Стальной RepRap.

     Привет!

     Недавно наводил порядок в своих файлах и случайно наткнулся на фотки своего самого первого цельнометаллического RepRap'оподобного принтера. Ничего особенного он из себя не представляет, за исключением того, что практически все его детали сделаны при помощи лазерной резки. Металл толщиной 2мм.
     Для начало видео процесса печати (желающим послушать работу шаговиков во время печати рекомендую смотреть со звуком):

     Для печати использовался черный PLA пластик китайского производства, купленный на ebay. В качестве хотэнда - сборное фторопластовое чудо по мотивам Arcol.hu (я про него писал в предыдущих статьях):

     Вот на этой фотографии его достаточно неплохо видно (на столе только что распечатанная серия подшипников скольжения):

     Основная трудность использования фторопласта состоит в том, что он при нагреве размягчяется и горячий воздух под давлением старается надуть его как воздушный шарик. Либо  пластик вытекает в малейшую образовавшуюся щель, что тоже неприятно, т.к. приходится постоянно убирать эти подтеки (на фотке они заметны невооруженным взглядом). В данном случае лучше конечно было бы использовать PEEK в качестве термобарьера, но у меня его не было под рукой.
     Нагревательный блок - алюминиевый, в него вставлены мощные резисторы в качестве нагревательных элементов. Причем, резистора там два - они греют сразу с двух сторон, что значительно повышает производительность нагревателя, правда, выглядит немного громоздко.

     Еще одно фото, где видно привод филамента:

     В качестве привода филамента я применил шаговый двигатель марки FL42STH47-1684A:

     На валу посажена зубчатая шестерня от какой-то старой печатной машинки (вроде это был принтер для печати на перфокартах японской фирмы Mitsubishi). К шестерне филамент прижимается обычным подшипником. Качество филамента было довольно высоким (диаметр не плавал по длине), поэтому я не испытывал трудностей с застреванием. Это меня также избавило от необходимости делать подпружиненный механизм прижатия.

     Блоки управления шаговыми двигателями я брал готовые SMD-4.2. Их мощность для таких целей конечно избыточна, но и приобретались они совершенно для других целей (сейчас они у меня трудятся в фрезерном станке ЧПУ, о котором я как-нибудь тоже напишу здесь). 

     Естественно, для 3Д принтера можно (и нужно!) использовать более дешевые StepStick на основе микросхемы A4982. 

     Все это управляется описанной ранее Arduino Mega 2560 с залитой прошивкой Marlin. Я не стал заморачиваться с дополнительными платами и собрал все "на весу". Тем более, что там ничего сложного нет - управляющие провода к блокам шаговиков и малюсенькая платка с полевиком нагревателя и развязкой термистора.

     В качестве концевиков - какие-то валявшиеся под рукой микрики (также от старых принтеров), закрепленные стяжками на направляющих.

     По механике сказать особо нечего - использовались китайские направляющие 8 мм и шпильки из строительного магазина. Подшипники корпусные марки INAFAG 608. Зубчатые ремни вместе с шестернями выдернуты из старых матричных принтеров (разных моделей).

     Стол - кусок оргстекла, утилизированный из дохлого TFT-монитора, на который наклеен Kapton. Подогрев мне был ни к чему, т.к. PLA прекрасно липнет и к холодному столу с каптоновым скотчем. К оргстеклу без покрытия тоже нормально приклеивается, правда при этом его сильно портит, поэтому лучше сделать как у меня.

     Первое, что было напечатано, наверное, как и у многих - детали для самого же принтера. Хотелось сделать более легкий по весу вариант. Появилось желание сделать более универсальный экструдер, способный изменять усилие прижатия филамента. Да и вообще как-то улучшить конструкцию. 

     Получилась следующая модификация:

     Полностью избавиться от металла получилось далеко не сразу, т.к. доступных материалов было в количестве ровно на один принтер. Процесс имел плавный (и практически необратимый) характер. Только HotEnd еще долго пробыл в неизменном виде (пока я окончательно не перешел на ABS). 

Еще фотки:

     Жесткостки конструкции все эти переделки конечно не прибавили, качество печати значительно ухудшилось, но зато обслуживать принтер стало гораздо проще. 

     Вентилятор, дующий прямо на деталь, позволил печатать достаточно сложные конструкции:

     Небольшое видео процесса печати этой штуковины:

     Видео не особо четкое, сказывается недостаток освещения, но, в принципе, что-то рассмотреть можно.

     Управляется принтер по USB от нетбука при помощи бесплатной программы Pronterface, являющейся по сути своей оболочкой для слайсера Slic3r.

     В итоге.

     Было сделано огромное количество выводов, получен громадный опыт в печати, да и вообще в проектировании подобных конструкций. Выбрана оптимальная прошивка, программное и аппаратное обеспечение. Опробованы различные поверхности стола на сцепление с пластиком. Практически испробованы различные режимы печати и влияние на них внешних факторов.
     Естественно, данная конструкция обладает рядом недостатков, которые я постарался учесть в дальнейшем. Но, в принципе, вполне рабочее решение, которое можно посоветовать начинающим для повторения.
   

     На этом пока все, до следующего.

Новый шаговик для экструдера.

     Недавно получил из Китая посылку, про которую уже успел забыть (слава нашей доблестной почте России):

     Вот такой няшный китайский моторчик, имеющий довольно скромные габариты:

     Сам двигатель ничего особо из себя не представляет - обычный униполярный шаговик со скромными характеристиками, а вот редуктор, которым он комплектуется, делает его просто идеальным вариантом для экструдера. Передаточное отношение 1:30, что, по нашим требования, очень даже неплохо.
     Самое главное его преимущество в том, что шестерни внутри редуктора металлические, а не пластиковые, как, например, у модели PG35L-048:

     Этот PG35L я заказывал в прошлый раз. Он у меня пережил с десяток печатей, постепенно съедая свои пластмассовые внутренности, пока окончательно не развалился. Правда, я как раз в этот период экспериментировал с филаментом 3 мм и разными типами Hot end'ов, что ускорило процесс его разрушения. В принципе, если использовать филамент диаметром 1,75 мм и печатать на отлаженном горячем конце, то его должно надолго хватить. В забугорье с этим мотором очень многие делают свои экструдеры:

     И вроде не жалуются на его долговечность, так что, при аккуратной эксплуатации получается очень даже интересный вариант. Огромный плюс в том, что этот моторчик абсолютно ничего не весит (металла-то там почти нет), поэтому экструдер с ним может летать на совершенно запредельных скоростях. На всякий случай - вот его данные:

     Итак, вернемся к посылке. Модель называется 350byg45hj30b, продается только в Китае (я брал на AliExpress). Диаметр выходного вала 5 мм минус одна десятая миллиметра, что позволит надеть на него любую приводную шестерню с внутренним диаметром равным 5,0 мм. Вот так он выглядит с посаженной на вал MK7 Gear:

     Особенно радует наличие проточки на валу. Не то, чтобы ее сложно сделать самому, просто радует, что она там уже есть. Как результат - наша приводная шестерня не будет скользить по валу ни при каких условиях.

     Теперь надо определиться с креплением Hot end'а к приводу. Еще очень неплохо определиться с тем, каким образом филамент будет прижиматься к шестерне. Задача осложняется тем, что для крепления нам доступны только два отверстия М3 на корпусе редуктора.

     Проектирование всяких штук я делаю в одной замечательной программе, в которой любые идеи превращаются в 3D-модели в считанные минуты. Называется она Autodesk Inventor Professional.

     Кому-то больше нравится Solid Works, но у меня как-то с ним не срослось, хоть там многие вещи и делаются проще, чем в инвенторе. А тут все просто и понятно даже для новичков. Правда, есть один существенный недостаток - она платная. Вроде даже есть какая-то бесплатная версия Education (типа для студентов), но я ее не пробовал. Да и кто в нашей стране вообще пользуется ограниченными версиями, если в сети масса всяких портаблов и прочих вкусностей.
     К слову, в программе есть возможность экспорта моделей в формате STL, который как-раз нам нужен для 3Д-печати. В общем, рекомендую.

     Итак, вот каким образом мы будем крепить HotEnd к нашему китайскому моторчику:

     За основу возьмем алюминиевый уголок 20х20 мм, в котором насверлим отверстий и нарежем резьбу М6 под термобарьер. Подшипник, который я использую, имеет марку SKF 623.
Теперь надо определиться с прижимным механизмом. Надо сделать какое-то коромысло в виде буквы "Г", прижимаемое посредством пружины. Одна сложность - необходимо учесть возможность регулировки усилия прижатия пружины.

     До скорого...

Как бороться с заклиниванием филамента в экструдере. Jam fix.

     Всем привет!

     В этот раз я решил, немного забегая вперед, обсудить одну из наиболее важных тем мира 3D-печати, вернее проблему, с которой сталкиваются не только самодельщики, но и те, кто купил полностью готовый (и вроде бы даже рабочий) вариант. Это проблема застревания филамента во время печати.

     Внешнее проявление этого самого застревания выглядит так, как-будто горячий конец внезапно становится холодным, шаговик начинает упорно постукивать на месте, пропуская шаги, либо намертво вгрызается в застрявший на месте пруток. При этом, чаще всего, если тормознуть процесс печати, выдернуть филамент назад, отрезать увеличенную по объему часть пластика и заправить его обратно, то некоторое время выход расплавленной нити будет очень даже бодрым и печать можно будет продолжить. Но, через некоторое время опять начнутся пропуски и застревания.

    Кажется вообще удивительным, что пластик очень легко подается в горячую зону от руки, иногда даже вылетает из сопла горячими струями, но, в то же время, только самое начало печати проходит идеально, а дальше пропуски шагов, уменьшение подачи, а потом вообще движение вхолостую.

    Итак, разберем по пунктам причины возникновения этого неприятного явления, попутно рассматривая возможные варианты решения.

1. Инерционность. Инерционностью назовем способность горячего конца оперативно реагировать на внешние воздействия, такие как внешнее охлаждение (обдув), а также движение филамента внутри. Чем выше этот параметр, тем хотэнд сложнее охладить, но, соответственно, он дольше и нагревается. При низкой инерционности хотэнд быстро нагревается, но также быстро и остывает.
     Как этот параметр влияет на застревание филамента? Все очень просто. Пруток во время подачи охлаждает хотэнд, причем, чем быстрее подача, тем сильнее охлаждает. Если горячий конец не справляется с поддержанием необходимой температуры из-за своей инерционности, пруток рано или поздно остынет и застрянет.
   
     Решение проблемы зависит от ее правильной диагностики. Для начала необходимо замерить падение напряжения на контактах нагревательного элемента в режиме нагрева. Очень может быть, что выбрано слишком маленькое сечение идущих к нему проводов (от полевого транзистора), либо источник питания "не тянет". Либо в качестве силового элемента выбран транзистор на маленький ток и в итоге греется больше он, чем нагревательный элемент.
     Если с напряжением все нормально, можно проверить правильность показаний температуры (при значениях близких к температуре печати). Для этого надо взять мультиметр с термопарой и его показания взять за эталон):

   
     Также необходимо убедиться в том, что нагревательный элемент имеет надежный тепловой контакт с той частью, куда он вставлен - не должно быть лишних щелей. Через воздух сопло будет нагреваться ооочень долго. Это особенно актуально при использовании в качестве нагревательного элемента обычного мощного резистора.

     В качестве теплопередающей пасты ни в коем случае нельзя использовать обычную кремний-органическую термопасту (типа КПТ-8 или Алсил), которую мажут на радиаторы кулеров. У нее рабочая температура ДО 180°С, а выше она обугливается и теряет свои свойства. В качестве альтернативы используются керамико-полимерные материалы (КПТД):

     Продается в Чип-Дипе по не очень дешевой цене, зато ее на очень долго хватит. Это двухкомпонентный состав, который при застывании становится похожим на резину. При этом является абсолютный диэлектриком и просто чудесным теплопроводником. Работает при температуре до 250°С (а на практике даже больше), не теряя своей пластичности.
    В общем, замешиваем чудесный состав, затыкаем все лишние дыры на улицу и радуемся.

Еще советую весь горячий конец теплоизолировать при помощи стеклоткани (если вы еще этого не сделали):

   
     Инерционность в этом случае должна снизиться. Если прогрев все еще слишком долгий - советую поменять нагревательный элемент на более мощный. В случае использования нихромового нагревателя можно попробовать взять нихром меньшего диаметра, либо уменьшить количество витков. Это увеличит количество потребляемого им тока, но зато увеличит мощность и ускорит нагрев.

     Еще один момент. В прошлых статьях я советовал использовать прошивку Marlin. Дело в том, что там есть возможность регулировки температуры по PID-алгоритмам. Причем, есть возможность эти самые коэффициенты подобрать по ваше конкретное оборудование автоматически (команда M301 - Set PID parameters P I and D).
     Если все правильно сделано, получим плавное и достаточно точное поддержание температуры.

2. Шероховатость термобарьера. В предыдущих статьях я рекомендовал использовать в качестве термобарьера шпильку М6 из нержавеющей стали с проточкой:

     Суть в том, что внутренняя поверхность термобарьера должна быть не просто гладкой, а зеркальной! Разогретый пластик действует как поршень, который выдавливает еще более разогретый пластик. Так вот, если на пути этого поршня встречаются неровности, то они заметно задерживают и затрудняют процесс выдавливания. Достигается это полировкой при помощи нити и пасты ГОИ.
     Желательно, перед тем, как заняться полировкой, придать внутренней полости конусность:

      Делается это при помощи вот такой конусной развертки:

     На инерционность это никак не влияет, зато помогает решить другую проблему, связанную с застреванием пластика - образование пробки там, где ее быть не должно. Этим действием мы просто не дадим подняться расплавленному пластику в холодную зону, там остыть и заклинить.

     В качестве альтернативы этому предлагается сделать вставку из тефлоновой трубки:

     Вот вид сбоку:

     Сам я такую конструкцию еще не пробовал, но в сети пишут, что очень даже помогает бороться с застреваниями. Надо будет попробовать.

3. Некачественный филамент. Во время печати сопло периодически забивается примесями, находящимися в филаменте. Количество грязи напрямую зависит от производителя и вида пластика. Например, PLA-пластик - органического происхождения, биологически разлагаемый и экологически чистый. Его производство, по-видимому, находится под особым контролем качества (не зря же он почти в 2 раза дороже). Этот вид практически никогда не забивает сопло (у меня не было ни разу).
     Другое дело ABS. С ним, а вернее, с его примесями, приходится бороться периодической чисткой сопла. Делается это при помощи сверла, подобранного по диаметру выходного отверстия.
     Также полезно избавлять филамент от пыли, которая на нем оседает:

     Делается это просто. Где-нибудь рядом с бухтой филамента закрепляют ватный тампон, пропитанный маслом. Пластик, проходя через этот тампон, очень даже равномерно смазывается, а заодно и очищается. Но, тут же появляется еще одна проблема - если неправильно подобрать масло, оно не будет выгорать (испаряться) в экструдере и при печати слои будут отделяться друг от друга. Тут надо экспериментировать.

4. Неправильные размеры. Допустим, мы сделали в термобарьере отверстие диаметром 2 мм. С ним стыкуется сопло, у когорого диаметр тоже 2 мм. Если есть хоть небольшая несоосность - пластик будет упираться в выступающую кромку сопла. Проходить-то он будет, но усилие возрастет в разы.
     Чтобы этого избежать, советую увеличить внутренний диаметр сопла на пару десятых долей миллиметра. Обязательно надо снять фаску сверлом большего диаметра.

     Также необходимо понимать, что печатать филаментом 3 мм через сопло 0,25 мм не совсем правильно. Чем меньше диаметр выходного отверстия, тем с бОльшим усилием надо воздействовать на филамент, а настолько резкое изменение диаметра может оказаться непосильной нагрузкой для вашего экструдера. Понятное дело, что хочется качественных деталей и все стараются выбрать сопла с наименьшим отверстием. Но эта палка о двух концах.
     Мне, например, вполне хватает для любых печатей сопла 0,4 мм:

5. Стеклование пластика. Это даже не проблема, а то, что приводит к проблеме. Есть одна замечательная картинка с одного не менее замечательного сайта:

     Здесь очень хорошо видно как пруток переходит из твердой фазы в жидкую. Переход совсем не мгновенный (к сожалению), а постепенный. Сначала пластик становится чем-то средним между твердым и жидким и только потом окончательно превращается в жидкость и выдавливается. Основная задача состоит в том, чтобы наш филамент как можно меньше пребывал в этой непонятной фазе стеклования, т.к. при этом он пытается зацепится и приклеиться ко всему, с чем соприкасается. Делается это при помощи дополнительного охлаждения.
     В своей конструкции я накрутил на термобарьер алюминиевый радиатор, на который дует маленький вентилятор (40х40 мм).

     На этом пока все. Удачных экспериментов!

Контроллер принтера своими руками. Немного истории.

     У всех начинающих принтеростроителей возникает резонный вопрос на тему самостоятельного изготовления всей электроники. Зачем покупать готовые контроллеры, если схемы все открытые, детали продаются, за плечами богатый опыт паяния и т.д. У каждого второго это подкреплено классической нехваткой денег и желанием сэкономить на всем. Собственно, я тоже начинал не с магазинных контроллеров, а с самодельного колхозного варианта. Вот он, мой самый первый контроллер 3D принтера, собранный на коленке:

 

     Вернее, не полностью контроллер, а только мозговая его часть. Здесь еще не хватает драйверов шаговых двигателей, силовой электроники и еще пары мелочей (они были собраны также навесом на отдельной плате). Собран он на базе микроконтроллера ATMega644-20PU. В качестве переходника COM -> USB микросхема FT232BM от FTDI (прилеплена сбоку). Все это обильно полито канифолью и обмотано жгутом мгтф-провода. Кстати, совет всем начинающим разработчикам - обязательно отмывайте ацетоном канифоль с плат! Иначе замучаетесь искать причину глюков или полной неработоспособности устройства.
     В контроллер была залита прошивка-загрузчик (bootloader), которая превратила это беспорядочное месиво проводов в ATMega644Arduino - контроллер.
     Среда программирования Arduino после долгих манипуляций приняла-таки самодельный контроллер за своего (он определился как Sanguino) и позволила залить в него нужный мне софт. Прошивку брал от оригинального RepRap'а (другое туда не лезло из-за объема встроенной Flash-памяти в 64 Кб).
   
     Вот схема этого чуда:

     Если возникнет желание это дело спаять, то посоветую использовать вместо ATMega644 более мощный контроллер ATMega1284p. Он точно такой же по корпусу и назначению выводов, но имеет 128 Кб Flash-памяти на борту, а это позволит залить в него нормальную Marlin-скую прошивку со всеми бантиками. В качестве бантиков мы будем подключать экраны, sd-карты, энкодеры и т.д.

     После сборки устройства в него необходимо залить bootloader (загрузчик) любым удобным способом.

     Идем по ссылке: http://code.google.com/p/sanguino/downloads/list и качаем самый свежий дистрибутив заголовочных файлов, содержащих, в том числе, и нужные нам загрузчики. Извлекаем архив и открываем \sanguino\bootloaders\atmega. Загрузчик для ATMega644p называется ATmegaBOOT_168_atmega644p.hex, а для ATMega1284p - соответственно: ATmegaBOOT_168_atmega1284p.hex.

     Если все было собрано правильно, то устройство при подключении к компьютеру должно попросить драйвера для установки. Их можно скачать отдельно с сайта разработчика чипа: http://www.ftdichip.com/FTDrivers.htm, либо сразу скачать среду программирования ардуино: http://arduino.ru/Arduino_environment (там они находятся в папке drivers\FTDI USB Drivers). Для того, чтобы наш самопальный контроллер стал доступным для программирования из-под ардуины, надо в нее скопировать заголовочные файлы для Sanguino.

     Вопросы задавайте в комментариях.



p.s. Чтобы не возиться со всеми этими загрузчиками и прочими сложностями, а потратить время на более приятные занятия - оочень советую купить готовый контроллер, например, Arduino Mega 2560 R3 и сразу приступить к его программированию.
   
   
   
   

Контроллер 3D принтера. Что такое Arduino.

     Пожалуй пора начинать говорить про такую большую и, на первый взгляд, сложную тему как управляющая электроника. Можно бесконечно долго обсуждать конструкции / варианты изготовления тех или иных узлов экструдера, но без того, чтобы это дело включить и проверить работоспособность, вроде даже не особо интересно, поэтому начнем...

     Итак, что же такое Arduino и как оно вообще относится к нашей теме.
Цитата с сайта Arduino.ru:

"Arduino — это электронный конструктор и удобная платформа быстрой разработки электронных устройств для новичков и профессионалов. Платформа пользуется огромной популярностью во всем мире благодаря удобству и простоте языка программирования, а также открытой архитектуре и программному коду. Устройство программируется через USB без использования программаторов."

     Платформа пользуется бешеной популярностью среди западных разработчиков, поэтому и была выбрана в качестве управляющей электроники для самых первых (да и почти что всех последующих) принтеров.

     Состоит эта самая платформа из двух частей:

1. Аппаратная часть (красивая синяя плата с контроллером и вшитым в него загрузчиком);
2. Программная часть (открытое бесплатное ПО, позволяющее писать под эти самые платы на понятном языке С/С++).

     Самый главный момент здесь в том, что не нужно никаких дополнительных устройств, с которыми у всех начинающих возникает масса проблем, например, программаторов. Платы для Arduino поставляются уже прошитые специальной программой-загрузчиком, что позволяет заливать в них софт прямо по USB-кабелю из среды программирования Arduino. Сама среда программирования выглядит примерно так:

     Все, что необходимо, под рукой - на панели кнопки для проверки кода, компиляции и загрузки в устройство (контроллер).

     Для того, чтобы начать все это дело осваивать, необходимо прикупить плату-контроллер. 

     Из всего многообразия ардуиновских плат нам подойдет только пара вариантов - либо на базе микроконтроллера ATMega1280 (Arduino Mega) либо на базе более мощного ATMega2560 (Arduino Mega 2560). Обусловлено это размером прошивки Marlin firmware, которую мы будем туда вливать. Кстати, прошивок (равно как и софта, который с этими прошивками работает) в сети гуляет достаточно много. Для желающих поиграться - добро пожаловать на сайт reprap.org. Там же описано и железо, под которое все эти прошивки заточены. Лично мне прошивка Marlin показалась лучшим решением, которая, в отличие от многих, умеет просматривать наперед отсылаемый ей g-code (об этом позже), благодаря чему не затыкается во время печати сложных моментов. К тому же данная прошивка понимает дуги (G02 G03) ака круговая интерполяция. Про это я тоже напишу позже, но суть в том, что другие контроллеры для печати окружностей / дуг требуют сотен команд линейной интерполяции, ибо рисуют только отрезками, а Marlin всего одной. Это офигенный плюс.

     К тому же в прошивке Marlin есть одна очень приятная штука - PID-регулирование температуры. Не вдаваясь в подробности - оно позволяет очень точно (при правильном подборе коэффициентов) регулировать температуру, что, само собой, положительно скажется на качестве печати.

     В данной прошивке еще много всяких интересных возможностей и особенностей, но о них как-нибудь потом.

     Еще один момент - для платы Arduino Mega (2560) разработан и уже повсюду (Ebay.com например) выпускается Ramps shield v1.4:

     Это готовое (либо в виде набора для самостоятельной сборки) дополнение к ардуине, которое превращает ее в полноценный контроллер 3D-принтера, этакий Plug-and-Play:

     В собранном виде получается этакий бутерброд: в основании Arduino Mega, в нее вставляется Ramps 1.4, а в рампс вставляются платы драйверов шаговых двигателей Pololu A4988 (их еще называют StepStick):

     Драйвера, хоть и маленькие, зато очень даже могучие! Позволяют подключать биполярные шаговые двигатели с током до 2А на обмотку (питание 8 - 35 V). При этом имеют режим микрошага до 1/16 (для плавного вращения). Единственное условие - наличие радиатора охлаждения, без которого допускается подключение двигателей с током до 1А на обмотку. 

     Кстати, в том же Китае уже стали продавать целые комплекты железа, которое я тут описываю (иногда даже с готовыми прошивками Marlin) по очень даже сносной цене. Они включают в себя и ардуину мега и рампс и даже драйвера Pololu в количестве 4-5 штук + комплект проводов:

          Комплект как на фото стоит чуть меньше 3000 руб (доставка бесплатная) - вполне демократично, учитывая что одна только Arduino Mega 2560 в России обойдется почти в такую же цену.

     Как покупать товар из Китая объяснять не буду - там нет ничего сложного, единственная сложность это регистрация в сервисе PayPal.com и привязка своей банковской карты. Позже, возможно, открою свой онлайн-магазин, где будет все, что я тут описываю (и готовые принтеры в том числе). 

     А пока расскажу еще про один замечательный контроллер под названием Teensylu, который, по-моему личному мнению, не получил достаточного распространения. В собранном виде этот контроллер выглядит примерно так:

     На фото не хватает только четырех драйверов Pololu A4988, которые вставляются в черные панельки и все! У вас в руках готовое решение для управления принтером. 

     Есть еще более компактное решение под названием Printrboard:

     Плата является "форком" Teensylu (т.е. произошла именно от нее), в которую авторы сразу впаяли драйвера шаговых двигателей (A4982) и добавили разъем под MicroSD карточку памяти (для печати без компьютера).

     НО! Такую плату я бы не советовал по одной простой причине - если сгорит один из драйверов А4982, то поменять его будет ооочень проблематично (как было у меня). Во первых, у этих микросхем очень мелкий шаг ног, без паяльной станции не обойтись, а во-вторых - найти их просто нереально в отличие от той же Pololu A4988, которая уже и в России продается (вот тут например). Так что решать вам.

     Посоветую все-таки начать с Arduino Mega 2560. У меня оно как-то сразу прижилось, закрутилось и завертелось, в отличие от той же Teensylu, с которой пришлось поиграться (эту историю я напишу как-нибудь в другой раз). Да и в голом виде (без шиелдов) этот контроллер можно использовать для очень многих целей (а не только для принтера).

     В самом простом варианте (ну или на начальном этапе) нам понадобится ардуина, драйвер Pololu (одного для экструдера хватит) и еще несколько дешевых деталей для включения нагревателя HotEnd'а и контролирования его температуры.
    

     До скорого...

Экструдер. Часть II

     Итак.

     Вот внешний вид готового привода филамента с планетарным редуктором от шуруповерта:

     А вот сам "горячий конец", который в него вкручивается:

     Теперь подробней...

     В основе привода шаговый двигатель Sanyo, имеющий маркировку 103-550-0149. Он униполярный (имеет 6 проводов), но я задействовал только 4 провода (сопротивление каждой обмотки порядка 10,5 Ом) и использовал его как биполярный. Лишние провода я отрезать пока не стал - оставил болтаться в воздухе (на всякий случай). На вал шаговика руками токаря посадил шестерню от двигателя шуруповерта:

     Сам планетарный редуктор тоже пришлось немного доработать. Со стороны двигателя в редукторе сделали паз глубиной 2 мм и диаметром 22 мм - чтобы совместить ось вращения шаговика с редуктором:

     С обратной стороны редуктора установили крышку из алюминия, в которую впрессовали подшипник для выходной оси:

      На выходной оси видно установленную приводную шестерню, при помощи которой филамент подается в зону нагрева. Шестерни бывают разные:

     Можно и самому изготовить такую шестерню. Необходимо выточить заготовку диаметром 13 мм (примерно), такой же высотой и просверлить внутри отверстие диаметром 5 мм (под вал двигателя). Снаружи проточить канавку радиусом 1,7 мм. Под стопор сверлим отверстие под канавкой и нарезаем М3.
     Зубцы в канавке проще всего делать метчиком М4. Для этого закрепляем заготовку в тисках таким образом, чтобы она могла вращаться вдоль своей оси. Делается это с той целью, чтобы метчик при нарезании канавки мог свободно вращать шестерню. Это ускоряет процесс нарезания и в разы его упрощает. Можно попробовать заставить токаря (за отдельную плату) повозиться с этим делом:

     Ролик не очень хорошего качества, но довольно неплохо иллюстрирует все, о чем я писал выше.

     С приводной шестерней вроде все. Остается прижать к ней наш пруток.

     Идеально, если есть знакомый, у которого уже имеется 3D-принтер. В этом случае идем к нему и печатаем вот такую вещь (которая красного цвета):

     Файлы для печати находятся на сайте Thingiverse. Кстати, там же можно найти и вариант, который я печатал для себя ( тут ) - он тоже нормально работает, но только после ооочень длительного шлифования напильником.

     Если под рукой (пока что) нет принтера, то можно сделать из подручных материалов, либо вообще согнуть из листа железа:
   

     Тут очень много вариантов реализации. Главное, чтобы подшипник надежно прижимал филамент к зубчатой шестерне привода. При этом усилие прижатия не должно быть постоянным (диаметр прутка не идеален по всей длине), поэтому используется пружина.
     Свой экструдер я допилил таким образом, чтобы усилие прижатия можно было менять винтом. Выглядит не супер, зато работает прекрасно:

     Если есть вопросы по поводу привода филамента (или еще какие-нибудь) - пишите в комментариях - обсудим.

     ...