Как НЕ надо собирать 3D-принтер
01.12.2017 3D-печатьВ данной статье я не буду описывать сам процесс сборки 3D-принтера MC2 от компании Мастер Кит, а расскажу про трудности и задачи, с которыми мне пришлось столкнуться во время сборки и о том, как я их решил.
Сразу оговорюсь, что данный принтер не является серьёзным устройством для серийного производства. Он скорее предназначен для новичков, желающих разобраться в принципе работы FDM 3D-принтера.
Поле вскрытия посылки с будущим 3D-принтером, оказалось, что некоторые части каркаса потрескались во время перевозки, или вовсе отломались. Проблема решилась при помощи паяльника и кусочков белого PLA пластика от катушки, которую я заказал вместе с принтером.
После проверки перечня элементов, приложенного к посылке, обнаружилось несоответствие названий и характеристик экструдера и шаговых двигателей с указанными на сайте. Первый был новее (E3D V6) и в целом лучше обещанного, но из-за конструкции он не подходил к каркасу, поэтому для него я сделал крепление из подручных материалов.
Шаговые двигатели PL42H48-D5, которые были в комплекте, оказались мощнее обещанных, а именно с максимальным входным током в 2.4 А, вместо 1.7 А. Временно у меня не было мультиметра и я не знал будут ли нормально работать шаговые двигатели при входном токе меньше, чем 2 А, который является максимальным выходным для драйверов MP4988. Поэтому я выставил переменный резистор на плате драйверов на максимальное значение, всё подсоединил и стал наблюдать, что будет. Ничего особенного не произошло, просто драйверы стали очень быстро и сильно греться, в результате чего шаговые двигатели со временем подтормаживали. Чтобы подстраховаться, я поставил на драйверы радиаторы и соорудил для них простую систему охлаждения из процессорного вентилятора и батареи от ноутбука в качестве питания.
Пока драйверы охлаждались, всё работало без сбоев, но как только батарея непредвиденно разряжалась, принтер начинал тормозить. По мнению микропроцессора, на процесс печати это никак не влияло, и, после каждого такого мини-сбоя в работе, печатающая головка печатала уже не в том месте, где надо, поэтому приходилось перепечатывать изделие. От этого у меня подгорало, и я понимал, что надо уже брать мультиметр и узнавать, как правильно регулировать выходной ток драйверов.
В результате оказалось, что во избежание перегрева достаточно выставить выходной ток драйверов на оптимальное значение 1.7 А, по формуле:
I = Uref / (8 * Rs)
где Uref – подстроечное сопротивление;
Rs – номинал установленных токочувствительных резисторов.
Uref настраивается вращением переменного резистора и измеряется мультиметром. Один конец на землю, второй на переменный резистор (рисунок ниже).
Rs – это два чёрных прямоугольника на плате драйвера рядом с микросхемой. Обычно подписаны R050 (Rs = 0.050) или R100 (Rs = 0.100).
До того, как принтер заработал и напечатал первое изделие, я всё никак не мог понять, почему шаговые двигатели не реагируют на команды. Питание подавалось, концевики работали нормально, хот-энд нагревался, но ничего не двигалось. Оказалось, я неправильно расположил драйверы на плате Mastertronics, и ток просто не шёл к двигателям. Правильно устанавливать драйверы переменным резистором от разъёмов питания.
Интересно, что при неправильном расположении, драйверы MP4988, заказанные на российском сайте, не повредились. А вот такой же китайский драйвер (A4988) не продержался и минуты и сгорел у меня глазах.
Однако даже после установки драйверов в правильное положение, шаговые двигатели всё ещё не подавали признаков жизни. Обратившись на форум, перелопатив кучу литературы и прозвонив обмотки, я понял, что выводы обмоток моих шаговых двигателей не соответствовали тем, что были на плате Mastertronics. Переставил провода и всё заработало.
При сборке кинематики обнаружилось, что шаговый двигатель оси X был расположен несимметрично, из-за чего ось немного наклонялась в левую сторону под тяжестью двигателя. Для минимизации нагрузки на подшипники, я повесил на ось X небольшой противовес.
После тщательной калибровки принтера мне удалось добиться неплохого качества печати. Но, из-за того, что в конструкции принтера используется реечная система перемещения по осям X и Y, идеального качества добиться не получилось. Для этого необходимо заменить рейки ремнями. А для большей надёжности можно изменить саму конструкцию принтера.
Данный принтер без модификаций может печатать только PLA пластиком (делается из кукурузы или сахарного тростника). Для того, чтобы он смог печатать ABS пластиком (на основе нефти), необходимо докупить нагревательный стол и модифицировать плату. ABS по свои свойствам более надёжный и прочный, чем PLA (каркас этого принтера тому подтверждение), поэтому я сразу распечатал из него шестерёнки-насадки на шаговые двигатели, т.к. не хотел, чтобы эта часть принтера быстро пришла в негодность.
Вывод
Подводя итог, скажу, что данный принтер не предназначен для серийного производства изделий из пластика, но вполне подходит для ознакомления с миром 3D-печати. К основным его недостаткам относятся: конструкция и непрочность каркаса; концевики из болтов; реечная система перемещения осей; маленькая область печати; качество печати. К достоинствам можно отнести простоту использования и компактность.