Posizionando i meccanismi mobili che muovono la testina nel drive CD/DVD con un angolo di 90, otteniamo una piattaforma XY con un'area di costruzione molto piccola, ma con una precisione di posizionamento molto elevata
Non è possibile utilizzare il posizionamento della testina laser dal meccanismo dell'unità CD per costruire una piattaforma XY ad alta precisione nuova idea: builders.reprap.org/2010/08/selective-laser-sintering-part-8.html

Passaggio 5: assemblaggio della piattaforma X-Y da unità CD auricolari usate

Per prima cosa raccogliamo una pila di vecchie unità. Aprire il vassoio utilizzando una graffetta. Potrebbe essere necessario provare diverse unità prima di trovarne una con un motore passo-passo. Almeno la metà di quelli che abbiamo smantellato avevano un motore. corrente continua. Se qualcuno sa come distinguerli dall'aspetto, faccelo sapere.


Possono essere facilmente distinti l'uno dall'altro smontando l'unità: DC ha due fili e Stepper 4 e un cavo corto.


A differenza della corrente continua, i motori passo-passo sono progettati per muovere un numero specifico di passi, dove ogni passo rappresenta parte di una rivoluzione completa. Ciò lo rende conveniente per il posizionamento di alta precisione, senza la necessità di creare un sistema feedback, che controlla la posizione della testa. Ad esempio, le stampanti 3D utilizzano generalmente motori passo-passo per posizionare la testina di stampa.


Dopo aver controllato alcuni numeri di serie online, ci siamo imbattuti in un motore passo-passo bipolare ben documentato etichettato PL15S-020. Gli altri motori ritrovati gli sono molto simili, quindi probabilmente hanno gli stessi parametri.


Dati tecnici: robocup.idi.ntnu.no/wiki/images/c/c6/PL15S020.pdf

Questo motore passo-passo effettua 20 passi per giro (non molti, ma sufficienti) e la vite di comando ha un passo di 3 mm per giro. Pertanto ogni passo equivale a 150 micron di movimento della testina laser: non male!
Sul sito Arduino.cc abbiamo trovato circuiti per motori passo-passo bipolari, nonché codice di esempio per controllarli. Abbiamo ordinato diversi ponti H SN754410NE per implementare il circuito mostrato nell'ultima immagine.

Vecchio CD / Unità DVD hanno molti altri componenti interessanti! Compreso il vassoio del meccanismo di apertura/chiusura contenente un motore CC con ingranaggio a bassa velocità, il motore dell'alberino che fa ruotare il CD è generalmente un motore CC senza spazzole ad alte prestazioni, che può essere utilizzato in aeroplani ed elicotteri giocattolo. Inoltre, un mucchio di interruttori, potenziometri, maledetti laser e persino solenoidi! In generale, estrai tutto!!!

Passaggio 6: metti tutto insieme

Materiali:
- Due meccanismi per spostare la testa laser con motori passo-passo (preferibilmente identici) da vecchi azionamenti. Costo: pochi dollari a testa.
- Un kit InkShield, con cartuccia e supporto per cartuccia. Costo: $ 57
- Opzionale: cartuccia d'inchiostro HP C6602 opzionale. Costo: $ 17
-Arduino Uno. Costo: $ 30
- Due motori a ponte H SN754410NE. Costo: $ 5
- Kit di prototipazione Arduino e/o tiny tagliere per il pane. Costo: $ 4-21
- Cavi, viti, supporti, alloggiamenti. Costo: da gratuito a $$$, a seconda della tua immaginazione.




I costi di produzione totali erano di circa $ 150, compresi i costi di spedizione e gestione. La foto sopra ne mostra due modelli diversi. La seconda versione ha una piastra superiore in acrilico di alta qualità e un ampio spazio interno.














Il meccanismo di spostamento dell'unità CD, situato nella parte inferiore, sposta la lastra blu su cui si stampa qualcosa (ad esempio una lastra di agarosio). Il meccanismo di azionamento superiore, montato ad angolo retto, sposta la testina di stampa a getto d'inchiostro. Abbiamo utilizzato Shapelock e alcune viti per fissare la piattaforma inferiore alla testa del laser e fissare il supporto della cartuccia alla testa del laser superiore. L'elettronica è composta da un Arduino Uno nella parte inferiore, un InkShield bianco (collegato a un supporto per cartucce a getto d'inchiostro con un bel cavo a nastro bianco) e una scheda prototipo con motori passo-passo nella parte superiore.








Le strisce di carta a scacchi sulle piattaforme inferiore e superiore ci consentono di tracciare la posizione lungo gli assi X e Y. L'area di stampa totale è di circa 1,5 pollici in entrambe le direzioni, con una risoluzione di 150 micron per passaggio. Va notato che la risoluzione dei motori passo-passo è simile alla risoluzione della testina di stampa: 96 dpi passo 265 micron, ma i punti stampati dalla testina di stampa sono chiaramente separati, più simili a 150-200 micron.

Passaggio 7: successo

Questa è la nostra prima Biostampante veramente funzionante. Abbiamo ricaricato la cartuccia per coltura liquida di E. coli + pGLO. "I" leggermente modificata<3 InkShield» DEMO Arduino, которое шло с InkShield, и напечатали пару строк «I <3 BioCurious» снова и снова на агаровой пластине. Агара была заполнена почти до самого верха, чтобы свести к минимуму расстояние печати.
Come puoi vedere, la stampa con cellule vive di E.coli funziona alla grande! Probabilmente lasciamo che la colonia batterica impieghi più tempo a svilupparsi, quindi le lettere risultano un po' sfocate. Abbiamo notato piccole colonie spruzzate negli angoli della cella, probabilmente a causa della spruzzatura dalla testina del getto. Possiamo migliorare la qualità regolando la viscosità o la densità delle cellule di coltura caricate nella cartuccia.
Ma nel complesso, non male per la prima volta!
Dopo la stampa, abbiamo igienizzato la superficie e l'interno della cartuccia con candeggina, quindi abbiamo fatto passare un po' di candeggina attraverso la testina. Poi abbiamo lavato il tutto con acqua distillata.
Probabilmente sarebbe una buona idea investire pulitore per gioielli ad ultrasuoni, che può distruggere anche le sostanze organiche nei luoghi più inaccessibili.

Passaggio 8: lezione appresa e piani futuri

Ci siamo avvicinati a questo progetto con un'esperienza praticamente pari a zero con la bioprinting, i motori passo-passo, le cartucce a getto d'inchiostro o persino la programmazione Arduino! Pertanto, naturalmente, non tutte le nostre azioni sono state ottimali. Ecco alcune cose che potremmo fare diversamente la prossima volta:

Abbiamo acquisito un'esperienza davvero preziosa imparando come funzionano i motori passo-passo, ma potremmo risparmiare molto tempo e fatica adattando parte della tecnologia RAMPS (RepRap Arduino MEGA Pololu Shield), che era già ben sviluppata esattamente per questo scopo nel 3D comunità della stampa. In particolare, il motore passo-passo Pololu aveva già funzionalità di microstepping integrate.

Costruire la tua piattaforma XY è fantastico! Ma stiamo usando questi motori passo-passo per cose a cui non sono mai stati destinati, e questo sta iniziando a manifestarsi. Stiamo già riscontrando alcuni problemi con lo stadio inferiore che a volte salta, apparentemente a causa dei frequenti ripristini manuali che consumano le parti in plastica. È stato abbastanza semplice acquistare nuovi motori passo-passo per tenerli, aggiungere alcuni microinterruttori per i finecorsa e codificare la funzione di ripristino della posizione nel software.

Una volta che si inizia a cercare nuovi motori passo-passo ed elettronica RAMPS, la domanda diventa: perché non iniziare subito con le stampanti 3D? Se siamo stanchi della nostra attuale versione della biostampante, probabilmente è a causa della direzione scelta. Molto probabilmente il costo aumenterà comunque di un ordine di grandezza, anche se...

Avere una testina di stampa ha i suoi limiti. Se davvero volessimo realizzare una sorta di ingegneria tissutale, vorremmo essere in grado di stampare più tipi di cellule. Potremmo potenzialmente mettere due cartucce d'inchiostro una accanto all'altra. La soluzione dei Big Boys in questo settore è l'uso di pompe a siringa. Immagina di avere diverse pompe a siringa accanto a una stampante, ciascuna delle quali eroga il proprio materiale di stampa attraverso un tubo sottile, con gli aghi montati sulla testina di stampa. Rimani sintonizzato…

Ora è un toro in un negozio di porcellane... Che diavolo stai facendo con la tua biostampante?! Non credo che BioCurious potrà mai competere con aziende come Organovo in termini di stampa di tessuti o organi umani. Da un lato, il mantenimento delle cellule animali richiede uno sforzo molto maggiore. È molto più facile lavorare con le cellule vegetali! Non voglio che le cose vadano sprecate, quindi tieni gli occhi aperti per alcuni dei nostri prossimi tutorial!

Intanto ecco qualche idea:

Stampa gradienti di nutrienti e/o antibiotici su uno strato di cellule per studiare le interazioni combinatorie o anche per selezionare diversi isolati da un campione ambientale.
- Stampa di modelli di fattori di crescita su uno strato di cellule eucariotiche per studiare la differenziazione cellulare.
- Stampa due o più tipi di microrganismi a diverse distanze l'uno dall'altro per studiare le interazioni metaboliche.
- Impostazione di un compito computazionale come modello 2D della costruzione di un microrganismo su una piastra di agar.
- Studio dei sistemi di reazione-diffusione
- Stampa di strutture 3D utilizzando la stampa a strati ripetuti. Ora puoi considerare di rendere tutto più alto in 3D!
- Stampare celle in una soluzione di alginato di sodio, su una superficie impregnata di cloruro di calcio, per creare strutture di gel 3D (simile al processo di sferificazione nella gastronomia molecolare)

Altre idee? Lasciali nei commenti!

Passaggio 9: Aggiunto: Allora cosa vuoi fare per la vera scienza?

La biostampante mostrata qui è ovviamente solo un prototipo. Ma poiché abbiamo ricevuto richieste molto serie per l'utilizzo di questo nei laboratori accademici, ecco alcune raccomandazioni:

Il gruppo di Dolphin Dean alla Clemson University sta lavorando sulla biostampa utilizzando una HP DeskJet 500 modificata. Guardate sicuramente il loro video su JoVE sulla creazione di pori di membrana cellulare transitoria utilizzando una stampante a getto d'inchiostro standard! Un sacco di informazioni su come gestire le stampanti a getto d'inchiostro utilizzate come apparecchiature di laboratorio, come pulire le cartucce, preparare sospensioni cellulari appropriate e alcune interessanti applicazioni di stampa non 3D.

Non abbiamo ancora ricevuto prove soddisfacenti che le cartucce HP C6602 possano stampare cellule eucariotiche. Riteniamo che ciò sia molto probabilmente dovuto al fatto che la testina di stampa è intasata da prodotti di decadimento cellulare. Vi terremo aggiornati sull'utilizzo delle macchine per la pulizia ad ultrasuoni...

vecchio ferro

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Ultimamente ho cercato modi per semplificare la produzione di PCB. Circa un anno fa, mi sono imbattuto in una pagina interessante che descriveva il processo di modifica di una stampante a getto d'inchiostro Epson per la stampa su materiali spessi, inclusi. su textolite di rame. L'articolo descriveva la modifica della stampante Epson C84, tuttavia io avevo una stampante Epson C86, ma perché... Penso che la meccanica delle stampanti Epson sia simile per tutti, quindi ho deciso di provare ad aggiornare la mia stampante.

In questo articolo cercherò di descrivere nel modo più dettagliato possibile, passo dopo passo, il processo di aggiornamento di una stampante per la stampa su PCB con legante in rame.

Materiali necessari:
- Beh, ovviamente avrai bisogno della stessa stampante della famiglia Epson C80.
- lamiera di materiale di alluminio o acciaio
- graffette, bulloni, dadi, rondelle
- un piccolo pezzo di compensato
- resina epossidica o supercolla
- inchiostro (ne parleremo più avanti)

Utensili:
- una smerigliatrice (Dremel, ecc.) con una mola da taglio (puoi provare con una scimmietta)
- vari cacciaviti, chiavi inglesi, esagoni
- trapano
- pistola ad aria calda

Passaggio 1. Smontare la stampante

La prima cosa che ho fatto è stata rimuovere il vassoio di uscita della carta posteriore. Successivamente è necessario rimuovere il vassoio anteriore, i pannelli laterali e quindi il corpo principale.

Le fotografie seguenti mostrano il processo dettagliato di smontaggio della stampante:

Passaggio 2. Rimuovere le parti interne della stampante

Dopo aver rimosso il corpo della stampante, è necessario rimuovere alcune parti interne della stampante. Innanzitutto, è necessario rimuovere il sensore di alimentazione della carta. Ne avremo bisogno in seguito, quindi non danneggiarlo durante la rimozione.

Quindi è necessario rimuovere i rulli di pressione centrali, perché potrebbero interferire con l'alimentazione del PCB. In linea di principio è anche possibile rimuovere le rotelle laterali.

Infine, è necessario rimuovere il meccanismo di pulizia della testina di stampa. Il meccanismo è trattenuto da fermi e può essere rimosso molto facilmente, ma quando lo rimuovi fai molta attenzione, perché si adattano tubi diversi.

Lo smontaggio della stampante è completo. Ora iniziamo a "sollevarlo".

Passaggio 3: rimozione della piattaforma della testina di stampa

Iniziamo il processo di aggiornamento della stampante. Il lavoro richiede precisione e l'uso di dispositivi di protezione (è necessario proteggere gli occhi!).

Per prima cosa devi svitare la guida, che è fissata con due bulloni (vedi foto sopra). Svitato? Lo mettiamo da parte, ci servirà più tardi.

Ora nota i 2 bulloni vicino al meccanismo di pulizia della testina. Li svitiamo anche. Tuttavia, sul lato sinistro la procedura è leggermente diversa: lì gli elementi di fissaggio possono essere tagliati.
Per rimuovere l'intera piattaforma con la testa, per prima cosa ispeziona attentamente tutto e segna con un pennarello i punti in cui dovrai tagliare il metallo. E poi tagliare con cura il metallo con una smerigliatrice manuale (Dremel, ecc.)

Passaggio 4: pulire la testina di stampa

Questo passaggio è facoltativo, ma poiché hai smontato completamente la stampante, è meglio pulire subito la testina di stampa. Inoltre, non c'è nulla di complicato in questo. A questo scopo ho utilizzato normali bastoncini per le orecchie e un detergente per vetri.

Passaggio 5: installare la piattaforma della testina di stampa. Parte 1

Dopo che tutto è stato smontato e pulito, è il momento di montare la stampante, tenendo conto dello spazio necessario per la stampa sul PCB. O, come dicono i jeepers, "sollevamento" (cioè sollevamento). La quantità di sollevamento dipende interamente dal materiale su cui stamperai. Nella mia modifica della stampante, avevo pianificato di utilizzare un alimentatore di materiale in acciaio a cui era collegato un PCB. Lo spessore della piattaforma per la fornitura del materiale (acciaio) era di 1,5 mm, anche lo spessore del foglio PCB, da cui solitamente realizzavo le schede, era di 1,5 mm. Tuttavia, ho deciso che la testina non dovesse premere con forza sul materiale, e quindi ho scelto una dimensione dello spazio di circa 9 mm. Inoltre, a volte stampo su PCB fronte-retro, che è leggermente più spesso di quello su un solo lato.

Per facilitarmi il controllo del livello di portanza, ho deciso di utilizzare rondelle e dadi, il cui spessore ho misurato con un calibro. Inoltre, ho comprato loro dei bulloni e dei dadi lunghi. Ho iniziato con il sistema di alimentazione frontale.

Passaggio 6: installare la piattaforma della testina di stampa. Parte 2

Prima di installare la piattaforma della testina di stampa, è necessario realizzare dei piccoli ponticelli. Li ho ricavati dagli angoli che ho segato in 2 parti (vedi foto sopra). Ovviamente puoi realizzarli tu stesso.

Successivamente ho segnato i fori da praticare nella stampante. I fori inferiori sono molto facili da contrassegnare e forare. Quindi ho immediatamente avvitato le staffe in posizione.

Il passo successivo è segnare e praticare i fori superiori nella piattaforma; questo è un po' più difficile da fare perché tutto dovrebbe essere allo stesso livello. Per fare ciò, ho posizionato una coppia di dadi nei punti in cui la piattaforma si unisce alla base della stampante. Usando una livella, assicurati che la piattaforma sia a livello. Contrassegniamo i fori, foriamo e serriamo con i bulloni.

Passaggio 7. "Sollevare" il meccanismo di pulizia della testina di stampa

Quando la stampante termina la stampa, la testina viene “parcheggiata” nel meccanismo di pulizia della testina, dove gli ugelli della testina vengono puliti per evitare che si secchino e si ostruiscano. Anche questo meccanismo deve essere leggermente aumentato.

Ho fissato questo meccanismo utilizzando due angoli (vedi foto sopra).

Passaggio 8: sistema di alimentazione

In questa fase, prenderemo in considerazione il processo di produzione del sistema di alimentazione e l'installazione del sensore di alimentazione del materiale.

Durante la progettazione del sistema di alimentazione, la prima sfida è stata l'installazione del sensore di alimentazione del materiale. Senza questo sensore la stampante non funzionerebbe, ma dove e come installarla? Quando la carta passa attraverso la stampante, questo sensore comunica al controller della stampante quando è passato l'inizio della carta e in base a questo dato la stampante calcola l'esatta posizione della carta. Il sensore di alimentazione è un fotosensore convenzionale con un diodo emettitore. Quando passa la carta (nel nostro caso il materiale), il raggio nel sensore viene interrotto.
Per il sensore e il sistema di alimentazione, ho deciso di realizzare una piattaforma in compensato.

Come puoi vedere nella foto sopra, ho incollato insieme diversi strati di compensato per far sì che l'alimentazione sia a filo con la stampante. Nell'angolo più lontano della piattaforma ho collegato un sensore di alimentazione attraverso il quale scorrerà il materiale. Ho praticato un piccolo ritaglio nel compensato per inserire il sensore.

Il compito successivo era la necessità di creare guide. Per fare questo ho usato degli angoli in alluminio, che ho incollato al compensato. È importante che tutti gli angoli siano chiaramente di 90 gradi e che le guide siano rigorosamente parallele tra loro. Come materiale di alimentazione ho utilizzato un foglio di alluminio su cui verrà posizionato e fissato il PCB ramato per la stampa.

Ho realizzato la scheda fornitura materiale partendo da un foglio di alluminio. Ho provato a rendere la dimensione del foglio approssimativamente uguale al formato A4. Dopo aver letto un po' su Internet sul funzionamento del sensore di alimentazione della carta e della stampante in generale, ho scoperto che affinché la stampante funzioni correttamente è necessario praticare un piccolo ritaglio nell'angolo del foglio di alimentazione del materiale in modo che il sensore viene attivato un po' più tardi rispetto a quando i rulli di alimentazione iniziano a girare. La lunghezza del ritaglio era di circa 90 mm.

Dopo aver terminato tutto, ho attaccato un normale foglio di carta al foglio di alimentazione, ho installato tutti i driver sul computer e ho eseguito una stampa di prova su un normale foglio.

Passaggio 9. Riempimento della cartuccia d'inchiostro

L'ultima parte della modifica della stampante è dedicata all'inchiostro. L'inchiostro Epson normale non è resistente ai processi chimici che si verificano durante l'incisione di un circuito stampato. Pertanto, è necessario un inchiostro speciale, si chiama inchiostro giallo Mis Pro. Tuttavia, questo inchiostro potrebbe non essere adatto ad altre stampanti (non Epson), perché... lì possono essere utilizzati altri tipi di testine di stampa (Epson utilizza una testina di stampa piezoelettrica). Il negozio online inksupply.com offre la consegna in Russia.

Oltre all'inchiostro, ho acquistato nuove cartucce, anche se ovviamente puoi usare quelle vecchie se le lavi bene. Naturalmente per ricaricare le cartucce avrete bisogno anche di una normale siringa. Inoltre, ho acquistato un dispositivo speciale per ripristinare le cartucce della stampante (blu nella foto).

Passaggio 10. Test

Passiamo ora alle prove di stampa. Nel programma di progettazione ho realizzato diversi pezzi grezzi per la stampa, con tracce di diverso spessore.

Potete valutare la qualità della stampa dalle fotografie sopra. E di seguito è riportato un video della stampa:

Passaggio 11: incisione

Per l'incisione delle tavole prodotte con questo metodo, è adatta solo una soluzione di cloruro ferrico. Altri metodi di incisione (solfato di rame, acido cloridrico, ecc.) possono corrodere l'inchiostro giallo Mis Pro. Quando si incide con cloruro ferrico, è meglio riscaldare il circuito stampato utilizzando una pistola termica, questo accelera il processo di incisione, ecc. Meno “consumo” dello strato di inchiostro.

La temperatura di riscaldamento, le proporzioni e la durata dell'attacco vengono selezionate sperimentalmente.

Porto alla tua attenzione un articolo di un lettore di blog: Andrey Kovshin. Ha costruito una stampante da zero utilizzando parti di stampanti e scanner!!! Rispetto e rispetto per queste persone!! Mi sembra che la prima stampante 3D sia stata assemblata esattamente in questo modo.. La prossima è la storia di Andrey:

Tutto è iniziato quando ho visto questo miracolo su Internet, sembrava che non fosse niente di complicato, tutto era fattibile, poteva essere assemblato. Lavoro in un centro di assistenza che ripara stampanti e da lì posso rimuovere molte cose utili per la mia stampante 3D. Ma prima le cose principali. (tante foto e video!)

La storia della stampante

Il primo è, ovviamente, che la scelta del design è caduta sulla stampante Mendel più semplice. Le borchie e le parti sono in plastica, che ho sostituito con legno.

All'inizio utilizzavo i motori passo-passo di uno scanner, piccoli (ne avevamo molti; un tempo abbiamo sostituito molti scanner in garanzia), ma al primo avvio mi sono reso conto che non avevano abbastanza potenza. Ne ho installati altri, anche le cinghie provengono da scanner, ma in futuro si prevede di sostituirle con T5 più robuste, queste a volte scivolano, sono comunque progettate per piccole forze.

Ho deciso subito di ordinare l'elettronica, perché saldare l'Arduino e i driver del motore sull'A4988 sarebbe stato più costoso, ho ordinato tutto dalla Cina, col tempo dovrebbero adattarsi alla meccanica finita.

Alla fine è arrivato tutto tranne i motori... Quasi tutta la stampante era pronta e mi hanno promesso i motori in un mese, mi prudevano le mani per avviarla. Cercando su Google su Internet, ho trovato un semplice circuito di pilotaggio che viene solitamente utilizzato per una macchina CNC, su una combinazione di L293 e L298, saldato insieme, dove il nostro non è scomparso))) In generale, le fotografie mostrano cosa è successo.

stampante 3d. Driver per L293+L298

Voglio parlarvi anche della testina di stampa: inizialmente si era deciso di spendere un minimo di soldi, quindi ho deciso di realizzare la testina da solo. L'ugello è costituito dai resti di perni forati lungo un diametro di 3 mm e alla base di 0,5 mm, avvitati in un radiatore di alluminio oltre al fluoroplastico e all'estrusore (il morsetto è apparentemente costituito da normali elastici da ufficio, la molla prelevata alla base della struttura si è rivelato troppo debole) Nello stesso radiatore, una coppia di resistenze per il riscaldamento collegate in parallelo a 6,5 ​​Ohm e un sensore di temperatura.

Oggi la stampante stampa più o meno, ma storta, le cinghie si allungano e provocano spostamenti. Dobbiamo inventare un tendicinghia. E tutte le parti del manto erboso sono stampate in plastica. A causa di tutte le rapide modifiche durante il processo di progettazione, l'area di lavoro era di soli 70x70 mm e circa 100 mm di altezza. In generale, c'è qualcosa su cui lavorare)))

Da dove viene tutto:

Ho anche deciso di mostrare le foto dei materiali originali, per così dire, da dove ho preso cosa)))

I radiatori in alluminio realizzati con schede di gruppi di continuità bruciati sono ideali per realizzare una testina di stampa.

Alberi e carrelli delle stampanti Epson, P50 nella foto

Da tali scanner delle multifunzione Epson, che un tempo venivano ampiamente sostituite in garanzia, ho rimosso i motori passo-passo e le cinghie.

Questi sono gli stepper, ma la loro potenza non era sufficiente. Da loro ho usato un grande ingranaggio con una puleggia per la cinghia.

Le cinghie sono deboli, il passo è di circa 1 mm. Ma per ora tengono duro.

Un motore passo-passo con lo stesso ingranaggio (ne ho tagliato l'eccesso), anch'esso rimosso da una vecchia stampante.

Progettazione più dettagliata della stampante 3D:

(nessun commento. video alla fine dell'articolo)

Stampante 3D assemblata

Dimostrazione della stampante:

P.s. Sicuramente questo post incoraggerà molti ad assemblare autonomamente stampanti 3D. La cosa principale è il desiderio! Ma la pazienza e il lavoro ridurranno tutto...

Fai domande ad Andrey nei commenti all'articolo: condividerà la sua esperienza nella costruzione di una stampante 3D;)

Questo articolo è stato preso da un sito straniero e tradotto da me personalmente. Ha contribuito a questo articolo.

Questo progetto descrive la progettazione di una stampante 3D a budget molto basso costruita principalmente con componenti elettronici riciclati.

Il risultato è una stampante di piccolo formato per meno di 100 dollari.

Prima di tutto, impareremo come funziona il sistema CNC generale (assemblaggio e calibrazione, cuscinetti, guide), quindi insegneremo alla macchina a rispondere alle istruzioni del codice G. Successivamente, aggiungiamo un piccolo estrusore di plastica e diamo i comandi per la calibrazione dell'estrusione della plastica, le impostazioni di potenza del driver e altre operazioni che daranno vita alla stampante. Seguendo queste istruzioni otterrai una piccola stampante 3D costruita con circa l'80% di componenti riciclati, il che le conferisce un grande potenziale e aiuta a ridurre significativamente i costi.

Da un lato, riceverai un’introduzione all’ingegneria meccanica e alla fabbricazione digitale e, dall’altro, riceverai una piccola stampante 3D costruita con componenti elettronici riutilizzati. Ciò dovrebbe aiutarti a diventare più abile nell’affrontare i problemi associati allo smaltimento dei rifiuti elettronici.

Passaggio 1: X, Y e Z.

Componenti richiesti:

• 2 unità CD/DVD standard di un vecchio computer.
• 1 unità floppy.

Possiamo ottenere questi componenti gratuitamente contattando un centro di assistenza riparazione. Vogliamo assicurarci che i motori che utilizziamo dalle unità floppy siano motori passo-passo e non motori CC.

Passaggio 2: preparazione del motore

Componenti:

3 motori passo-passo da unità CD/DVD.

1 motore passo-passo NEMA 17 cosa dovremmo comprare. Usiamo questo tipo di motore per estrusori di plastica dove è necessaria molta forza per maneggiare il filamento di plastica.

Elettronica CNC: PIATTAFORME o RepRap Gen 6/7. Importante, possiamo utilizzare Sprinter/Marlin Open Firmware. In questo esempio utilizziamo l'elettronica RepRap Gen6, ma puoi scegliere in base al prezzo e alla disponibilità.

Alimentazione del computer.

Cavi, prese, guaine termorestringenti.

La prima cosa che vogliamo fare è una volta che abbiamo detto motori passo-passo, possiamo saldare loro i fili. In questo caso abbiamo 4 cavi per i quali dobbiamo mantenere la sequenza colori adeguata (descritta nel datasheet).

Specifiche per motori passo-passo CD/DVD: Download. .

Specifiche per motore passo-passo NEMA 17: download. .

Passaggio 3: preparare l'alimentatore

Il prossimo passo è preparare l'energia per usarla per il nostro progetto. Innanzitutto colleghiamo i due fili tra loro (come indicato in figura) in modo che ci sia alimentazione diretta dall'interruttore al supporto. Successivamente selezioniamo un filo giallo (12V) e uno nero (GND) per alimentare il controller.

Passaggio 4: controllo dei motori e del programma IDE Arduino

Ora controlleremo i motori. Per fare questo dobbiamo scaricare l'IDE di Arduino (ambiente fisico di calcolo), reperibile all'indirizzo: http://arduino.cc/en/Main/Software.

Dobbiamo scaricare e installare la versione Arduino 23.

Successivamente dobbiamo scaricare il firmware. Abbiamo scelto Marlin, che è già configurato e può essere scaricato da Marlin: Download. .

Dopo aver installato Arduino, collegheremo il nostro computer al controller CNC Ramp/Sanguino/Gen6-7 tramite cavo USB, selezioneremo la porta seriale corrispondente in Strumenti IDE/porta seriale di Arduino e selezioneremo il tipo di controller in Strumenti scheda ( Rampe (Arduino Mega 2560), Sanguinololu/Gen6 (Sanguino W/ATmega644P - Sanguino deve essere installato all'interno di Arduino)).

Spiegazione di base del parametro, tutti i parametri di configurazione si trovano nel file Configuration.h:

Nell'ambiente Arduino apriremo il firmware, abbiamo già scaricato il file /Sketchbook/Marlin e vedremo le opzioni di configurazione prima di scaricare il firmware sul nostro controller.

1) #define MOTHERBOARD 3, in base al reale hardware che utilizziamo (Ramps 1.3 o 1.4 = 33, Gen6 = 5, ...).

2) Termistore 7, RepRappro utilizza Honeywell 100k.

3) PID - questo valore rende il nostro laser più stabile in termini di temperatura.

4) Passo dopo passo, questo è un punto molto importante per configurare qualsiasi controller (passo 9)

Passaggio 5: stampante. Gestione informatica.

Controllo della stampante tramite computer.

Software: Esistono vari programmi liberamente disponibili che ci permettono di interagire e controllare la stampante (Pronterface, Repetier, ...) utilizziamo l'host Repetier, che puoi scaricare da http://www.repetier.com/. È facile da installare e combina i livelli. Uno slicer è un software che genera una sequenza di sezioni dell'oggetto che vogliamo stampare, associa tali sezioni ai livelli e genera il codice G per la macchina. Le sezioni possono essere regolate utilizzando parametri quali altezza dello strato, velocità di stampa, riempimento e altri importanti per la qualità di stampa.

Le configurazioni comuni dell'affettatrice sono disponibili nei seguenti collegamenti:

• Configurazione Skeinforge: http://fabmetheus.crsndoo.com/wiki/index.php/Skeinforge
• Configurazione Slic3r: http://manual.slic3r.org/

Nel nostro caso abbiamo un profilo configurato Skeinforge per la stampante, che può essere integrato nel software della testina di scrittura ricevente.

Passaggio 6: regolare la corrente e l'intensità

Ora siamo pronti per testare i motori della stampante. Collegare il computer e il controllo della macchina tramite un cavo USB (i motori devono essere collegati alle prese corrispondenti). Avvia l'hosting Repetier e attiva la comunicazione tra il software e il controller selezionando la porta seriale appropriata. Se la connessione ha esito positivo, potrai controllare i motori collegati utilizzando il controllo manuale a destra.

Per evitare il surriscaldamento dei motori durante l'uso regolare, regoleremo la corrente in modo che ciascun motore possa ricevere un carico uniforme.

Per fare ciò, collegheremo un solo motore. Ripeteremo questa operazione per ciascun asse. Per questo abbiamo bisogno di un multimetro collegato in serie tra l'alimentatore e il controller. Il multimetro deve essere impostato sulla modalità amplificatore (corrente) - vedere la figura.

Quindi collegheremo nuovamente il controller al computer, lo accenderemo e misureremo la corrente utilizzando un multimetro. Quando attiviamo manualmente il motore tramite l'interfaccia Repetier, la corrente deve aumentare di un certo numero di milliampere (che è la corrente per attivare il motore passo-passo). Per ciascun asse la corrente è leggermente diversa, a seconda del passo del motore. Dovrai regolare il piccolo potenziometro per controllare l'intervallo del passo e impostare il limite di corrente per ciascun asse in base ai seguenti valori di controllo:

La scheda conduce una corrente di circa 80 mA

Applicheremo una corrente di 200 mA agli stepper degli assi X e Y.

400 mA per l'asse Z, necessario a causa della maggiore potenza richiesta per sollevare la testina di scrittura.

400 mA per alimentare il motore dell'estrusore, poiché consuma molta corrente.

Passaggio 7: creazione della macchina per la struttura

Nel seguente link troverai i modelli necessari per i laser che tagliano pezzi. Abbiamo utilizzato lastre acriliche spesse 5 mm, ma è possibile utilizzare altri materiali come il legno, a seconda della disponibilità e del prezzo.

Impostazioni laser ed esempi per il programma Auto Cad: Download. .

Il design del telaio consente di costruire la macchina senza colla: tutte le parti sono assemblate tramite collegamenti meccanici e viti. Prima di tagliare con il laser parti del telaio, assicurarsi che il motore sia ben fissato nell'unità CD/DVD. Dovrai misurare e modificare i fori nel modello CAD.

Passaggio 8: calibrare gli assi X, Y e Z

Sebbene il firmware Marlin scaricato disponga già di una calibrazione standard per la risoluzione degli assi, dovrai eseguire questo passaggio se desideri mettere a punto la tua stampante. Qui ti parleremo di microprogrammi che ti permettono di impostare il passo del laser al millimetro; la tua macchina infatti ha bisogno di queste impostazioni precise. Questo valore dipende dai passi del motore e dalla dimensione della filettatura delle aste mobili dei vostri assi. In questo modo, ci assicureremo che il movimento della macchina corrisponda effettivamente alle distanze indicate nel codice G.

Questa conoscenza ti consentirà di costruire tu stesso una macchina CNC, indipendentemente dal tipo e dalle dimensioni dei componenti.

In questo caso X, Y e Z hanno le stesse aste filettate quindi i valori di calibrazione per loro saranno gli stessi (alcuni potrebbero essere diversi se si utilizzano componenti diversi per assi diversi).

• Raggio della puleggia.
• Passi per giro del nostro motore passo-passo.

Parametri di micro-stepping (nel nostro caso 1/16, il che significa che in un ciclo di clock del segnale viene eseguito solo 1/16 dello step, conferendo maggiore precisione al sistema).

Impostiamo questo valore nel firmware ( passi per millimetro).

Per l'asse Z:

Utilizzando l'interfaccia Controller (Repetier) configuriamo l'asse Z, che ci consente di spostarci di una certa distanza e misurare lo spostamento effettivo.

Ad esempio, gli ordineremo di spostarsi di 10 mm e misurare un offset di 37,4 mm.

Esiste un numero N di passi definiti in passi spermillimetro nel firmware (X = 80, Y = 80, Z = 2560, EXTR = 777.6).

N = N * 10 / 37,4

Il nuovo valore dovrebbe essere 682,67.

Ripetiamo l'operazione per 3 o 4 volte, ricompilando e ricaricando il firmware per il controller, otteniamo una precisione maggiore.

In questo progetto non abbiamo utilizzato le impostazioni finali per rendere la macchina più precisa, ma potranno essere facilmente incluse nel firmware e sarà pronta per noi.

Siamo pronti per la prima prova, possiamo usare la penna per verificare che le distanze nel disegno siano corrette.

Assembleremo l'azionamento diretto come mostrato nell'immagine collegando il motore passo-passo al telaio principale.

Per la calibrazione, il flusso di plastica dovrebbe corrispondere a un pezzo di filo di plastica e alla distanza (ad esempio 100 mm) inserire un pezzo di nastro adesivo. Quindi andare su Repetier Software e fare clic su Estrudi 100 mm, distanza reale e ripetere il passaggio 9 (operazione).

Passaggio 10: stampa del primo oggetto

Il dispositivo dovrebbe ora essere pronto per il primo test. Il nostro estrusore utilizza un filamento di plastica con diametro di 1,75 mm, che è più facile da estrudere e più flessibile rispetto al diametro standard di 3 mm. Utilizzeremo la plastica PLA, che è una bioplastica e presenta alcuni vantaggi rispetto all'ABS: si scioglie a una temperatura più bassa, facilitando la stampa.

Ora, in Repetier, attiviamo lo slicing del profilo disponibile per il taglio Skeinforge. Scaricamento .

Stampiamo sulla stampante un piccolo cubo di calibrazione (10x10x10mm), stamperà molto velocemente e potremo rilevare problemi di configurazione e perdita di passo del motore controllando la dimensione effettiva del cubo stampato.

Quindi, per iniziare a stampare, apri il modello STL e affettalo utilizzando il profilo standard (o quello che hai scaricato) da Skeinforge Cutting: vedremo una rappresentazione dell'oggetto affettato e il corrispondente G-code. Riscaldiamo l'estrusore e quando raggiunge la temperatura di fusione della plastica (190-210°C a seconda del tipo di plastica) estrudiamo del materiale (pressa per estrusione) per vedere che tutto funzioni correttamente.

Impostiamo l'origine relativa alla testa di estrusione (x = 0, y = 0, z = 0) e utilizziamo la carta come separatore; la testa deve essere il più vicino possibile alla carta, ma senza toccarla. Questa sarà la posizione iniziale per la testa di estrusione. Da lì possiamo iniziare a stampare.