Как самостоятельно выбрать комплектующие детали для сборки 3D принтера в домашних условиях

Первым шагом на пути создания домашнего объемного принтера является выбор конструкции. Здесь возможны два пути: самостоятельное проектирование, что сложно и требует высокого профессионализма и специальных навыков, и второй путь - выбор наиболее простой и перспективной готовой конструкции. В рассматриваемом примере изобретатель выбрал Prusa i3 Steel, обладающий простой конструкцией каркаса без излишних сложных узлов и механизмов.

Следующим этапом будет выбор комплектующих деталей для принтера. Электроника собирается на базе Arduino Mega 2560

Используем следующий набор электронных деталей.
• Набор плат: Arduino mega 2560, Ramps 1.4, 4 драйвера шагового двигателя , LCD панель и USB кабель.
• Блок питания мощностью от 350 Вт.
• Шаговый двигатель Nema 17 (5 шт.).
• Нагревательный стол.
• 2 термистора.
• 3 концевых выключателя (механические или оптические).
• Хотэнд.
• Набор проводов.

Дополнительно берутся следующие механические детали:
• Набор корпусных деталей из стали 3 мм.
• Полированные валы диаметром 8 мм (Ось Z: 2 x 320 мм, Ось Y: 2 x 341 мм, Ось X: 2 x 375 мм).
• Линейные подшипники LM8UU (11 шт.).
• Набор пластиковых деталей.
• Винты, гайки, шайбы.
• Шпилька с гайкой для оси Z в качестве винтовой передачи ( 2 шт.), диаметр - 5 мм, длина - около 295 мм.

Потребуются и специальные инструменты, приборы и расходные материалы.
• Мультиметр.
• Изолента.
• Термоизоляционный скотч (каптон).
• Паяльник и расходные материалы для него (припой, флюс).
• Термоусадочные трубки.
• Провода для соединений всех частей электроники.
• ABS или PLA пластик для настройки и последующей печати.

Выбор комплекта плат основан на решении конструировать принтер на базе Arduino mega 2560, Ramps 1.4. В интернете на сайте reprap можно подобрать различные модели и модификации плат, обладающие уникальными характеристиками. Выбранный для конкретного случая набор плат включает в себя
Arduino mega 2560
При этом возможно приобретение фирменной платы или ее качественного аналога из Китая, что при относительно высоком качестве предлагаемых сейчас “китайцев” позволит сэкономить значительную сумму денег. Следует внимательно смотреть комплектацию платы и, при отсутствии USB кабеля, приобрести его дополнительно.

Несмотря на то, что такую плату можно собрать самостоятельно, специалисты рекомендуют приобрести готовую плату для экономии времени, а, возможно, и средств.

Чаще всего для 3D принтеров используют модели A4988 и A4983. В конкретной, выбранной конструкции используются A4988, работающий при силе электрического тока до 2 А, кроме того для драйвера потребуется маленький радиатор для отвода излишков тепловой энергии, вырабатываемой в процессе функционирования устройства. Необходимо 4 таких драйвера - для шаговых двигателей (по трем осям X Y Z) и для двигателя экструдера.

Выбираем блок питания, способный выдавать напряжение 12В и мощность от 350Вт. Это может быть стандартный блок от компьютера или блок для светодиодных систем, который более компактен и комфортен в использовании для 3D принтеров.

Для работы 3D принтеров необходимы биполярные шаговые двигатели, обеспечивающие движение по координатам. Поворачиваются такие двигатели поэтапно, с шагом в 1,8 градуса, что потребует для полного оборота совершить 200 шагов. Для надежности лучше всего взять универсальный двигатель 17HS8401 с силой удержания 4 кг на см и током 1,7 А.

Для создания объемных моделей при помощи ABS пластика следует побеспокоиться о наличии нагревательного стола. В этих целях лучше всего использовать стандартный и недорогой стол Heatbed MK2B, для дополнительной устойчивости которого можно приобрести стекло, которое поможет избежать прогибов.

Потребуется два измерителя температуры - для нагревательного стола и хотэнда. Можно выбрать бюджетные NTC термисторы 100 кОм 3950.

Необходимы для определения начала и завершения печати. По количеству осей печати X Y Z - выбираем три механических концевых выключателя.

Наиболее значимая часть принтера. На рынке существует множество модификаций данного устройства. Рекомендуется взять металлическое фирменное приспособление E3D, которое можно раздобыть на сайте.