировался, приходилось занижать скорости, а завышать температуру выше 255 град.С мне было почему-то страшно.

Ситуация прояснилась, когда замерил температуру термоблока поверенным контактным термометром — при показаниях по термистору в 245 град.С фактическая температура термоблока составляла 197…202 град.С, опять же фактическая температура термоблока в 230 град.С была достигнута при повышении уставки по термистору до 275 град.С.

Термистор в «голове» — родной от производителя, типа «капелька». Более чем вероятно — тип термистора не соответствует тому, который прописан в конфигурационном файле от производителя, а сам производитель этим вопросом даже не заморачивался.

По совокупности имеем:

  • погоревший на первых часах печати блок питания принтера (пост номер РАЗ по ссылке в начале)
  • отвратительное качество монтажа, откровенная «колхозность» части технических решений (тот же РАЗ)
  • отсутствие входного контроля комплектующих производителем
  • отсутствие выходного контроля и тестирования технически сложного оборудования

Качество то у отечественного производителя 3D принтеров таки есть? Нет?

Май 11

Игры кончились, 3D-печать «по-взрослому».

Проектирование практически закончено. Месяц работы с перерывами. Год подготовки. Завтра день на обдумывание и «шлифовку» (фляжные замки-фиксаторы дверцы, поликарбонатное двойное стекло, ножки, накладные уголки и т.п.) и в изготовление отправится версия v1.0.

Краткие проектные ТТХ аппарата:

  • кинематика — Delta;
  • размеры области перемещения эффектора — Ø 300 х 275 мм;
  • максимальная температура экструзии — плюс 435 °С;
  • охлаждение hotend’а — воздушное в версии «Basic», жидкостное в версии «Max»;
  • максимальная температура подогреваемого стола — плюс 165 °С;
  • максимальная температура нагреваемой камеры — плюс 95 °С в версии «Basic», плюс 130 °С в версии «Max» ;
  • максимальная потребляемая мощность — 1000 Вт;
  • количество экструдеров — 2, типа B2D в моей вариации;
  • электроника — 32 bit;
  • прошивка — Reprap;
  • точность позиционирования — 12.5 мкм (логическая);
  • максимальная скорость перемещения печатающей головки — 300 мм/с;
  • совместимые полимеры — PETG, ABS, PEEK/PEAK, PEI, PC, PP, PA6, PA12, PA66 и пр.;
  • масса аппарата в сборе — 48 кг;
  • управление — сенсорный экран, web-интерфейс.

P.S.: Зачем сделал? Потому как могу и умею. Одно из основных планируемых к развитию направлений — применение PEEK в медицине в качестве имплантов и инструментов. Например — ТАК.

P.P.S.: Будет ли доступен рядовому пользователю? Вряд ли. Целевая аудитория — коммерческий Заказчик. Только себестоимость BOM из сертифицированных комплектующих крепко перешагивает планку $2000. Пока что в архиве лежит разработка несколько упрощенного одноэкструдерного аппарата с областью построения Ø 160 х 200 мм. Дойдут руки — можно будет попробовать выпускать его в виде набора DIY.