Стол для 3d принтера своими руками. Heat bed или нагревательный стол по-русски! Оптимизация крепежных отверстий
Чтение обзоров 3D-принтеров на «Муське» вызывало острое свербление чутка пониже спины. С одной стороны - уж очень хочется, с другой - жаба душила отвалить за довольно бесполезную штуку тонну денег, к тому же все они выглядели страшнее атомной войны.
Потом я отправил 11-летнее дитё на летние курсы по проектированию и 3D-печати, где мы попробовали принтеры от Ultimaker до , попечатали всяких полезностей, и всё же решили, что жабу можно и поуговаривать:)
Осталась проблема страхолюдности. Принтеры типа Prusa занимают на столе кучу места и торчат всеми своими кишками наружу. Поэтому когда я увидел обзоры красивого и достаточно компактного принтера Micromake D1 ( , ), решение созрело окончательно.
Micromake D1 - однозначный красавец. Производитель хвалится тем, что все алюминиевые опоры сначала раскраиваются и только потом окрашиваются, чтобы даже торцы деталей были обработаны. Все пластиковые детали отлиты фабричным способом, а не отпечатаны, и даже все болты в комплекте поставляются чёрными. Ну чисто Дарт Вейдер из Star Wars:)
Производитель предлагает 3 версии принтера - , на полированных осях и самую дорогую - на рельсах. Поскольку все моторы расположены в основании, печатающая голова - лёгкая, конструкция при резких движениях моторов не шатается и не разбалтывается. Поэтому я решил, что переплачивать за дорогие опции - деньги на ветер (и не ошибся).
Принтер был заказан 10 июля после интенсивной переписки с продавцом (у него отличный английский!) и изучения вдоль и поперёк его . Спустя 15 дней я получил коробку у СДЭК, все вопросы с таможней, таким образом, были не на мне (а то ).
После небольшого торга и применения копеечного купона принтер мне обошёлся в $225.
Всё куплено на свои кровные
Поскольку я сразу твёрдо решил, что хочу печатать пластиком ABS, который твёрже другого варианта - PLA, был заказан дополнительный модуль - стол с подогревом .
Дело в том, что при остывании пластик слегка сжимается. Головка принтера берёт пластик с катушки, плавит его при температуре 230 градусов Цельсия и через головку диаметром 0,4 мм выдавливает послойно на рабочую поверхность. Если нижний слой успеет остыть, сжавшаяся в объёме деталь просто отскочит от поверхности и печать придётся прекратить.
Чтобы этого не произошло, пластиком ABS печатают на подогретом столе («heated bed») - фактически, это печатная плата с одной длинной дорожкой-змейкой, на которую подаётся ток. Плату выполняют не на текстолите, а на толстом листе алюминия и она фактически работает конфоркой. На той же плате располагают термистор, который контролирует температуру. Сверху на heated bed укладывается лист стекла, и весь этот бутерброд подогревается до 110 градусов.
Чтобы потянуть увеличившуюся мощность агрегата, требуется поменять БП на мощный. Производитель поставляет heated bed с БП 12V 16.5A - весь комплект обошёлся в дополнительные $49.30. Забавный момент - хоть продавец и сделал скидку за лишний БП, но штатный маломощный блок в коробку всё равно положил. В хозяйстве сгодится…
Упаковка
Весь комплект приехал в плоской коробке внутри ещё одной - транспортной. Вес - около 8 кг. Все детали упакованы хорошо по отдельным отсекам, стойки - завёрнуты. За упаковку - твёрдая пятёрка.
Про сборку принтера писать подробно не буду - она занимает около 4 часов при условии рук из правильного места и большой внимательности. Просто скачиваете видеоролики с инструкцией по сборке, отсматриваете целиком, а потом по ним собираете. Правда, предупреждаю, пальцы у вас от шестигранного ключа будут болеть ещё дня два:)
Производитель заботливо положил в комплект управляющую плату с уже распаянным усиленным разъёмом питания, поскольку гонять почти 7 ампер через обычный штекер 5.5мм однозначно не стоит:
После сборки принтера я взялся за heated bed:
Идеальной ровностью алюминий не страдал - пришлось наклеить на стеклянный стол шкурку и заняться полировкой:
Провода и управляющую плату защитил слоем теплоизоляционной пенки и, для надёжности, куском кулинарного силиконового коврика трогательного розового цвета, купленного в Ашане за сто рублей. Обратите внимание, что производитель штатно предлагает крепить стекло рабочего стола на heated bed канцелярскими скрепками - три штуки были заботливо приложены:
Тут вылезла проблема:
До положенных 110 градусов подогрев разгоняется долго. Нет, не так: ДОЛГО. Минут так сорок. Поскольку алюминий «хотбеда» плотно прилегает к несущим и отлично передаёт тепло по ним в атмосферу, он сначала согревает собой всю конструкцию, и только потом начинает потихоньку добираться до нужных градусов. Также тепло на отлично утекает по сторонам и сверху.Я боролся с проблемой, накрывая рабочую поверхность силиконовым ковриком, но решение оказалось так себе. Подогрев перестал простывать от любого сквозняка, но скорость прогрева особо не улучшилась. Я стал искать способ сделать для heated bed «шубу» и помешать утечкам тепла.
Теплопередачу от алюминия к стеклу улучшила треть тюбика КПТ-8.
В поисках материала для «шубы» нашёл нестандартное решение: взял пробковый лист - подкладку для ламината, обрезки которого остались с ремонта. Также впервые за 20 лет довелось взять в руки циркуль:)
В результате heated bed оказался облачён в слоёный пирог из нескольких листов пробки, наружу торчит только стекло. Крепёжные отверстия я рассверлил, чтобы в них вошли винты с надетой на них теплоизоляционной трубкой. Шайбы также изолировал от нагревающейся пластины колечками из силикона, чтобы уменьшить теплопередачу на раму.
Итог - до 70 градусов стол разогревается за 5 минут, за двадцать он выходит на рабочий режим в 110 градусов.
А результат?
Для испытаний принтера взял известную тестовую модельку с Thingiverse: :
Печатал , настройки «по-умолчанию». Принтер после автоматической настройки уровня:
Отдельно вид подошвы модели:
Слои, если присмотреться, видны, но если учесть, что ни «шкурингу», ни «ацетонингу» изделие не подвергалось, то результат вышел достойный:
Принтером я в результате весьма доволен. Его, в силу конструкции, достаточно сложно откалибровать для печати моделей с подошвой более 10 см. в диаметре, зато он позволяет печатать штуки до 32 см. высотой. Для печати мелких моделей достаточно налепить на стекло малярный скотч со стройрынка - и результат выходит неизменно отличный. Главное что теперь дитё не оттащить от агрегата - он делает модели и тут же их печатает. Очень помогает то, что на Thingiverse есть огромный запас моделей под установку датчиков Arduino - и можно от моделей «на коленке» с торчащими по сторонам проводами двигаться к более основательным поделкам.
Планирую купить +20 Добавить в избранное Обзор понравился +29 +51Здравствуйте обитатели форума!
Эта статья не 100% рецепт создания рабочего горячего стола, а лишь попытка реализации спонтанной идеи.
Все владельцы 3d принтеров знакомы с этим текстолитовым столом для подогрева, я тоже приобрел его и был разочарован. Получить температуру выше 80 со с его помощью невозможно. Тогда как суровые ветераны печати рекомендуют температуру 110со при печати ABS пластиком.
Соответственно требовался более мощный нагревательный элемент. Поиск силиконового нагревательного элемента на 220в дал результаты 1500-3800р за экземпляр. С учетом того, что я на весь принтер потратил 2000р. это неприемлемо.
И вот собственно мы дошли до самой идеи. Собрать нагревательный элемент самостоятельно из подручных средств, а именно из нихрома и керамики.
Расчет элемента на 350Вт.
Напряжение решил ограничить выпрямляющим диодом, напряжение составит 110в в пике и 55в условно среднее. (прошу не спорить это идея).
Онлайн калькулятор расчета длинны нихромовой проволоки http://forum220.ru/calc-nichrome-wire.php
Вводим данные
Толщина 0,8мм
Мощность 350Вт
Напряжение 55в
Получаем ответ длинна проволоки 3,93м ток 6.36А.
То что нужно, на самом деле я подбирал толщину проволоки чтобы не умотаться вусмерть. К примеру, если не ограничивать напряжение диодом, то при толщине нихрома 0,8мм придется распределить на поверхности 200*200мм 62м проволоки.
И так распределение 4м/0,2 и того 20 ниток, то есть укладываем проволоку через 1 см.
Подходим к выбору смеси для основы элемента, вообще это должна быть керамика, но забудьте о ней, сделать ее в домашних условиях невозможно, поэтому идем в строй магазин.
Сначала я выбрал клей для печей и каминов, сох он плохо и был очень хрупким, а потом я выяснил что он еще и теплоизолирующий материал. (Кому надо мешок клея для камина пишите в личку)
Следующим стал гипс, он тоже неплохой теплоизолятор, да еще и хрупкий. Я решил расположить проволоку как можно ближе к поверхности. Намотку пытался делать на гипсовых пеньках но ничего не вышло.
Поэтому я купил досточку и набил гвоздиков, это позволило хорошо натянуть проволоку близко к поверхности «нагрева».
После чего залил гипсом не доходя до гвоздиков и армировал конструкцию 9тью бамбуковыми шпажками.
После затвердевания перенес конструкцию на зеркало, обжал медные провода, возвел «опалубку» из картона и залил большой массой гипса. Сохло все неделю, но не потому, что я терпеливый, просто было некогда.
Купил в магазине вилку с шнуром, перепаял реле горячего стола,нашел в закромах диод потолще впаял последовательно, врезал в тело гипса термопару 5 мм от нихрома. Пора включать.
Я знал что гипс никогда не бывает сухим. Но я решил «Щас поставлю 50со, а может 90со и все просохнет за день». Поставил, включил. Дорогие дети и все кому нельзя прикасатся к проводам, в данной статье рассматривается работа с опасным для жизни напряжением 220в. Поэтому обязательно убедитесь в безопасности и достаточной изоляции всех соединений.
Адское шипение и крики проклятых душ (кто жарил вафли тот меня поймет) раздались из принтера, плиту выгнуло дугой, из ее тела выступили красные нити нихрома, а сама плита покрылась испариной. Я тупил секунд пять прежде чем выдернул розетку горячего стола, а релюшка по прежнему была замкнута, термопара показывала свои 32со, и очень медленно набирала температуру.
Итак результаты неудовлетворительные что не так:
Безымянный диод дал пробой и погиб, в результате чего на стол пошли все 220в.
Термопара слишком далеко от нити нихрома и не реагирует на нагрев. (теплоизоляция гипса)
Переделываем:
Термопару в плотную к нити нихрома и заливаем термопастой.
Диод ставим на 10А 600в.
Включаем.
Температура скакнула за 250со, панель ушла в ошибку.
Результаты неудовлетворительные, что не так:
Мощность стола излишняя, ошибки проектирования. Среднее значение напряжения 86в, а не 55в как предполагалось.
Проверка температуры в прошивке установлена на 5000 миллисекунд это много для нашего стола ставим 500 миллисекунд.
Проверка температуры стола раз в пол секунды дала результаты стол заработал как надо, но "пинками" на 15-18 градусов. Это не дает прошивке адекватно отрабатывать нагрев стола в G коде, то есть он ждет пока температура устаканится бесконечно. Я еще положил силиконовый коврик для более равномерной передачи тепла стеклу.
Вот что произошло при установке 120со, я знал что это может произойти но не со мной. В итоге нужен силиконовый коврик на всю поверхность и стекло не больше нагревательного элемента.
Проблема юстировки этого «кирпича» все еще не решена, но я думаю решить ее в будущем.
Данный кирпич не подойдет для тех чей принтер таскает стол по оси Х, он очень тяжелый.
А так, как идея он состоялся, можно даже сделать его потоньше.
В заключение, не бойтесь реализовывать идеи спотыкаясь о надуманные проблемы, анализируйте и решайте проблемы по мере их поступления и у вас все получится.
Пользуясь возможностью передаю привет своим землякам из Bestfilament и желаю им удачи во всех начинаниях.
Недавно решил напечатать на своем принтере достаточно крупную деталь, длиной 10 см. Оказалось, что при печати 3-4 слоя деталь начинает изгибаться и отслаиваться от стола. Никакие ухищрения не помогали. Мне не хотелось делать нагревательный стол, но видимо от этого никуда не деться.. Опять же была проблема — невозможно купить термодатчик, надо заказывать, а ждать лень. Поэтому решил делать стол без датчика температуры, да и не нужен он — менять температуру нагрева не надо, а потому измерять её ни к чему.
Посмотрел различные виды подобных столов и понял одну закономерность — у большинства нагревательных столов ширина дорожек примерно 5 мм. Решил действовать наобум, без вычислений — авось получится температура 100 градусов. По моим ощущениям и в сравнении с существующими моделями нагревательных столов, она должна была быть именно такой. Взял кусок одностороннего текстолита и выпилил кусок по размеру рабочего стола принтера 17х28 см.
заготовка нагревательного стола
heat bed
разметка нагревательных линий
Подумал.. и решил их сделать в форме змейки (чтобы потом не париться с соединением соседних дорожек):
Взял острый саморез и процарапал дорожки по нарисованным линиям. Замерил сопротивление змейки от начала до конца (т.е. сопротивление всего стола) — оно было порядка 1,5 Ом. Померил сопротивление половины стола — опять 1,5 ом. Значит где-то коротит. Сколько я ни бился, мне так и не удалось избавиться от замыканий. Бросил это дело с саморезом и дрёмелем проточил все дорожки. Получилось некрасиво, кривовато, но зато без замыканий, сопротивление 2.2 Ома. Вот как выглядит стол на просвет:
нагревательный стол на просвет.
замыканий нет
Подключил к блоку питания на 12 В напрямую — температура стола не более 70 гр. Сначала расстроился, что придется уменьшить толщину дорожек, но вовремя приложил это чудо к столу принтера. Оказалось, область печати принтера короче рабочего стола на целых 10 см!!! Я быстренько перепаял провода поближе друг к другу и температура тут же подскочила до 120 гр. Это победа Вода тут же с шипением испаряется.
Установил стол на принтер и понял — нужны пружинки, без них никак нельзя — от температуры дерево может рассохнуться (принтер у меня деревянный) да и регулировать горизонтальность стола намного проще с подпружиненным столом.
Пружинки сделал из того, что было — намотал стальку на болт, виток к витку:
Снимаем её и немного растягиваем:
И делим на части:
Запас хода у них небольшой, примерно 3-4 мм на 1,5 см пружину — этого вполне достаточно. Вот какой стол у меня получился:
Кажется, что они полностью сжаты, но это не так, поверьте на слово
С другой стороны стола сделал пружинки покороче, они получились мягче, но и нагрузка в этой части стола меньше:
Вот весь стол в сборе:
готовый стол с подогревом
Температура стола 105-110 гр. Стекло от фоторамки из Икеи, размер оказался идеально подходящий Толщина стекла 2 мм.
Замеченные особенности — любой текстолит в магазине горбатый, искривленный и т.д. обязательно нужно стекло, чтобы выровнять поверхность стола. При нагреве текстолит еще немного покоробился. Не знаю как его сделать идеально плоским.. но это не мешает, т.к. с помощью регулировочных болтов и пружин стол выравнивается буквально за пару минут
Да, печатаю я на стекле, смазанном — дешево и сердито. Когда , с трудом мог оторвать детали, однажды вместо детали оторвался кусок оргстекла и я глубоко порезал палец. С тех пор печатаю только на стекле
P.S. Некоторые умельцы печатают , увы.. у меня с сахаром ничего не получилось — он очень быстро кристаллизуется и толку от него никакого (нужны более высокие температуры, что бы он расплавился). Некоторые печатают на загадочном
Я писал о печати пластиком ABS на холодном столе 3D-принтера МС2 от Мастер Кит.
Технология работает, но накладывает некоторые ограничения, прежде всего, на размеры печатаемой детали в горизонтальной плоскости. С удовольствием экспериментируя с принтером MC2 и дорабатывая его, я пришел к выводу, что пора бы мне обзавестись подогреваемым столом. Там более, что электроника принтера эту возможность поддерживает. А заодно попробовать сделать этот стол регулируемым, исключив функцию AUTO_BED_LEVELING. В принципе функция работает неплохо, об этом я писал в этой статье , но захотелось попробовать и такой вариант.
Собственно, приобрести для этого надо только сам нагреватель, термистор и пружинки для регулировки – это можно сделать на сайте 3d.masterkit.ru . И придумать, как термически развязать пластиковые детали принтера, предназначенные для крепления стола, и нагреватель.
Покопавшись в шкафах, нашел кусок стеклотекстолита. Хороший, ровный, толщиной 2мм. Отпилил от него квадрат 220x220мм. (Размер нагревателя – 214x214мм.) И, недолго думая, просверлил в нем 4 отверстия для винтов M3х10 с головкой впотай для крепления текстолита к штатным держателям стекла и 4 отверстия для крепления нагревателя. В деталях для крепления стекла просверлил отверстия 2,5мм и привернул текстолит винтами как саморезами.
Теперь надо через пружинки прикрепить нагреватель к текстолиту. Какое-то время размышлял, как сделать так, чтобы гайки регулировочных винтов были зафиксированы, но потом решил обойтись вообще без гаек. Нарезал резьбу M3 прямо в стеклотекстолите, получилось где-то 4 витка. Попробовал несколько раз вкрутить-выкрутить подпружиненный винт. Если делать это аккуратно, резьба вполне держит, не деформируется. Посмотрим, как решение будет вести себя при длительной эксплуатации; если резьба испортиться, наклею на текстолит металлическую гайку-шайбу с резьбой M3, можно из ABS напечатать фиксатор, или еще что-то в этом духе.
Далее следует приклеить термистор в центральное отверстие в нагревателе термостойкой лентой или бумажным скотчем. Он подключается к плате управления к разъему T1. Также в прошивке Marlin необходимо разрешить считывать данные с этого датчика. Для этого во вкладке Configuration.h надо изменить 0 на 1 в строчке #define TEMP_SENSOR_BED 1
После этого в программе RepetierHost можно увидеть и выставить значение температуры стола.
Стекло для печати – как же без него – удобно крепить канцелярскими зажимами для бумаги. Их можно найти в любом писчебумажном отделе. Вот такой бутерброд получился. Довольно увесистый, надо сказать. Решил, что надо бы уменьшить в связи с этим ускорения по оси Y, а заодно и X. Лезем опять в прошивку. И уменьшаем вдвое следующие параметры в Configuration.h (указаны новые значения):
#define DEFAULT_MAX_ACCELERATION {4500,4500,100,9000}
#define DEFAULT_ACCELERATION 1000
Наверное, будет чуть медленнее печатать, ну и ладно, мы не торопимся.
Для того, чтобы исключить влияние крепления экструдера на точность позиционирования и в полной мере реализовать возможность регулировки стола, я решил жестко закрепить экструдер в его держателе, для чего просверлил насквозь детали его крепления и стянул винтами. В связи с этим пришлось переставить концевой выключатель оси Z под платформу, на которой реализована ось X. Напечатал детальку с двумя прорезями для регулировки концевика и просто приклеил ее дихлорэтаном к основанию, соединяющему три шаговых двигателя снизу принтера. На всякий случай еще и винтом притянул. Теперь концевик срабатывает при опускании платформы до нужного уровня.
В качестве блока питания, с учетом увеличившего на 10A (!) тока потребления использовал бесхозный блок питания от старого компьютера мощностью 350Вт. Он дает ток 15A на желтом проводе 12В. Нагреватель подключаем к выводам D8 платы управления. Проверил напряжение при полной нагрузке, держится на уровне 11,5-11,6В. Блок не греется. Годится!
Попробуем теперь что-нибудь напечатать ABS-ом. Тестовый кубик 30x30мм, например. Видим в RepetierHost: 100 градусов на столе, 250 на экструдере. Слой 200мкм, обдув выключен.
Пованивает немного, но с открытым окошком вполне терпимо. По мне, так пусть пахнет, даже приятно!
Получился вполне пристойный кубик, согласитесь! Кстати, при печати обдув детали не включал, так так это охлаждает экструдер градусов на 10.
Остался доволен качеством печати, но через некоторое время сообразил, что своими экспериментами закрыл себе доступ к плате управления! Ток драйверов порегулировать или переключить что…вот засада. Оказалось, если ослабить крепления и аккуратно вынуть полированные валы, по которым перемещается стол, то он замечательным образом снимается и открывает доступ к плате. При этом все настройки стола с пружинками вполне сохраняются. Уф!
Так пока и не решил, какая калибровка мне больше нравится, автолевелинг или пружинки на столе…
Всем хорошей печати!
