25.12.2020 08:34
lovecraft 225 24600 Источник

Картинка с сайта https://www.fabbaloo.com/blog/2014/7/13/near-disaster-while-3d-printing

Под конец года решил порадовать себя чем-нибудь эдаким, например — 3D-принтером. Несколько лет назад я уже смотрел в эту сторону и то, что, что предлагал тогда Aliexpress, выглядело не особо внушающим доверия. Обзоры говорили, что вместо более или менее готового комплекта, который требует только отверточной сборки, к вам приходит конструктор «сделай сам», который нужно долго допиливать, чтобы получить хоть какое-то качество на выходе. Ходили слухи, что первым, что делает новоявленный обладатель 3D-принетра - это печатает к нему штук пять дополнительных компонентов. Кроме того, раньше меня пугали какие-то нереальные сроки печати — 6, а то и 12 часов на не самые сложные модели, и я искренне надеялся, что за это время ситуация изменилась к лучшему Кроме того, если четыре года назад я смотрел в нижний ценовой сегмент - в районе 150 USD, теперь я решил целиться повыше — примерно в 300 USD, в надежде, что за эту цену наши друзья из Поднебесной могут предложить принтер, который будет печатать "из коробки". Выбор пал на принтер с условным названием Printer A – большая область печати, стол, который перемещается вверх-вниз двумя моторами, «легкая» кинематика Core XY, обещающая высокие скорости перемещения каретки — все это говорило о том, что надежда на хороший принтер может себя оправдать, а печать будет быстрой. Кроме того, обещалась точность 0.1 мм (запомним это).

Итак, выбор сделан и пришло время идти на YouTube, чтобы убедиться в положительных качествах принтера окончательно. На этот конкретный принтер обзоров в Сети довольно мало, а вот на его «младшего брата», условный Printer B, их хватает. Посмотрев с десяток роликов, я понял, что за четыре года не изменилось ничего. Один из авторов прямо говорит — не надейтесь на работу "из коробки", 3D-принтер — это проект. В других обзорах, в числе прочего, упоминаются:

  • Никакая инструкция, больше похожая на вводную брошюру

  • Неправильно согнутая нижняя часть корпуса, которую нужно выправить при помощи высокотехнологичных пассатижей (помните про точность 0,1 мм?)

  • Натягивание передаточных ремней при помощи высокотехнологичных нейлоновых стяжек, отсутствие натяжителей (все еще помните про точность 0,1 мм?)

  • Печатающая головка, в которую подходит только родное сопло, а остальные вкручиваются негерметично и «текут»

  • Вибрации, которые передаются через муфты оси Z с двигателей на стол с моделью (еще не забыли про точность 0,1 мм?)

  • Люфты в ходовых винтах оси Z, которые теоретически можно исправить установкой подпружиненных гаек (как там поживает точность в 0,1 мм?)

  • Концевые выключатели, которые крепятся непонятно как

  • Датчик окончания нити филамента, который предлагается не крепить к корпусу, а оставить висеть.

  • Маленькая и тонкая теплоизоляция стола

  • Недолговечное покрытие стола в виде пленки вместо «правильного» стекла Ultrabase.

  • Отсутствие заводской смазки на направляющих

  • «Неправильные» платы драйверов на оси Z и экструдере, из-за чего двигатели шумят

  • Неправильно выставленные токи на всех платах драйверов, из-за чего двигатели чрезмерно греются и перестают работать

  • Никакая прошивка, в которой не работает половина кнопок, и которую однозначно нужно менять

Получается вот такой список покупок, которые нужно сделать вместе с 3D-принтером:

  • Утеплитель на столик

  • Стекло Ultrabase на столик

  • Специальные виброгасящие муфты с эластичными/гибкими элементами для соединения двигателей оси Z с ходовыми винтами — 2 шт.

Spoiler

  • Подпружиненные гайки для крепления стола к ходовым винтам — 2 шт.

Spoiler

  • Нормальные платы драйверов на ось Z и экструдер (2+1=3 шт.)

Spoiler

Штатно в 3D-принтере стоят драйверы TMC2208 на оси X и Y, а на двух моторах оси Z и экструдере - А4988

  • Набор сопел разного диаметра для нагревателя

  • Сам нагреватель, если резьба для сопла будет негерметичной

  • Несколько вентиляторов — для охлаждения рубашки экструдера и зоны печати

  • Дополнительные приводной ремень — оригинальный обрезается так коротко, что после установки натяжителей его может не хватить

  • Возможно - новую материнскую плату (контроллер) целиком + набор хороших драйверов (50 USD за все), чтобы не иметь головной боли с переделыванием управления комплектной платы и драйверов на управление по протоколу UART

Spoiler

В принтере штатно установлена плата Markerbase MKT Robin Nano 1.2 c драйверами TMC2208 и А4988, можно заменить ее на MKT Robin Nano 2.0 и драйверы TMC2209, тогда управление драйверами по UART будет доступно "из коробки"

  • Возможно - оптопары для установки в качестве концевиков вместо выключателей

  • Возможно - датчик калибровки стола (3D Touch, BL Touch) — 40 USD за оригинал, в два раза меньше — за реплику, которая глючит. Ну или можно сделать самому из оптопары и маленького сервопривода SG90

Spoiler

  • Возможно - экструдер прямого действия вместо трубки Боудена, чтобы можно было печатать гибкими пластиками. Это увеличит вес каретки, поэтому двигатель экструдера придется тоже менять на облегченное (и более дорогое) исполнение.

  • Возможно - обшивка всего принтера теплоизоляцией, чтобы можно было печатать большие детали пластиком ABS. Есть штатная, добавляет к стоимости принтера 130 USD, или можно сделать самому.

Это что касается тех вещей, которые можно купить. Есть еще и компоненты, которые придется печатать/паять/собирать самостоятельно:

  • Крепление для более мощного вентилятора охлаждения экструдера

  • Крепление для вентилятора обдува модели

  • Натяжители ремней

  • Крепление для гофры и кабелей на корпус принтера, иначе будут болтаться

  • Корпус для кастомного датчика калибровки стола или крепление для 3D Touch/BL Touch

  • Завести UART-выводы драйверов на свободные пины контроллера. При этом ожидается головная боль с тем, что:

    а) Свободных пинов контроллера на самом деле нет, придется использовать те, что выведены на разъем для подключения WiFi-модуля. При этом теряется возможность использовать WiFi в будущем

    б) Драйверов у нас пять, и все используют однопроводной полудуплексный UART. У контроллера свободен один заведомо рабочий аппаратный двухпроводной UART. Придется думать над тем, как настроить в прошивке программный UART, а он, согласно документации на прошивку, требует того, чтобы на пин RX можно было бы повесить прерывание. В общем, тут широкое поле для экспериментов. Ну или можно купить новый контроллер с драйверами, как описано выше: +50 USD к стоимости принтера

  • Обшивка зоны печати, чтобы не было сквозняков, или купить готовую. Кажется, у готовой нет верхней крышки, так что все равно придется доделывать

  • Прошивка. Этот принтер совместим с прошивкой Marlin, которую, для достижения большей гибкости и тонкой настройки UART, придется собирать из исходников, что далеко не каждому под силу. Хорошо еще, что прошивка ставится прямо с SD-карты и не нужно возиться с программатором

Изучение вопроса скорости печати повергло меня в уныние: здесь пишут, что очень недешевый Ultimaker 2 (3500-4000 USD) печатает кораблик Бенчи за два часа, а подставку для планшета габаритами 14х4х10 см — за шесть, что, мягко говоря, не быстро. Интересно, как будут обстоять дела со скоростью у принтера за 300 USD?

Просмотрев еще пару десятков роликов, я заметил, что чаще всего печатают:

  • Калибровочный куб-компаньон с именованиями осей XYZ на гранях. Некоторые авторы меняют название последней оси на «Й», что придает кубу несколько хулиганский вид

Spoiler

Искать на thingiverse.com по запросу "Russian Calibration Cube"

  • Кораблик Бенчи

  • Вазу (редко)

  • Кучу приблуд для 3D-принетра, в которых не было бы необходимости, не будь у автора ролика самого принтера.

В связи со всем этим хотел бы спросить у Habr-сообщества:

  • Действительно ли все так плохо с китайскими принтерами за условные 300 USD? Чтобы принтер нормально печатал "из коробки" и не требовал ручной калибровки каждый раз нужно целиться в категорию как минимум в 10 раз дороже?

  • Действительно ли скорость печати принтеров такая низкая или ее можно существенно увеличить, если взять сопло потолще и отказаться от точности в 0,1мм?

  • Если ли у принтеров применение «в народном хозяйстве» или среднестатистический пользователь редко уходит дальше печати калибровочных кубиков?