Самодельный 3D принтер – базовая информация

Покупка полноценного 3D принтера — это очень недешевое удовольствие. Некоторые энтузиасты решают пойти по пути создания самодельного 3D принтера , экономя при этом тысячи долларов. Самостоятельное создание машины, которая способна создавать 3D-объекты из легкообрабатываемых материалов обходится намного меньше чем покупка готового устройства. Но при этом тратится на много больше времени и сил.

Основы 3D-печати

3D-печать в значительной мере базируется на методах, применяемых в двумерных планшетных графопостроителях (плоттерах). На самом деле большинство самодельных 3D принтеров – это переделанные графопостроители с добавленной вертикальной осью. Из-за этого процесс 3D печати напоминает работу обычного планшетного плоттера.

Как и в двумерном графопостроителе, в 3D принтерах печатающие элементы перемещаются в горизонтальной плоскости по осям X и У. Для этого можно использовать узлы плоттера, такие как направляющие, шестерни, ремни и электромоторы. Благодаря использованию элементов графопостроителя, появляется возможность печати каждого слоя 3D объекта с таким же уровнем детализации, как и при 2D-печати. Перемещение в вертикальной оси Z позволяет делать объекты трехмерными. Создание возможности управляемого вертикального перемещения обычно отнимает большую часть времени работы над проектом.

Создание оси Z

Для преобразования плоттера в 3D-принтер вы должны создать перемещаемую платформу, способную контролируемо перемещаться вверх и вниз с большой точностью позиционирования. Это нужно для создания трехмерных объектов, путем последовательного нанесения слоев материала. Необходимо обеспечить возможность управляемого перемещения платформы на крайне малые расстояния. Дискретное перемещение вниз позволит наносить слои один за другим, создавая таким образом трехмерный объект.

Для обеспечения вертикального перемещения можно применить микроконтроллер, который использует высокопрецизионный ШИМ-код. Такие обычно используются в радиоуправляемых моделях. Перемещение платформы по оси Z и удержание будет осуществляться посредством исполнительного механизма и двигателя. Если создаваемый 3D-объект будет иметь большие размеры и плотное заполнение, он может оказаться достаточно тяжелым. Это следует учитывать при разработке конструкции и использовать для перемещения по вертикальной оси мощный шаговый двигатель.

Настройка системы формирования слоев.

Следующим шагом, после того, как вы добьетесь перемещения платформы по оси Z, будет создание системы подачи наполнителя для формирования новых слоев. Наполнители для 3D печати, как правило, поставляются либо в виде порошка, либо в виде гранул,либо в виде пластиковой нити.В процессе печати наполнитель должен наноситься ровным тонким слоем в соответствии с конструкцией создаваемого 3D-объекта. Вы должны будете создать механизм нанесения новых слоев наполнителя. При этом слои должны формироваться быстро, так как в процессе печати отдельные элементы объекта могут объединятся одним общим слоем.

Выбор наполнителя

В качестве наполнителя для 3D-печати используются различные материалы – порошковая штукатурка, сахар, легкоплавкая пластмасса и много других. То какой тип наполнителя подойдет вам во многом определяется конструкцией принтера. В том числе это включает то, каким образом будет формироваться каждый слой, а так же то, как слои будут связываться между собой. Чем большей детализации объекта вы собираетесь добиться, тем более тонким должен быть минимальный слой нанесения используемого наполнителя.

В конце статьи хочу предложить вам видео создания вазы с помощью самодельного 3D принтера: