Предыстория

Года 3 назад я купил свой первый 3д принтер. Не очень долго смотрел и читал форумы, но часто попадался производитель Anycubic и конкретная модель Mega i3 S: данная модель была идеальным экземпляром соотношения цены и качества.

Проблемы

До мая 2024 года принтер печатал с минимальными ошибками, но в какой-то момент начались проблемы с MINTEMP. Невооруженным глазом (а именно спустя 3 секунды активного гугления) стало понятно, что проблема в кабеле термистора печатного стола и для решения данной проблемы точно понадобилось бы разобрать принтер (данное действие я еще буду делать не раз).

Конечно, данный принтер входит в состав бюджетных, домашних инструментов, и многие функции и фичы не предусмотрены от производителя. Ниже представлю примерный список проблем и недостатков, которые получилось решить.

• Нет закрытого корпуса, что не предоставляет печатать капризные материалы, такие как ABS.

• Нет натяжителя ремня, что приводит к смещению слоев, медленной работе и другим неприятностям.

• Нет возможности работать через интернет: только USB и SD карта.

• Шумные драйвера шаговых моторов. Да-да именно драйвера являются причиной шума.

• Обдув детали только с одной стороны: с правой стороны печатающей головки, модель вообще не обдувается.

• Медленный, 8-ми битный контроллер, который занимается и парсингом g-code-а, и продвижением осей и в целом работает на пределе своих возможностей.

• Ну, откровенно, плохой односторонний экструдер.

Конечно, смотря на весь этот (не полный) список проблем и хотелок, можно было бы купить новый принтер, но я же сын маминой подруги и нужно самому решить возникшую проблему. После не долгих раздумий, длительностью в месяц, я решил все-таки взяться за обновление и улучшение своего любимого 3д принтера.

Улучшения/модификации

Замена кабеля нагреваемого стола

Первым делом я конечно же решил хоть как-нибудь привести принтер в чувства, потому что он должен был мне помочь в будущей его улучшении. После этих слов я разобрал нижнюю крышку принтера и нашел кабели, которые идут к столу. Из-за особенности конструкции эти провода часто трутся об металлическую конструкцию и изнашиваются.

После того, как я внимательно осмотрел каждый дециметр кабеля, нашел проблемный и … заменил вообще все кабели, идущие к столу, и заодно пропустил их через кабель канал, чтобы данное решение было максимально долгим.

Драйвера шаговых моторов - TMC2208/TMC2209

Раз уж мне уже пришлось открыть "капот" принтера, грех не заменить родные драйвера на бесшумные TMC2208. Я не сильно разбираюсь в возможностях данных драйверов, но, почитав разные отзывы и материалы, решил на все оси ставить TMC2208, а на экструдер TMC2209, так как двигатель экструдера больше момента передает для проталкивания филамента. Перед тем как поставить новые драйвера обязательно обратите внимание на распиновку. Единственная загвоздка была в том, что направление прокрутки мотора с этими драйверами обратная. Для решения данной проблемы я решил пойти с более сложным путем и перепрошил родную материнку TriGorilla на новую прошивку с поддержкой драйверов TMC от knutwurst. По ссылке можно почитать как определить нужную вам версию прошивки. Другой способ инвертировать направление шаговика - заменить местами любые 2 провода - гайд.

Важное примечание!

Выходы для моторов и их драйвера подписаны на плате TriGorilla. Второй мотор оси Z воткнут в разъем E1!

Снимайте каждый драйвер по отдельности и пропишите на нем маркером ось. Это в дальнейшем поможет поставить тот же драйвер обратно, если что-то не заработает.

ОБЯЗАТЕЛЬНО надо проставить ограничение по току на каждом драйвере. Гайд как выбрать нужное значение. У меня стоят пока следующее:

• X, Y, Z1, Z2 - 1.000 V

• E - 1.100 V

Радиаторы моих драйверов оказались слишком высокими, поэтому мне пришлось подложить дополнительные вставки/гайки под вентилятор.

В будущем планирую немного изменить конструкцию и поставить 2 бесшумных вентилятора (сейчас она вместе с кулером блока питания шумит больше всех).

Новая конструкция головки экструдера

Так как у меня получилось завести принтер, чтобы он печатал, решил поставить самую известную на просторах интернета модификацию данного принтера - новую головку AI3M X-Carriage MK4

Если следить за инструкцией, который дает автор данной модели, сборка и установка занимает не больше полутора часов. Обязательно обратите внимание на материалы печати каждого компонента. В моем случае я все печатал PLA, а держатель хотэнда и обдув - PETG.

Не буду долго писать про преимущества данной модели, выделю основное: есть возможность установить BLTouch сенсор (мне это еще предстоит сделать), есть натяжитель ремня оси X, обдув модели с двух сторон и, конечно же, это сделано своими руками (я считаю это основным преимуществом :) ).

Экструдер

Наверное это является самым лучшим улучшением данного принтера.

В принтере Anycubic Mega S в стоке идет экструдер с редуктором. Вроде бы все хорошо, но если разобрать его, можно заметить, что он проталкивает пруток только с одной стороны и с одной шестерней. В первое время данное решение может работать вполне хорошо, но со временем и с более извращенными настройками зубы растачиваются и этот экструдер не будет справляться с задачами повседневной печати (retraction, retraction speed и т. д.).

Для замены я выбрал самый известный, BMG Dual Drive, экструдер, точнее его копию. Заказал я его из общеизвестного маркетплейса.

Не буду долго писать гайд как установить данный экструдер, а просто прикреплю гайд, а ниже распишу с какими проблемами я сталкивался.

• Винты, которые шли вместе с экструдером, короткие и не подходят для нашего принтера. Я купил 3шт M3x35мм и все идеально подошло.

• Если вы собираетесь пошагово следить за моим гайдом, не спешите инвертировать движение мотора экструдера, как показано на видео. В следующей главе мы будем устанавливать Klipper и изменим направление движения программно.

Klipper

Установка

Самым главным улучшением по моему мнению является Klipper. Как ранее писал, наш 3д принтер работает на слабенькой атмеге 2560, которая и парсит g-code и управляет моторами. Она является пожалуй главной причиной медленной печати. Ну и прошивка marlin не современная.

Klipper - это программное обеспечение, которое работает на отдельном компьютере и управляет материнской платой принтера. Ее часто ставят на старые ноутбуки или raspberry pi.

В моем случае, где-то в ящиках валялся старенький Raspberry Pi Model 2B. Он откровенно слаб для выполнения каких-то современных задач, но с управлением 3д принтера уж точно справиться лучше 8-ми битной атмеги. В просторах интернета куча гайдов как устанавливать и настраивать Klipper. В данной статье я просто коснусь ее настройки для управления Anycubic-ом.

Для первичной установки я следовал этому гайду. Но чтобы быть на одной странице - у меня установлены:

• Moonraker - это плагин, который предоставляет api для работы внешних сервисов (мобильное приложение, веб интерфейс, внешний экран) с ядром klipper-а.

• Fluidd - Веб интерфейс для работы с klipper-ом из браузера

• KlipperScreen - Модуль для подключения внешнего дисплея. (поговорим чуть ниже)

• Crowsnest - плагин для работы с камерой.

Дополнительные компоненты

Из-за того что klipper предоставляет большой набор дополнительных возможностей, я решил также подключать свет к моему принтеру. Для этого выбор пал на блок из 4-х электромагнитных реле, обычную светодиодную ленту на 12В и блок питания (возможно блок, который установлен внутри 3д принтера подойдет, но я не считал потребляемую мощность принтера при работе. Светодиоды подключать только на свой страх и риск).

Для того чтобы смотреть дистанционно, как идет печать на 3д принтере, я использовал штатную камеру малинки. В дальнейшем я ее убрал и планирую подключать USB веб камеру.

Настройки

Свои основные настройки я привел в репозитории в гитхабе, можете использовать. Основные моменты старался комментировать. У Klipper-а очень хорошее и полное описание настроек. Единственное, сделайте свою калибровку PID хотэнда и нагреваемого стола.

Также я калибровал input_shaper (что и вам настоятельно рекомендую) используя аккселерометер adxl345 (модели для крепления к столу и держателю хотэнда приведу ниже). Данное занятие не из простых, но собирается и проводится за час. Ее можно проводить и без дополнительных модулей, используя готовый гайд.

Внешний экран управления

После того как мы перепрошили основную плату 3д принтера, экран стал бесполезным. Ее, конечно, можно подключать к Klipper-у, но я честно говоря, даже не хотел тратить время на ее настройку. Вместо этого я решил использовать модуль KlipperScreen. Для управления клиппером откопал у себя в ящиках старый андроид телефон Meizu M5c с разбитым экраном. Следуя инструкциям в течении 40 минут у меня уже был работающий внешний экран. Основное, что я хотел бы выделить, это прикрепление ip адреса телефона в домашней сети, чтобы DHCP не переназначал и не менял ip телефона.

Не забудьте в настройках слайсера указать код управления принтером Klipper вместо Marlin

Корпус

Ну вот, спустя день работы у меня появился работающий 3d printer. Мне как-то понравилась вся эта идея с работой ручками, потому еще решил сделать закрытый корпус для принтера, чтобы можно было печатать с капризными филаментами как ABS.

Проблемой таких филаментов является то, что они дают сильную осадку при застывании и нижние слои начинают скручиваться и отрываться от стола. Данная проблема решается избавлением возможных сквозняков и поддержкой температуры внутри печатаемого объема. Я на скорую руку собрал свой короб из брусков, фанеры и оргстекла. Размеры коробки получились следующие: ширина — 60см, глубина — 60см и высота — 76см. По высоте оставил такое большое пространство, потому что в дальнейшем планирую поставить direct drive.

Дальнейшие планы

Вся вышеописанная работа заняла у меня от силы 3 дня. В ходе данного улучшения и последующей эксплуатации у меня появились еще несколько идей для дальнейшей доработки.

• Direct drive вместо bowden экструдера - данная доработка даст мне возможность печатать с гибкими пластиками.

• Коробка у меня пока работает только за счет накапливания тепла от нагревательного стола и экструдера. В планах добавить отдельный нагревательный элемент с вентиляцией для поддержки тепла в объеме коробки.

• Телефоном конечно удобно управлять принтером, но в этом решении есть определенные недостатки (экран отключается, много места занимает, не гибок в настройке). Хочу попробовать снять заводской экран с принтера и подключить к дополнительной плате, для управления Klipper-ом.

• Натяжитель ремня оси Y.

• Автокалибровка стола принтера с использованием сенсора.

• Замена экструдера.

Следите за профилем и, надеюсь, в ближайшее время выйдет новая статья про принтер.

Дополнительные инструменты и модели

• Держатель телефона для Meizu M5c

• Крепления для adxl adxl345
  

  • x axis

  • y axis

• Кейс для raspberry PI

• Клипсы для кабелей (использовал под столом)

• Поддержки для оси z (сильно советую)

• Orca Slicer (начал использовать ее вместо Cura)