Budowa: Atomic Teddy Bear (Miś Atomowy).
: 09 lis 2023, 08:57
To od początku.
Zabierałem się do budowy z 10 lat.
"Niestety" miałem dostęp do tokarki, frezarki, spawarki TIG, waterjeta i jeszcze kilku innych obrabiarek.
I dlatego ciśnienie na drukarkę 3D było niewielkie. Bo wszystkie pierdołki mogłem sobie drobić inaczej.
Przez ten czas niespecjalnie śledziłem rozwój drukarek (ani DIY ani fabrycznych). Coś tam czasami mi się tylko obiło o uszy.
No ale najwyższa pora zrobić i drukarkę.
DIY znacznie się skurczyło, wiele for poupadało, ale i tak się uparłem żeby zrobić własną a nie kupić gotową.
Na szczęście widzę że na tym rozum znajdzie to zrozumienie
Na początku nie miałem sprecyzowanych wymagań, ale się one wyklarowały podczas tych 2...3 tygodni projektowania.
Ma być głównie do wydruków o cienkich ściankach. Bo takie jest najtrudniej i najdrożej wykonać na CNC.
Jednocześnie jest to idealne do wykonania na drukarce. Stąd potrzebuję (i mogę sobie pozwolić) na duży obszar roboczy.
Mimo sporych wymiarów wydruku, czas wydruku będzie niewielki.
Stąd wybrałem rozmiar pola roboczego 300 x 300 x 400...500 mm.
No i drukarka ma być do grzebania
Z racji tych maszyn, mogę sobie pozwolić na robienie tego ze złomu, a mimo wszystko uzyskać dobrą jakość.
Mogę sam splanować powierzchnie, sam zatoczyć końce śrub trapezowych, sam wyfrezować jakiś element ze stali czy z aluminium, itp.
Nie muszę też trzymać się utartych schematów.
Zrobiłem już kilka maszyn CNC.
Dlatego nie zamierzam budować z drogich profili systemowych. Mógłbym, ale (poza ceną) nie podoba mi się konstrukcja z takich profili. Wolę coś monolitycznego/spawanego.
Zrobienie dedykowanej elektroniki sterującej to też dla mnie żaden problem. Tylko po prostu nie opłaca się tego robić.
Chciałem kupić gotową płytę, ale w każdej coś mi się nie podobało. Skończyło się na zakupie uszkodzonej do naprawy
No ale na pewno będę chciał zrobić własną płytkę rozszerzeń do karetki ekstrudera. Pewnie na CANa.
Obejrzałem naprawdę sporo projektów. Na tym forum to chyba z 50.
Zebrałem wnioski, i na pierwszy rzut oka wąskim gardłem drukarek wydał mi się ekstruder (całość z hotendem).
Stąd wpadłem na pomysł zrobienia własnego, zupełnie inaczej niż zwykle.
Poszło całkiem szybko. Po 2 dniach miałem praktycznie gotowy projekt (na PC) oraz wstępny Proof of Concept (prototyp na desce).
Nie będę wskazywał palcem, ale jeden z użytkowników tego forum zwątpił w to że zbuduję drukarkę, albo taki ekstruder
Nie obrażam się. Przychodzi nowy, wygaduje swoje genialne pomysły, to sam bym nie uwierzył.
No ale zmotywował mnie do wymyślenia nazwy.
Najpierw miało być "Atomic Game Changer", ale tak nazwę chyba ekstruder.
Drukarka niech będzie "Miś Atomowy".
Bo ma otworzyć oczy niedowiarkom!
To ma być drukarka na skalę moich możliwości!
Patrzcie - mówię - to jest moje, przeze mnie wykonane, i to nie jest moje ostatnie słowo!
Ale biorę na klatę że coś może nie wyjść w tak udziwnionym projekcie.
I co się wtedy zrobi?
No jak to co?!!
Protokół zniszczenia!
Poza tym mój plan jest chyba typowy dla współczesnych drukarek:
Kinematyka Core-XY oraz stół opuszczany w Z. To chyba jedyna sensowna koncepcja dla drukarki która ma drukować szybko (wydruk się nie rusza, więc się tak łatwo nie oderwie od stołu). No jeszcze kinematyka Ultimaker mi chodzi po głowie, ale raczej zostanę przy CoreXY.
Udziwnień będzie sporo, a najwięcej namieszał pomysł dodania grzanej komory.
Rozszerzalność cieplna rozwaliła pierwotny projekt konstrukcji.
Było kilka opcji do wyboru:
1. Wszystkie prowadnice i śruby poza komorą.
2. Prowadnice i śruby chłodzone cieczą.
3. Prowadnice i śruby mocowane w kompensatorach.
4. Prowadnice z materiału o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej (rurki węglowe).
Dzięki Waszej pomocy w tym temacie, wygrała pierwsza koncepcja.
Zeszło mi tydzień na dogranie całości projektu (trzeba było pozwiększać wymiary i posprawdzać kolizje). No ale coś już mam, więc powoli mogę zacząć publikować i składać.
Najważniejsza jest rama. Chcę ją zrobić jako skrzynkową, z blach wycinanych laserowo.
W takich blachach można od razu mieć precyzyjne otwory w precyzyjnym rozmieszczeniu.
Znacznie ułatwia to składanie i uzyskanie poprawnej geometrii.
W takich otworach poumieszczam wałkowe prowadnice liniowe.
Ale jak to? Nie prowadnice szynowe? Ano nie. Bo prowadnice szynowe nie gwarantują prostoliniowości. A już na pewno nie te tanie chińskie.
One są dobre jak się je przykręca do jakiejś bazy. Tutaj bazy nie będę miał, bo konstrukcja będzie skrzynkowa. Cienka blacha nie da rady być bazą dla prowadnic. Nie było by tego nawet jak wyfrezować (za mało grubości materiału, i jeszcze by pewnie drgał).
Co innego wałki. One z metody produkcji, oraz planowanego zastosowania, są całkiem proste (a nawet jak nie są, to łatwo to wykryć i można też je próbować wyprostować).
No i bardzo łatwo je umieścić w blachach, bo potrzeba tylko dwa otwory (blacha musi tylko trzymać precyzyjnie końce wałków, nie musi za to narzucać wałkom prostoliniowości).
Poza tym na wałkach można zastosować tulejki ślizgowe zamiast tocznych. Na prowadnicach szynowych było by to o wiele trudniejsze.
Czyli mimo niższego kosztu, mam ułatwione mocowanie i potencjalnie mniejszą masę ruchomych wózków.
Wstępny wygląd konstrukcji jest taki (ten duży biały klocek w środku to obszar roboczy):
W blachach otwory na wszystko co potrzeba. Blachy z ząbkami do złożenia jak klocki:
Tu widok od tyłu. Tam będą silniki napędowe:
Wszystkie wałki idlerów też będą mocowane w otworach w blachach.
Silnik będzie miał łożysko nad kołem pasowym, żeby mu tak łatwo wału nie złamało.
Opis szczegółów zacznę od końca. Od stołu w osi Z.
Poczytałem trochę tematów, i doszedłem do wniosku że trzeba to zrobić na śrubach o skoku 1mm, bo inaczej się uwydatniają pewne problemy.
Chodzi np. o siłę potrzebną do kręcenia. Większa siła, to większe siły na pasku (śruby będą napędzane paskiem) a więc większe ugięcia paska. Chcę też żeby stół był samohamowny, więc odpadają gwinty 4 i 8 mm.
Ktoś mi liczył że dla uzyskania dokładności wystarczy nawet śruba 8 mm. No wystarczy, ale gdyby nie było paska. Z paskiem który się rozciąga, traci się dokładność. Nie chcę też przesadnie naciągać tego paska. Dlatego myślę o śrubach 1 mm, no ewentualnie jeszcze 2 mm.
Druga sprawa. Grzany stół. To też spory problem jak się chce dokładność.
Jest chyba tylko jeden poważniejszy temat o tej sprawie:
viewtopic.php?t=7283&start=30
Stąd wiem że trzeba zrobić Kinematic Coupling.
Najbardziej podoba mi się Maxwell Coupling, ze względu na jego symetrię (symetrię środkową).
Punktów mocowania, i tym samym śrub napędowych, ma być 3.
Każda osobna (nie połączona sztywno ze stołem). Stąd robi się problem, bo łożysko liniowe na wałku nie gwarantuje położenia kątowego. Wózek kiwał by się na śrubie.
Idealna była by tu prowadnica szynowa, ale jak już pisałem, tutaj ich nie chcę.
Jak że nie lubię sił działających niesymetrycznie czy obok elementów konstrukcyjnych (powodując ich przekaszanie), wymyśliłem pewien overkill
Po dwa wałki liniowe, a śruby w środku:
Od spodu jest nakrętka z POM:
Wbrew pozorom nie jest to jeszcze przerost formy nad treścią. Wałki (i łożyska/tulejki) są tanie i łatwo je zamocować do blach.
Prawdziwy overkill jest dalej.
Potrzebuję sprzężenie kinematyczne, a do tego chcę żeby obciążenie przypadało na środek śruby (a nie z boku).
Sprzężenie Maxwella wymaga pryzm oraz półkul. No to wymyśliłem coś takiego:
Kulka łożyskowa (duża, ponad 20 mm), przecięta najprawdopodobniej za pomocą WEDM, i z wywierconym otworem na przepuszczenie śruby trapezowej.
A na tym opiera się pryzma przyczepiona dalej do stołu.
Wiem że dziwoląg, ale mogę sobie na to pozwolić (mam na czym to wykonać).
A rozwiązało spory problem rozszerzalności cieplnej stołu oraz potencjalnego Z-Wobblingu.
Tzn. popchnęło dalej projekt na PC. Bo nie to wstrzymywało (bez tego nie dało się sfinalizować doboru wymiarów blach do zamówienia).
No i chyba na razie na tym zakończę opis. I tak wyszedł przesadnie długi. Rysunki są takie sobie, bo jeszcze się w pełni nie przesiadłem na FreeCADa (używam go od kilku lat, ale przez ten Topological Naming Problem nie mam siły w nim robić większych projektów).
Zabierałem się do budowy z 10 lat.
"Niestety" miałem dostęp do tokarki, frezarki, spawarki TIG, waterjeta i jeszcze kilku innych obrabiarek.
I dlatego ciśnienie na drukarkę 3D było niewielkie. Bo wszystkie pierdołki mogłem sobie drobić inaczej.
Przez ten czas niespecjalnie śledziłem rozwój drukarek (ani DIY ani fabrycznych). Coś tam czasami mi się tylko obiło o uszy.
No ale najwyższa pora zrobić i drukarkę.
DIY znacznie się skurczyło, wiele for poupadało, ale i tak się uparłem żeby zrobić własną a nie kupić gotową.
Na szczęście widzę że na tym rozum znajdzie to zrozumienie
Na początku nie miałem sprecyzowanych wymagań, ale się one wyklarowały podczas tych 2...3 tygodni projektowania.
Ma być głównie do wydruków o cienkich ściankach. Bo takie jest najtrudniej i najdrożej wykonać na CNC.
Jednocześnie jest to idealne do wykonania na drukarce. Stąd potrzebuję (i mogę sobie pozwolić) na duży obszar roboczy.
Mimo sporych wymiarów wydruku, czas wydruku będzie niewielki.
Stąd wybrałem rozmiar pola roboczego 300 x 300 x 400...500 mm.
No i drukarka ma być do grzebania
Z racji tych maszyn, mogę sobie pozwolić na robienie tego ze złomu, a mimo wszystko uzyskać dobrą jakość.
Mogę sam splanować powierzchnie, sam zatoczyć końce śrub trapezowych, sam wyfrezować jakiś element ze stali czy z aluminium, itp.
Nie muszę też trzymać się utartych schematów.
Zrobiłem już kilka maszyn CNC.
Dlatego nie zamierzam budować z drogich profili systemowych. Mógłbym, ale (poza ceną) nie podoba mi się konstrukcja z takich profili. Wolę coś monolitycznego/spawanego.
Zrobienie dedykowanej elektroniki sterującej to też dla mnie żaden problem. Tylko po prostu nie opłaca się tego robić.
Chciałem kupić gotową płytę, ale w każdej coś mi się nie podobało. Skończyło się na zakupie uszkodzonej do naprawy
No ale na pewno będę chciał zrobić własną płytkę rozszerzeń do karetki ekstrudera. Pewnie na CANa.
Obejrzałem naprawdę sporo projektów. Na tym forum to chyba z 50.
Zebrałem wnioski, i na pierwszy rzut oka wąskim gardłem drukarek wydał mi się ekstruder (całość z hotendem).
Stąd wpadłem na pomysł zrobienia własnego, zupełnie inaczej niż zwykle.
Poszło całkiem szybko. Po 2 dniach miałem praktycznie gotowy projekt (na PC) oraz wstępny Proof of Concept (prototyp na desce).
Nie będę wskazywał palcem, ale jeden z użytkowników tego forum zwątpił w to że zbuduję drukarkę, albo taki ekstruder
Nie obrażam się. Przychodzi nowy, wygaduje swoje genialne pomysły, to sam bym nie uwierzył.
No ale zmotywował mnie do wymyślenia nazwy.
Najpierw miało być "Atomic Game Changer", ale tak nazwę chyba ekstruder.
Drukarka niech będzie "Miś Atomowy".
Bo ma otworzyć oczy niedowiarkom!
To ma być drukarka na skalę moich możliwości!
Patrzcie - mówię - to jest moje, przeze mnie wykonane, i to nie jest moje ostatnie słowo!
Ale biorę na klatę że coś może nie wyjść w tak udziwnionym projekcie.
I co się wtedy zrobi?
No jak to co?!!
Protokół zniszczenia!
Poza tym mój plan jest chyba typowy dla współczesnych drukarek:
Kinematyka Core-XY oraz stół opuszczany w Z. To chyba jedyna sensowna koncepcja dla drukarki która ma drukować szybko (wydruk się nie rusza, więc się tak łatwo nie oderwie od stołu). No jeszcze kinematyka Ultimaker mi chodzi po głowie, ale raczej zostanę przy CoreXY.
Udziwnień będzie sporo, a najwięcej namieszał pomysł dodania grzanej komory.
Rozszerzalność cieplna rozwaliła pierwotny projekt konstrukcji.
Było kilka opcji do wyboru:
1. Wszystkie prowadnice i śruby poza komorą.
2. Prowadnice i śruby chłodzone cieczą.
3. Prowadnice i śruby mocowane w kompensatorach.
4. Prowadnice z materiału o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej (rurki węglowe).
Dzięki Waszej pomocy w tym temacie, wygrała pierwsza koncepcja.
Zeszło mi tydzień na dogranie całości projektu (trzeba było pozwiększać wymiary i posprawdzać kolizje). No ale coś już mam, więc powoli mogę zacząć publikować i składać.
Najważniejsza jest rama. Chcę ją zrobić jako skrzynkową, z blach wycinanych laserowo.
W takich blachach można od razu mieć precyzyjne otwory w precyzyjnym rozmieszczeniu.
Znacznie ułatwia to składanie i uzyskanie poprawnej geometrii.
W takich otworach poumieszczam wałkowe prowadnice liniowe.
Ale jak to? Nie prowadnice szynowe? Ano nie. Bo prowadnice szynowe nie gwarantują prostoliniowości. A już na pewno nie te tanie chińskie.
One są dobre jak się je przykręca do jakiejś bazy. Tutaj bazy nie będę miał, bo konstrukcja będzie skrzynkowa. Cienka blacha nie da rady być bazą dla prowadnic. Nie było by tego nawet jak wyfrezować (za mało grubości materiału, i jeszcze by pewnie drgał).
Co innego wałki. One z metody produkcji, oraz planowanego zastosowania, są całkiem proste (a nawet jak nie są, to łatwo to wykryć i można też je próbować wyprostować).
No i bardzo łatwo je umieścić w blachach, bo potrzeba tylko dwa otwory (blacha musi tylko trzymać precyzyjnie końce wałków, nie musi za to narzucać wałkom prostoliniowości).
Poza tym na wałkach można zastosować tulejki ślizgowe zamiast tocznych. Na prowadnicach szynowych było by to o wiele trudniejsze.
Czyli mimo niższego kosztu, mam ułatwione mocowanie i potencjalnie mniejszą masę ruchomych wózków.
Wstępny wygląd konstrukcji jest taki (ten duży biały klocek w środku to obszar roboczy):
Silnik będzie miał łożysko nad kołem pasowym, żeby mu tak łatwo wału nie złamało.
Opis szczegółów zacznę od końca. Od stołu w osi Z.
Poczytałem trochę tematów, i doszedłem do wniosku że trzeba to zrobić na śrubach o skoku 1mm, bo inaczej się uwydatniają pewne problemy.
Chodzi np. o siłę potrzebną do kręcenia. Większa siła, to większe siły na pasku (śruby będą napędzane paskiem) a więc większe ugięcia paska. Chcę też żeby stół był samohamowny, więc odpadają gwinty 4 i 8 mm.
Ktoś mi liczył że dla uzyskania dokładności wystarczy nawet śruba 8 mm. No wystarczy, ale gdyby nie było paska. Z paskiem który się rozciąga, traci się dokładność. Nie chcę też przesadnie naciągać tego paska. Dlatego myślę o śrubach 1 mm, no ewentualnie jeszcze 2 mm.
Druga sprawa. Grzany stół. To też spory problem jak się chce dokładność.
Jest chyba tylko jeden poważniejszy temat o tej sprawie:
viewtopic.php?t=7283&start=30
Stąd wiem że trzeba zrobić Kinematic Coupling.
Najbardziej podoba mi się Maxwell Coupling, ze względu na jego symetrię (symetrię środkową).
Punktów mocowania, i tym samym śrub napędowych, ma być 3.
Każda osobna (nie połączona sztywno ze stołem). Stąd robi się problem, bo łożysko liniowe na wałku nie gwarantuje położenia kątowego. Wózek kiwał by się na śrubie.
Idealna była by tu prowadnica szynowa, ale jak już pisałem, tutaj ich nie chcę.
Jak że nie lubię sił działających niesymetrycznie czy obok elementów konstrukcyjnych (powodując ich przekaszanie), wymyśliłem pewien overkill
Po dwa wałki liniowe, a śruby w środku:
Prawdziwy overkill jest dalej.
Potrzebuję sprzężenie kinematyczne, a do tego chcę żeby obciążenie przypadało na środek śruby (a nie z boku).
Sprzężenie Maxwella wymaga pryzm oraz półkul. No to wymyśliłem coś takiego:
A na tym opiera się pryzma przyczepiona dalej do stołu.
Wiem że dziwoląg, ale mogę sobie na to pozwolić (mam na czym to wykonać).
A rozwiązało spory problem rozszerzalności cieplnej stołu oraz potencjalnego Z-Wobblingu.
Tzn. popchnęło dalej projekt na PC. Bo nie to wstrzymywało (bez tego nie dało się sfinalizować doboru wymiarów blach do zamówienia).
No i chyba na razie na tym zakończę opis. I tak wyszedł przesadnie długi. Rysunki są takie sobie, bo jeszcze się w pełni nie przesiadłem na FreeCADa (używam go od kilku lat, ale przez ten Topological Naming Problem nie mam siły w nim robić większych projektów).
(ok. 20mm średnicy)