2020. december 15.: Ez a nyomtató 2014-ben készült és azóta szétszedtem. Építettem helyette szebb, gyorsabb, pontosabb nyomtatót. Mementónak mégis ittmarad ez cikk, ahogyan akkor megírtam.
Az első 3D nyomtatóm készítéséről írok, ami 10 mm-es rétegelt lemezből, cseréplécből, zárt szelvényből, csapágyakból, kiselejtezett tintasugaras nyomtatóból, bontott léptetőmotorokból, stb. épült. 300×300×350 mm-es területre tud elméletileg nyomtatni, de ez 240×250×290 mm-re van korlátozva. Így néz kis most:
{width="320"
height="427"}A 3D nyomtatásról általánosságban egy korábbi cikkemben írtam, ahol a CNC gépemet alakítottam át 3D nyomtatóvá, tulajdonképpen csak azért, hogy ennek a 3D nyomtató nyomtatófejének alkatrészeit kinyomtathassam. A műanyag alkatrészek miatt ez a nyomtatófej elég könnyű lesz, lehet gyorsan mozgatni. A CNC gép a 900 mm/perces sebességével kicsit lassú 3D nyomtatáshoz, másrészt a marásról 3D nyomtatásra átállás is sok ideig tart, ezért úgy döntöttem, hogy építek egy külön 3D nyomtatót. (Később rájöttem, hogy ez a nyomtató sem elég gyors és egy Core XY mechanikájú nyomtatót építettem.)
Az X és Y tengelynek kell gyorsnak lennie: a műanyag réteg nyomtatásakor ezekben az irányokban mozog a fej és több percig dolgozhat egy rétegen. Ezért az X és Y tengelyeken a léptetőmotorok bordás szíjak segítségével mozgatják a terhet. Nem baj, ha a Z tengely lassú, viszont nagyobb tömeget kell tudnia mozgatni: az X tengelyt a nyomtatófejjel együtt. Mivel a Z tengelyen van az X (a CNC-mnél például az X-en van a Z), ezért a Z tengelyt két mozgatóorsó (valójában menetes szár) mozgatja két léptetőmotorral meghajtva. Ha elkészült egy műanyag réteg, akkor emel a Z tengelyen 0,1 .. 0,5 mm-t és kezdi a következő réteget nyomtatni.
A nyomtatóm által elért sebesség és elméleti felbontás: X tengelyen 6000 mm/perc, felbontása 0,15 mm, Y tengelyen 4000 mm/perc, felbontása 0,1 mm, Z tengelyen 1200 mm/perc, felbontása 0,003 mm (3 µm). Ezeknél a sebességeknél nagyobb jobb lenne (10000 mm/perc), de ahhoz sokkal könnyebb Y és X tengely kellene vagy más kialakítású nyomtató (pl. Core XY).
Hozzávalók ========== A lehető legtöbb alkatrészt próbáltam kibontani illetve olcsó anyagokat, zárt szelvényt, fát használtam, ahol lehetett. De így is sok mindent újan vettem: - M3, M4, M5, M6, M8 csavarok, anyák, alátétek, - 1 méter M8-as menetes szár (a Z tengely mozgatásához), - 1 méter M5-ös menetes szár (a léptetőmotorok rögzítéséhez), - 10 mm vastag rétegelt lemez (ebből kisebb-nagyobb darabokat vettem/kaptam), - egy kevés 4 mm vastag rétegelt lemez (a J-Head nyomtatófejbe rögzítéséhez), - 3x5 cm-es cserépléc (másnéven Bramac léc), - 1 szál 15×15 mm-es zártszelvény (ezt 4 vagy 6 m-es szálban lehet venni), - 2 darab SCS10UU lineáris csapágy (a 10 mm-es köracélhoz, beszerzés eBay), - 2 darab SCS12UU lineáris csapágy (a 12 mm-es köracélhoz, beszerzés eBay), - 8 darab 624 2Z csapágy (beszerzés Kobell-Ker Kft.), - 3 darab 608 2Z csapágy (egy darab nyomtatófejhez, beszerzés Kobell-Ker Kft.), - 1 darab 0,5 mm/3 mm-es J-Head (egy darab nyomtatófejhez, beszerzés eBay), - 5 darab TB6560-as léptetőmotor vezérlő (beszerzés eBay), - 1 darab Arduino Mega 2560 (beszerzés eBay, DX), - 1 darab Arduino shield prototípus NYÁK (beszerzés eBay), - 2 darab EPCOS B57560G104F NTC termisztor (beszerzés eBay) egy hőmérőt kell szerelni az ágyba, egyet a nyomtatófejbe, - gégecső (amit a falban futó elektromos vezetékekhez használnak), - Hőálló Kapton szalag (beszerzés DX, nem feltétlenül szükséges, ABS oldattal helyettesíthető) - 0,47 Ohm/10W-os ellenállások vagy 3 darab öntapadó fűtőszálas fűtőfólia 320×137mm, 12V, 35W (beszerzés Conrad), - 32 mm átmérőjű poliamid a Z tengely anyáihoz (PA6 + Molibdén-diszulfid, DOCAMID 6GMO, beszerzés QuattroPlast Kft.). Amiket bontottam vagy szétbontottam: - HP Deskjet 990Cxi tintasugaras nyomtató (az X tengelyhez), - 10 és 12 mm átmérőjű köszörült acél (az Y tengelyhez), - 5 darab bipoláris léptetőmotor: 1 darab az X tengelyhez, 1 darab az Y tengelyhez, 2 darab a Z tengelyhez és 1 darab a nyomtatófejhez, - 1 .. 1,5 mm vastag acéllemezek (nyomtatóból), - bordás szíjak és hozzávaló kerekek (nyomtatóból, fénymásolóból), - 300×350 mm-es 4 mm vastag alumínium (a sima ablaküveget nem ajánlom, a hőálló üveg jó lehet, de nagyon drága), A nyomtatófej műanyag alkatrészeit én nyomtattam a CNC-vel, de eBay-en is beszerezhető. A nyomtatáshoz szükség van műanyag szálra: ez lehet 1,75 mm vagy 3 mm átmérőjű, anyaga: PLA, ABS, PP, HIPS. Én 3 mm átmérőjű ABS műanyagot használok. Építési napló ============= 1. fázisA nyomtató alapja 10 mm-es rétegelt lemez, erre csavaroztam fel mindent. Középen hosszában az Y tengely látszódik: 10 és 12 mm-es köszörült acélon fut az eredetileg hozzátartozó kis fekete kocsi. Az Y léptetőmotort és köracélokat tartó lemezeket én gyártottam és a lemez — sok pici furattal — eredetileg egy lézernyomtató alaplemeze volt. A kis fekete kocsit később lecseréltem, mert túl nagy volt holtjáték és könnyen be is feszült. Az alábbi képeken a Z tengelyt megtámasztó cseréplécek a keret mögött vannak, később a keret oldalára kerültek! Az X tengelyt megvalósító rész majdnem változatlanul lett beépítve egy HP Deskjet 990Cxi tintasugaras nyomtatóból. Eredetileg DC motor mozgatta a nyomtatófejet, ezt cseréltem ki léptetőmotorra. Itt még látszanak az eredeti festékpatron-tartók, a második képen kézzel emelem fel az X tengelyt és csak próbának van odatéve a bal oldali Z tengelyt mozgató léptetőmotor:
{width="240"
height="320"} 
{width="240"
height="320"}
Itt már be van építve a baloldali Z tengelyhez tartozó menetes szár, léptetőmotor és a fekete színű poliamidból (DOCAMID 66 MO) gyártott anya. Ilyen műanyagból készítettem a CNC-hez is anyákat. Kopásállógása miatt választottam ezt az anyagot. Középen átmenetileg egy cserépléc támasztja meg az X tengelyt a deformáció elkerülése végett:
{width="240"
height="320"}Z tengelyek lineáris sínje M4-es csavarokból, 624-es csapágyból és félbevágott 15 mm-es zártszelvényből készült. Ez a lineáris sín típus a CNC gépemnél már bevált, csak ott nagyobb csapágyakat és nagyobb szögvasat használtam:
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"}
Közben elkezdtem összeépíteni a nyomtatófejet, amit egy Wade nevű ember tervezett: Wade's Geared Nema 17 Extruder. Magyarul Wade hajtóműves Nema 17-es nyomtatófeje. Előnye, hogy nem közvetlenül a léptetőmotor tengelyére van szerelve egy recézett kerék, hanem fogaskerék áttételen keresztül nagyobb erővel nyomja a műanyag szálat a J-Head-be. Másik előnye, hogy a nyomtatott alkatrészeken kívül csak M4-es, M8-as csavarok, alátétek és 608-as csapágyak kellenek hozzá. Az M8-as csavar recézését M4-es vagy M5-ös menetfúróval lehet megcsinálni (erről egy külön cikket lehetne írni). Az áttétel és a nagyobb erő azért szükséges, mert 3 mm-es műanyag szálat fogok nyomtatni, nem 1,75 mm-eset.
A plexilap nem vált be, túlságosan rideg, elrepedt: 4 mm-es rétegelt lemezt tettem később a helyére. Valamint a képeken látszódó legolcsóbb eBay-es Nema17 motort is kicseréltem, mert túlságosan melegedett:
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"}
Leírás, összeszerelési útmutató itt. Ezen kívül sokféle nyomtatófej terv létezik, érdemes szétnézni. Lásd például: Greg's hinged extruder, Greg's Wade reloaded.
4. fázisElső motorvezérlő az EasyDriver stepper motor driver V4.4 volt. Ez sajnos melegedett és nem tudta elég gyorsan forgatni a léptetőmotorokat (egy kisebb géphez lehet, hogy jó lenne):
{width="240"
height="320"} 
{width="240"
height="320"} 
{width="240"
height="320"}
Az üveglap nem vált be! 4mm-es alumínium lemezből van most az ágy.
Itt már TB6560-as léptetőmotorvezérlőre tértem át és megcsináltam a fűtött ágyat üveglapból és öntapadó fűtőfóliából (először két fóliából, utána egy harmadikat is ragasztottam rá):
{width="240"
height="320"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"}
Készítettem műanyag szál tartót és a Z tengelyt támasztó cserépléceket átraktam a nyomtató oldalára, hogy a Z tengely akadálytalanul mehessen fel a tetejéig. Továbbá a nyomtatófej motorját is lecseréltem egy régi 5,25"-os floppymeghajtóból kiszerelt példányra:
{width="240"
height="320"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"} 
{width="320"
height="240"}
Az összevissza lógó, beakadó vezetékek gégecsőben vezetve:
{width="240"
height="320"}A sima üveg sajnos nem bírta a 110 Celsius-fokos hőmérsékletet és megrepedt. A tetejét hőálló Kapton szalaggal ragasztottam le, hogy ne essen szét. Az üveg alját pedig az öntapadós fólia tartja egyben. A Kapton szalagot használják egyébként is a 3D nyomtatáshoz, mert jól tapad hozzá az ABS műanyag:
{width="320"
height="240"}A nyomtatót vezérlő számítógép és a nyomtató tápegysége:
8. fázis
{width="320"
height="240"}A hagyományos üveglap sajnos egyenlőtlenül melegszik és előbb-utóbb eltörik, ezért 4 mm vastag alumíniumlemezt használok ágynak. Az ágyat mikrohullámú sütőből kiszedett fűtőszál és 20 darab 0,47 Ohm-os ellenállás fűti. 5 darab ellenállás van sorba kötve és ezt táplálom 12V-ról. A kék, barna és védőföld vezetékek szigetelése is szilikonból van, 300 fokig hőálló!
{width="320"
height="240"}Itt 230V-al melegítem a fűtőszálat, beszerelve kb. 110V-ról működtetem egy állítható toroid transzformátoron keresztül:
{width="320"
height="240"}Hőálló szilikon ragasztó:
{width="320"
height="240"}Új ágy beszerelve:
{width="320"
height="240"}