Самодельный 3D принтер из старых аппаратов

38 фото, 4 видео, текст

eca3d.blogspot.ru

Когда появляется возможность разобрать какой-нибудь старый аппарат, обычно глаза разбегаются. Только потом, с годами начинаешь осознавать, что многое из него никогда не понадобится, и будет вечно пылиться, пока не надоест. Важно знать что на самом деле пригодиться, а что только захламит мастерскую. Мне посчастливилось утилизировать партию лазерных МФУ Xerox 4118 и Xerox M15. Эти аппараты очень хорошо оснащены и довольно избыточны в плане набора деталей.

Перечень всех донорских комплектующих, использованных при изготовлении самодельного 3D принтера:

1) Стальные направляющие - 6 штук.

2) Пластиковые подшипники скольжения - 3 штуки.

3) MXL зубчатая лента - 3 штуки.

4) Железные профили - 13 штук.

5) Шаговые двигатели:
- 2 мотора, поддерживающие микрошаг,
- 2 мощных мотора без микрошага.

6) Драйвер шагового двигателя A3977 – 1 штука.
Драйвер выпилен из печатной платы МФУ, минимальный микрошаг - 1/8. Поскольку применены двигатели с числом полных шагов 96, я предпочел докупить 3 драйвера A4988. A4988 поддерживает дробление на микрошаг 1/16, поэтому лучше подходит по точности позиционирования.
Можно еще сэкономить, и выпилить дополнительные 3 штуки A3977.

7) Термистор печки.

8) 3 оптических датчика.

9) Соединительные провода с ферритовыми кольцами.

10) Качественный блок питания 24 в и 5В.

11) Пластиковые детали, применяемые в качестве ножек опоры конструкции.


Итого для сборки 3D принтера понадобилось 7 МФУ Xerox 4118 и Xerox M15.

У каждого инженера при создании какого-нибудь нового устройства почти наверняка встает вопрос о поиске той или иной оптимальной детали, корпуса, шестеренки и т.д. Соответственно он начинает откладывать и копить на будущее всякую мелочевку, винтики – болтики, коробочки, ну просто все подряд. Часто выкинешь какую-либо штуковинку, а оказывается что именно она наилучшим образом подошла бы в новом творении. А поздно, уже выкинул. Приходится подгонять самоделку под имеющееся.
Окружающее пространство вокруг “изобретателя” представляет собой по сути своеобразную hi-tech помойку. Посмотрите в интернете фон на фотографиях из домашних мастерских – у подавляющего большинства на заднем плане разнообразный хаос.
Также и у меня. В конце концов необходимость минимизировать желание откладывать “про запас”, вынудили более серьезно отнестись к возможности изготовления домашнего 3D принтера. Возможность оперативно напечатать нужную деталь, а не хранить её годами, занимая драгоценное место, незаменима.
Целый год я лишь присматривался, не предпринимая никаких шагов к изготовлению такого аппарата. В основном останавливала необходимость рутинного поиска специфичных комплектующих, заказа их по почте и связанное с этим долгое ожидание. Но самое главное – в цене. Минимальная стоимость всего набора превышала 350$.
С целью минимизировать затраты, при проектировании аппарата постарался по максимуму использовать имеющееся детали из своих запасов, а также части старых принтеров.

Описанное сделано по концепции принтеров Reprap Mendel Prusa. Фактически получилась очередная вариация Repstrap.

Для рамы использовал укрепляющие металлические профили от отслуживших свое Xerox 4118:

Они очень хорошо подошли по размерам и имеют несколько симметричных штампованных отверстий.

Благодаря заводскому изготовлению крепежных мест, раму получиться сделать ровнее, чем если самому сверлить. Когда сам сверлишь, особенно если торопишься, почти наверняка будут ошибки. А тут уже все готовое. В дальнейшем все размеры принтера подгонял по этим профилям и готовым отверстиям.

...

Для фундамента двигателей оси Z приобрел в ближайшем крепежном магазине два увесистых металлических уголка:

Крепление направляющих оси Z.

В интернете начитался про повышенную шумность 3D принтеров, поэтому сразу решил делать его тихим. Двигатели Z лежат на фетровой прокладке, она очень хорошо изолирует звуковые колебания. На практике оказалось что перемещения по оси Z происходят значительно реже чем по X и Y, поэтому её можно было и не звукоизолировать.
В обычных старых 2D принтерах моторы довольно слабые и не поддерживают микрошаг, поэтому довольно долго искал подходящие. Пришлось пойти на компромисс: на ось Z поставил помощнее, но полношаговые, а на X и Y слабые, но поддерживающие микрошаг.

...

...

Крепление оси Y:

Фактически эти оси является частью рамы и участвуют в усилении жесткости конструкции. Сильно затягивать крепежные гайки еще рано, т.к. необходимо обеспечить их параллельность, а это лучше проверять, уже имея перемещаемый стол Y.

Привод оси Y:

...

Линейный пластиковый подшипник, применяемый на всех осях:

...

...

С осью X пришлось повозиться дольше чем я ожидал. Придумывание концепции механизмов оказалось соизмеримо с длительностью их реализации, и заняло довольно продолжительное время.

Для уменьшения вибраций и производимого принтером шума, двигатели X и Y также установлены через виброгасящие прокладки.

...

...

Основа стола, каретка X и пластина поперечной устойчивости - из 6 мм фанеры:

...

...

Оптические концевые датчики. На шпильке видна силиконовая смазка.

...