Как сделать 3D-принтер своими руками: инструкция и советы

Как сделать 3D-принтер своими руками: инструкция и советы

Самостоятельное создание аддитивного принтера — трудоёмкий процесс. Такое устройство не получится сделать за один вечер, а его настройка также может занять дополнительное время. Стоимость сборки при самостоятельном поштучном заказе компонентов может превысить цену бюджетного 3D-принтера, изготовленного фабрично. Но приложив некоторое количество усилий и ознакомившись с рекомендациями по сборке, вы сможете создать 3D-принтер своими руками, и он будет идеально подходить под ваши потребности.

Как это работает

Принцип создания объекта также может по факту быть разным – от фрезерования, до нанесения пластичного материала в виде заданной формы послойно. Уже сейчас существуют большие строительные модели, которые «печатают» дома из бетона, имеются и сенсационные слухи о попытке печати на принтере живых органов.

Принцип работы 3D-принтера

При этом можно «спуститься на Землю» и сделать своими руками подходящую модель для поделок, конструирования или других прикладных целей. Итак, собираем 3D принтер своими руками – сколько времени это может занять? Все зависит от выделенного времени, от инструкции, в целом, на сборку уходит максимум несколько дней, устройство помещается на небольшой стол.

Как собрать 3Д-принтер своими руками

Для самостоятельной сборки подходит стандартная модель EWaste. Стоит менее 60 долларов. Если удастся разыскать подходящие комплектующие, которые можно снять с ненужных электроприборов, собрать ее вполне реально. Для этого понадобится мотор NEMA 17, блок питания от ПК, DVD-дисковод, термоусадочные трубки и разъемы.

Еще одна конструкция может быть собрана из комплектующих разобранных лазерных принтеров в сочетании со стальными направляющими, профилями из металла и пластиковыми подшипниками. К каркасу крепятся 4 моторчика, два из них обязательно должны поддерживать функцию микрошага. Также потребуется использовать несколько соединительных проводов, оптических датчиков и термостатор для ячейки. Многие пользователи отмечают, что им удалось сконструировать 3Д-принтер своими руками. Чертежи вы можете увидеть в статье, они доступны для ознакомления. Обычные установки, созданные в домашних условиях, не наделены выдающимися свойствами, но справляются с печатью небольших пластиковых изделий.

Зачем нужен 3D-принтер?

Основное достоинство 3D-печати заключается в том, что благодаря ей практически любой человек может создать в домашних условиях нужную ему вещь. Но серьезный бизнес на основе штампования предметов на 3D-принтере построить сложно, потому что такая печать не заменит серийное производство, как минимум, из-за невысокой скорости изготовления модели. Так что 3D-принтер — это, в основном, инструмент для DIY-задач и поделок: с его появлением у вас дома появляется мастерская, где можно изготавливать самые разные предметы, от настенных крючков до светильников.

Рассмотрим сферы, где 3D-принтер может пригодиться.

Изготовление пластиковых деталей. Особенно актуально это для бытовой техники и детских игрушек — иногда ломаются всевозможные защелки, кнопки, шестерёнки, ручки и т.д., и не всегда эти детали можно легко заменить. На 3D-принтере можно без проблем напечатать такую же деталь или даже лучше. Причем «вырастить» реально и подвижные детали, и состоящие из нескольких частей.

Хобби. Энтузиасты печатают на 3D-принтере и приспособления для рыбалки, и детали для моделирования самолетов, машин, кораблей, и фигурки из мира анимэ и компьютерных игр. С распространением принтеров, способных создавать объекты в нескольких цветах, коллекционеры стали активнее осваивать 3D-печать.

Игрушки. Это непочатый край для тех, у кого есть дети. 3D-принтер выручит в любых ситуациях — сломалась любимая игрушка, нужна дополнительная посуда в детскую кухню, наборы для сюжетных игр, требуются новые аксессуары к детской железной дороге. А к Новому году, например, можно создавать вместе с детьми елочные игрушки и тематические украшения для дома.

Предметы быта. Это одна из самых популярных областей применения 3D-печати — пользователи изготавливают ручки, крепежи, полочки, крючки, приспособления для полива. Если зайти на любой ресурс, где люди делятся друг с другом моделями, можно почерпнуть очень много идей, которые раньше даже не приходили вам в голову. Например, умельцы изготавливают ручки для комодов с местом для подписей, где что лежит, держатели для телефона в душе и даже подставки для рожков с мороженым.

Запчасти для транспортных средств. Актуально для владельцев автомобилей, мотоциклов, велосипедов и другого транспорта. Часто для создания спроса производители выпускают уникальные запчасти для своей техники, которые поставляются под заказ. Ничего не мешает печатать на 3D-принтере вышедшие из строя шестеренки в механизмах автомобиля, например, в приводе стеклоподъемника, всевозможные кронштейны, колпачки для дисков, штуцеры, элементы салазок люка, узлы креплений дворников и т.д. Это позволит сэкономить не только бюджет, но и время.

В последнее время 3D-принтеры стали использовать для кастомайзинга автомобилей и мотокастомайзинга: люди печатают для них декоративные элементы, не несущие большую нагрузку.

Образование. Отечественные производители 3D-принтеров периодически организуют программы по внедрению этой технологии в школы и даже обучают учителей работе с трехмерной печатью. Вполне возможно, что через несколько лет в каждой школе уже будут классы с 3D-принтерами, на которых будут создаваться образовательные проекты, демо-материалы и модели чего угодно.

Пока же можно создавать дома модели вместе с ребёнком-школьником, заодно обучая его пространственному мышлению. И, конечно, с помощью трехмерного принтера печатать проекты, прототипы и наглядные модели могут сами преподаватели, а также студенты.

Профессиональное использование трехмерного принтера в домашних условиях — удел архитекторов, дизайнеров и представителей других креативных профессий. Архитекторы создают модели зданий и прочих объектов, художники — объекты инсталляций, модельеры — аксессуары и элементы одежды, фотографы — вспомогательные приспособления и редкие запчасти. Конечно, медицинские протезы или подобные сложные объекты на бытовом принтере «выращивать» никто не будет — здесь уже нужен высокоточный профессиональный агрегат.

Аксессуары для гаджетов. Это то, что чуть ли не первым делом печатает новоявленный владелец 3D-принтера — чехлы и подставки для смартфонов и планшетов, холдеры для пультов, кнопки, крепления и многое другое. Во-первых, это просто, во-вторых, полезно, ну а в-третьих, готовых проектов в Сети очень много.

Сувениры. Различную сувенирную и бизнес-продукцию выгодно печатать на 3D-принтере частным предпринимателям. Это фирменные эмблемы, брелоки, корпуса для флэшек и т.д. Кроме того, трехмерная печать позволяет с легкостью создавать несложную бижутерию и даже оправы для очков.

Это основные идеи домашнего использования 3D-принтера, которые уже обкатаны пользователями. Разберемся, что нужно учесть перед тем, как завести дома такого «питомца».

Сколько это стоило:

Остался шкурный вопрос — сколько это стоило?
Вот сейчас и посчитаем

85$
Корпус — 5$
PLA пластик — максимум на 10$
Поскольку в магазинах linkcnc Store, BIG TREE TECH и других платная доставка, а так же может какую мелочевку забыл указать, то добавим 15$.
Итого 115$
Так же прошу учесть, что вышеприведенные цены приблизительны, можно найти дешевле, направляющие можно изъять из старой техники, электронику купить в магазинах специализирующихся на этом.

Читайте также  Самая дорогая игровая мышка

Как самому собрать 3d принтер: чертежи и пошаговая инструкция

После того как вы закупили необходимое оборудование, можно приступать к процессу сборки. Прежде всего нужно найти точный план с чертежами, по которым будет производиться работа. Если вы впервые столкнулись с данным вопросом и не имеете готовых наработок в этой области, предлагаем воспользоваться пошаговым планом изготовления оборудования. Он состоит из следующих этапов:

  1. Сборка корпуса и основного столика для печати.
  2. Оснащение конструкции электроникой и двигателями для продвижения каретки и печатающего станка.
  3. Установка программного обеспечения и драйверов для, запуска работы системы.

Первый этап является самым сложным во всём процессе. Для его выполнения следует внимательно ознакомиться с деталями процесса. Не всегда получается собрать сложную технику с первой попытки — процесс довольно трудоёмкий и требует опыта работы в данной сфере. Если вы сомневаетесь в своих возможностях, оптимальнее будет приобрести готовое устройство известного производителя. В целом процесс создания корпуса выполняется по следующему плану:

  1. Соберите боковые стенки и крышку корпуса. После этого установите нижнюю планку. Зафиксируйте всё болтами.
  2. На задней панели установите кронштейны под двигатели с печатающим станком.
  3. Прикрепите ремни к двигателям и присоедините их к кронштейну. Для двигателей подберите специальные крепления с разъёмами.
  4. Стяните все элементы болтами и гайками с резьбой.
  5. Соберите и установите на нижней панели каретку с нагревательным элементом.
  6. То же самое проделайте с вертикальной кареткой. Дополните конструкцию двигателями.
  7. Чтобы каретки двигались вдоль оси, необходимо приделать к ним ремни с зубчиками, по которым они будут перемещаться.

После этого настройте электронику и подключите полученное устройство к компьютеру, установив соответствующее программное обеспечение и драйверы.

Что будет, если вы задумаете собрать 3D принтер своими руками

С чего всё начиналось

Собственно, сама мысль собрать принтер своими силами возникла примерно год назад после прочтения статьи на вики про RepRap принтеры. До этого ничего не собирая сложнее корпусов для компьютера, было трудно оценить всю сложность предстоящей работы. Но, листая страницы дальше, обнаружил, что все схемы, чертежи и инструкции присутствуют и более того даже на русском языке.

Немного погодя, оказалось, что все компоненты стоят вместе как готовый принтер и настрой сильно упал (Ох уж эти московские перекупщики), но на помощь пришел Китай со своими сверхдешевыми электроникой и электромеханическими компонентами. В порыве радости был заказан комплект электроники RAMPS 1.4 (Как самый простой в использовании по отзывам), 5 шаговых двигателей типа nema 17 (момент удержания должен быть не меньше 1.5кг/см, но я взял аж 4кг/см), 2 метра приводного ремня размера t2.5 с двумя алюминиевыми шкивами по 20 зубьев, а так же нагревательную платформу (mk2a самая распространенная), так же нужно не забыть взять 12 линейных подшипников lm8uu. На всё я потратил чуть больше 13 тысяч рублей, что, согласитесь, несколько меньше, чем, даже, комплекты для самостоятельной сборки в магазинах.

Спустя 2 месяца ожидания

За эти месяцы я успел познакомиться на форуме с несколькими интересными людьми, один из которых любезно распечатал на своем Replicator2 детали для моего принтера (Я выбрал конструкцию Prusa Mendel i2 из-за её дешевизны и простоты сборки). Кстати говоря, точность изготовления деталей мало на что влияет и, в принципе, можно их делать хоть из ложек, я лично сделал часть деталей для рамы из толстой фанеры. Большой проблемой было найти направляющие валы, которые стоят от 600 рублей за метр (Каленые и прочные, т.е. избыточная прочность), но решение было найдено на рынке: обычные прутки из нержавейки диаметром 8мм отлично подошли (Нужно всего 3 метра, как и что резать, написано на Вики), так же 6 метров шпилек м8 и 6 подшипников 608 (Как в роликах и скейтбордах). В качестве блока питания можно использовать что угодно от 400Вт 12-19В. Забрав с почты последнюю посылку (Не буду говорить про нашу почту, все и так всё знают. Битые и мятые коробки, ожидание, потерянные извещения), я понял, что предстоит много работы.

Первый блин комом

Самую сложную (как выяснилось позже) деталь решено было сделать самому, а именно hotend или сопло. Мой совет: если у вас нет токарного станка и вы не знаете тонкости изготовления хотендов, не беритесь за это. Было потрачено много времени и денег, но сопло было готово (спасибо сайтам и форумам), кстати, как выяснилось, готовое решение стоит 1500 рублей и это в два раза меньше, чем я потратил на свой хотенд. (Если кто-то всё же решится, то советую делать сопло сменным, а в качестве нагревателя не использовать резисторы из магазина, закажите керамический 12В 40Вт из Китая).

Собирать раму и подключать электронику по инструкции не сложно, но долго из-за возни с более чем 50 гаек и винтов.

Самая простая часть позади, предстоял самый долгий этап: настройка. Электроника основана на Ардуино, так что, проблем ни у кого возникнуть не должно. Собственно, нужно в прошивке настроить количество шагов по всем осям и на экструдере, так же настроить концевые датчики, откалибровать высоту и горизонтальность платформы, выбрать правильные термисторы. Кстати говоря, я начинал печатать ABS пластиком без нагревательной платформы на легендарном Синем Скотче. Важно: ABS нельзя печатать без нагревательной платформы, потому что неминуемо будет деформироваться деталь при остывании и все края загнутся наверх.

Детский восторг и осознание того, как много всего надо решить.

Работа над ошибками

Первым делом, я прикрутил нагревательную платформу, которая дала такой потрясающий результат с первого раза:

Ничего не отклеивается и не загибается даже на деталях такого размера. Но были и минусы: синий скотч оставался на деталях и его приходилось переклеивать каждый раз. плюс ко всему, перегорали резисторы раз в неделю стабильно и был заказан нагреватель из Китая.
Печать шла, вроде бы все хорошо, но хотелось большего. Засел за редактор и через пару дней родил проект нового принтера, больше, выше, солиднее. Рама из толстой фанеры, части напечатанные, все шло хорошо, но, собрав всё воедино, оказалось, что направляющие не параллельны и прочее и прочее, в итоге проект был заброшен.

Провал не давал спокойно спать и многие дни я думал надо новой конструкцией. Идей было много, некоторые удалось реализовать, но как это и бывает, с косяками, потому не буду надолго останавливаться на этом.

Музой стал принтер Prusa Mendel третьего поколения с фанерной рамой (Правильно читать не «пруса», а «прюша», т.к. это Чешский парень Йозеф Прюша). Как раз под рукой оказался станок для лазерной резки и автокад. Долгие вечера перед монитором, 3 разные версии.

Не обошлось без напечатанных деталей, но их было уже гораздо меньше: всего 3 каретки и 3 держателя концевиков.

Печать всех частей заняла около 9 часов. В то время я порезал фанеру (Покупайте для резки фанеру в магазинах, потому что на рынках она вся в сучках, которые не прорезаются нормально) и собрал первую версию рамы.

Читайте также  Лучшие мыши для шутеров


Ставка была сделана на высоту, она составила немного больше полуметра, что давало рабочую область высотой в 420мм, вряд ли вы найдете похожий.

Первое время я использовал пруток 3мм в силу его дешевизны, но для его подачи в экструдер необходимо использовать редуктор. печать неплохая, но подающий болт порой забивается и сам экструдер получается большим.

В следствии, было решено перейти на пруток меньшего диаметра, 1.75мм (Благо, сейчас полно производителей появилось) с маленьким экструдером без редуктора и с большей точностью подачи.

Советую всем сразу печатать прутком 1.75, потому что это реально удобнее. 3мм- это архаизм со времен использования сварочного прутка.

Идеальная машина

Само собой, работы еще предстоит много, но, могу сказать, что это вполне законченный продукт, который, при желании, можно повторить самому. Принтер не отличается ни сверхточностью, ни скоростью печати. Это обычный принтер на уровне того же Prusa i3, просто он выше и удобнее. Хочется сказать, что любой принтер можно настроить так, что он будет не хуже покупных монстров с ценником за 100.000, на который вы потратите не больше 15.000 рублей. Форумы и блоги пестрят различной информации, Китай доставляет что угодно за смешные деньги, так почему бы не сделать это самому?

Что можно сделать на фаббере?

Рынок фабберов в России представлен самыми разными моделями. Однако, если вы действительно решитесь реализовывать бизнес-идею печати изделий на 3D-принтере, учтите, что при покупке такого принтера не всегда разумно ориентироваться только на цену. «Лучше всего смотреть на соотношение цены и качества, – советует Илья Соломин. – Так, по данным магазина Foto-Business.ru, на первом месте находится модель PrintBox3D One.

Кроме фаббера, обязательно потребуется 3D-сканер с минимальным ценником в тысячу долларов. Важен и используемый материал, например, АБС-пластик. Из него делают тонкостенные детали даже для автомобилей, настолько он крепок. Иными словами, народ еще не понял, что такое 3D-принтеры. Бывает, пластиковая мелочевка сломалась, как у моей бабушки шестеренка в мясорубке, которую уже лет двадцать не выпускают. Хотели выкинуть, так я отлил точно такую же деталь».

«Думается, что пик спроса на изделия из пластика, изготовленные прототипированием, еще впереди, – рассуждает Максим Поднебесный. – В моем ларьке конкретных заказов почти нет. Поэтому сам штампую героев шутеров и выставляю на продажу. Просто люди еще не поняли широкие возможности 3D-печати».

Между тем, на западе фабберы используют значительно шире, даже если они расположены в компьютерном салоне. «Например, в стоматологии или в строительстве, – говорит Илья Соломин. – В первом случае речь идет о селективном лазерном спекании, с помощью которого можно производить зубные имплантаты. Особенно это актуально для небольших городов, где стоматологические клиники не имеют своего оборудования. А во втором случае заказчиками являются девелоперы, которым нужно найти инвесторов. Такие модели являются прекрасным рекламным материалом».

К сведению, заказчики в Европе и Америке не сразу пошли в компьютерные офисы для 3D-печатания. Заказывают такие изделия, как правило, люди, хорошо понимающие, что из этого может выйти. Максим Поднебесный уверен в том, что нужно пропагандировать эту технологию, прежде всего среди инженеров и конструкторов.

Итоговая стоимость 3D принтера

В конечном итоге минимальная сумма затрат на все исходные составляющие трехмерного RepRap составляет около 26 000 рублей. Ко всему прочему, нужно будет приложить много сил, времени и нервов для того, чтобы устройство заработало. Найти и приобрести все подходящие детали – задача не из легких, поэтому можно воспользоваться готовыми наборами для самостоятельной сборки, так называемыми КИТами (Kit). Зачастую они содержат исключительно базовые детали, а в их комплекте далеко не всегда имеется корпус и контроллер. Стоимость подобных наборов — от 15 000 до 35 000 рублей. Все зависит от наличия деталей в комплекте и непосредственного их качества. Ну так что, проводим эксперимент по созданию 3D принтера своими руками без помощи профессионалов? Эта идея уже не кажется такой нереальной — все вперед за “китами”!